核電廠中壓電動機保護裝置簡介及調試

何洋　趙江　周俊

【摘 要】對于核電廠中壓電動機保護目前使用的多為可靠性較高的SPAM150C綜合保護繼電器，本文對該保護的調試方法及調試過程中的注意事項進行闡述以達到正確實現電動機保護的目的。

【關鍵詞】中壓電動機；SPAM150C；熱過載；相不平衡

1 核電廠中壓電動機概述

核電廠中壓電動機采用6.0kV電壓等級，其功率多為200kW及以上。核電廠中壓電動機所帶的泵或風機等負荷大多數涉及到核電機組電能的正常生產，有些負荷屬于核電廠專設安全常用設備，用來防止、限制、減少放射性物質的泄漏，所以保障中壓電動機的可用性至關重要。

中壓電動機的電氣保護裝置主要為SPAM150C，保護裝置連續測量裝置的三相電流及中性點電流，根據所測量的值計算電動機熱的狀態，檢測網絡狀態故障，提供報警信號或使斷路器跳閘。SPAM150C的保護功能包括熱過負荷單元、啟動監測單元、高整定過流單元、接地故障單元、相不平衡單元、不正確相序單元以及低電流單元，可以對電動機的各類故障進行保護。

2 保護裝置調試

SPAM150C繼電器的校驗項目包括對熱過載單元、高定值單元、啟動監視單元、相電流不平衡單元以及接地故障單元的校驗。其中熱過載單元主要校驗6倍熱過載時間，高定值單元主要校驗其動作電流和動作時間，啟動監視單元主要監視其啟動電流及其動作時間，相不平衡單元校驗在整定的不平衡度相電流下的動作時間以及在逆相序下繼電器的動作時間，接地故障單元校驗其動作電流及其動作時間。

2.1 熱過載單元

熱過載單元校驗之前需先向保護裝置輸入設定值：滿負荷電流、負荷權重P、報警水平θa、禁止再起動水平θi以及冷卻時間常數Kc，同時還須將控制字SGF5設置為0，因為在做試驗時是分相做的，將產生不平衡電流，相不平衡單元將誤動。

t6x即為輸入電流為6倍Iθ時保護裝置的動作時間。用繼電保護測試儀輸出6倍Iθ電流，測量保護裝置的動作時間，如Iθ=0.76，則試驗時輸入的電流為4.56，三相依次驗證其動作時間。在試驗過程中，可以看到保護裝置上的報警指示信息依次顯示3、1、2，其含義分別為熱再啟動禁止級被超過，啟動時間計數器滿或外部禁止信號被激活、熱量值已超過設定的優先報警級、熱元件已跳閘。

再啟動禁止節點74-75作為電動機再啟動回路中的一個節點，當SG4/2設置為0且沒有再啟動禁止信號，則該節點導通，再啟動回路導通，允許電機再啟動，當有再啟動禁止信號時則該節點斷開，不允許電機再啟動。

在試驗時需注意：每做完一次必須將繼電器重置一次（方法：將綜保斷電→同時按下綜保上的“RESET STEP”和“PROGRAM”鍵并保持按下→給綜保上電→裝置開始自檢后松開“RESET STEP”和“PROGRAM”鍵）以強制清除熱繼電器的熱積累。

2.2 高定值單元

在進行高定值單元之前需將啟動監視單元中的啟動電流IS的整定值調大以防在進行高定值過流試驗時誤動（一般啟動監視電流為4倍In左右，而高定值單元的動作電流為7倍In左右）。如果定值為7.12，則其動作電流為7.12A（In一般為1A），該試驗的誤差要求動作電流≤±3%，動作時間≤±4%。

2.3 啟動監視單元

進行啟動監視單元校驗之前應先恢復之前更改的啟動電流IS的整定值。在定值中SG4=4，說明在啟動監視單元中IS級的起動信號直接發送到輸出SS1，即繼電器D，同時也說明啟動情況被定義為該處相電流從一個少于0.12數值在少于60ms之內增加到超過1.5的數值，當相電流在多于100ms時間內相電流跌到小于1.25時啟動情況終止。

該試驗的試驗方法采用定時限校驗動作電流，反時限校驗動作時間（定時限或反時限是由控制字SGF7決定的，整定值表中該控制字為1，即采用熱應力監測方式，決定于IS2×ts；但在做試驗時需先將該控制字改為0，即采用定時過流方式監測，決定于IS和ts）。

完成動作電流的校驗后在測量動作時間時，其測試儀輸出的電流必須嚴格按照動作電流的大小來，如三相動作電流Is分別為4.54、4.57、4.56，則在做三相動作時間時必須用繼電保護測試儀依次對三相輸入4.54、4.57、4.56A然后測試其動作時間。

2.4 相不平衡單元

試驗前須將控制字SGF5定義為1，即投入該保護功能，在前述的試驗中均為分相試驗，為防止相不平衡單元誤動，所以未將該保護功能投入。該試驗的主要目的是驗證在整定的相電流不平衡度下的動作時間，不平衡度？駐I=100%×（ILmax-ILmin）/ILmax，例如相不平衡單元的整定值I△為20%IL，所以在試驗時可設置保護測試儀的三相輸出分別為0.8、1、1三相不平衡度可通過保護裝置上的寄存器5來讀取，若三相不平衡度偏離20%，則需要調整三相輸出電流后重新做，直至其不平衡度為20%，然后測量在該不平衡度下的動作時間。該保護的動作時間標準是根據說明書中給定的曲線確定，分別由不平衡度和t△確定（t△為基本動作時間：可整定的最低啟動值10%的動作時間）。

2.5 逆相序保護

逆相序保護的動作時間可接相不平衡單元后校驗，試驗時用繼電保護測試儀輸出三相1A電流，其相角設置為0°、120°、-120°（正常相序為0°、-120°、120°，即交換了B、C兩相的相位），逆相序的動作時間要求小于600ms，一般其動作時間為500～600ms。

2.6 接地故障單元

接地故障的動作電流整定值為額定電流的百分比，一般其整定電流為0.2A，整定時間為0.05s（小于75ms即可），在校驗其動作時間時，如果繼電保護測試儀的輸出為0.2A，則動作時間可能較長，有時甚至超過0.1s，不滿足要求，為使其動作時間減小，可將輸出電流調大一些，其動作時間大約在50～70ms之間。在做該試驗前不僅需要改電流的輸入端子，還需更改繼電保護測試儀的返回接點，在之前的所有試驗中選取TS2：65-66作為返回接點，而在該試驗中選取SS2：80-81作為返回接點（在SPAM150C保護中，除接地故障保護動作出口可通過SGR1/8選擇是否作用于跳閘外，其他保護動作后均作用于跳閘繼電器TS2）。

3 結束語

核電廠中壓電動機的保護與核電廠的安全穩定運行息息相關，正確的調試方法能夠保證各保護功能的正確實現。在調試熱過載單元、啟動監視單元以及相不平衡單元時的部分步驟沒有正確操作將影響試驗結果，通過本文對各保護單元調試步驟的詳細闡述可以在后續的機組大修保護校驗時進行參考，保證電動機保護功能的正確實現。

【參考文獻】

[1]任玉琴.廠用電系統[C].中核集團海南核電有限公司維修處.電氣檢修崗位必讀.海口，2013：90-91.

[2]潘飛.SPAM150C保護裝置在石化企業的應用[J].電工技術雜志，2004，10：88-92.

[責任編輯：楊玉潔]