秦二廠1/2號機組電動頭簡要控制分析

雷凌平

摘 要

電動閥門是工藝管道系統的一個重要部分，閥門電動裝置（簡稱電動頭）廣泛應用于各個系統之中，其閥門力矩值和閥門轉速是電動閥門選型的重要指標，本文主要從閥門電機啟動過程、控制方式（力矩、限位）和控制回路（動力電源、控制電源）方面著手，分析核島閥門電機與常規島閥門電機這三方面不同，結合歷史缺陷，統計電動頭常見故障現象，并對相應的問題實施相應的技改，從而提高對電動頭的認識及使用安全性。

關鍵詞

電動頭;力矩;限位;控制回路

中圖分類號： TM623.7? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.007

Abstract

Electric valve is an important part of the process piping system，valves electric actuator（hereinafter referred to as electric head） is widely applied in each system，the valve torque value and the speed is an important index of electric valve type selection，this article mainly from motor starting process，valve control mode（torque，limit） and the control circuit，power supply，control power supply），analysis of nuclear valve motor and ci valves these three different aspects，combining with historical defects，statistical electric head of common faults phenomenon，and the corresponding technical transformation for the corresponding problem，to improve the understanding of electric head and use safety.

Key Words

Electric head;Torque;Limit and control circuit

1 電動頭簡介及應用

閥門電動裝置（以下簡稱電動頭）廣泛應用于我廠的各個系統之中，它與閥門配套組成電動閥。操縱員按照工藝要求可以遠程或就地控制閥門開啟和關閉，系統也可以按照邏輯程序執行閥門的開關操作。可以說電動閥門對核電廠各系統的穩定可靠運行起著重要作用。

設計部門根據介質性質、管道壓力、管道口徑、介質溫度、工作環境等決定因素，選擇滿足現場工況的閥門，閥門力矩值和閥門轉速是電動閥門選型的重要指標，閥門廠家根據閥門的具體性能選擇與之匹配的電動裝置。閥門及其電動裝置是可相互拆分的，在我廠電動閥門工作主要涉及機械、電氣、運行三家單位，預防性維護和日常檢修往往需要三方人員配合進行。

采用優點：電動執行器的優點是能源取用方便，信號傳輸速度快，傳輸距離遠，便于集中控制，靈敏度和精度較高，與電動調節儀表配合方便，安裝接線簡單。

缺點：結構復雜，易發生故障;電機運行要產生熱，如果調節太頻繁，易造成電機過熱，產生熱保護，同時也會加大對減速齒輪的磨損;另外就是運行較慢，從調節器輸出一個信號，到調節閥響應而運動到那個相應的位置，需要較長的時間。

2 閥門電機控制方式

2.1 核島閥門電機啟動過程

首先先介紹下核島電動閥電機開啟過程（關閉過程則相反），以下圖1和圖2閥門電機二次圖簡單介紹了閥門的開啟過程。大概文字描述：

當遠方給出閥門開啟信號后，K205繼電器帶電，K205（1-9）觸點打開，閥門反轉控制回路失電;K205（8-12）觸點閉合，K208繼電器因K205（1-9）觸點打開也處于失電狀態，K208（4-12）觸點處于閉合狀態，只要閥門開限位開關和開力矩開關沒有觸發，K207繼電器帶電。K207繼電器帶電，K207（4-12）觸點打開，進一步確保閥門反轉控制回路失電;K207（5-9）觸點閉合，因為K208繼電器失電，K208（5-9）打開，K202繼電器失電，K202（21-22）觸點閉合，K201繼電器帶電，正轉接觸器接通，閥門因電機正轉開啟。同時，K201繼電器帶電，K201（13-14）觸點閉合，閥門正轉自保持回路接通，閥門持續開啟。。當閥門全開導致開限位開關（FO27）觸發或者過力矩導致開力矩開關（LO28）觸發，閥門正轉控制回路失電，K207繼電器失電引起K201繼電器失電，正轉接觸器斷開。

圖3是閥門電機簡單控制圖，從圖中我們可以得出三個結論：

（1）遠控TPL給出開命令時，閥門開啟，開啟過程中TPL給出關閉命令閥門則關閉。這是核島電動閥門與常規島電動閥門的區別。

（2）當電動閥開關柜插入試驗盒操作閥門時，需要開啟閥門則一直按住開啟按鈕，相反需要關閉閥門則一直按住關閉按鈕，因此若想保持閥門固定開度，則通過間斷按試驗盒的開或關按鈕調節。

（3）核島閥門電機動作期間失電以及恢復供電時的響應見表1。

2.2 核島閥門力矩限位控制

有些情況下，不僅需要閥門關閉到位，而且要求閥門要有一定的密封力，為了能達到這一要求，需要將閥門的控制方式設定為力矩控制方式，見圖5。

一般情況下，閥門的行程和力矩開關串聯在控制回路中，行程開關作為控制，力矩開關作為保護。一旦閥門在中間位置發生卡澀，力矩開關將動作，斷開控制回路，起到保護電機的作用。但要想實現力矩關閥的功能，需要短接控制回路的行程開關，閥門關行程到位也不能阻止閥門繼續關閉，直至關閉力過大引發力矩開關動作，切斷控制回路，閥門停止，見圖6。

優點：閥門關閉性能好，提高系統運行可靠性。

缺點：失去一重保護功能，降低閥門的安全性;需要進行二次線的改動。

2.3 常規島閥門電機啟動過程

電動閥門的控制分為自動控制和手動控制兩種，一般情況下電動閥門可以根據工藝要求按設定的程序自動進行開關動作，一旦自動方式失靈，就要迅速到就地手動操作閥門。手動操作可以從主控發出命令，也可以在常規島0米的KCO控制柜電動操作，還可以就地用電動閥門本體上的手輪操作，一般來講電動閥門的手動操作不應借助任何工具（如：F扳手）。

常規島電動頭電機大部分相同，主要分兩種一種以STR0 80VL控制接線方式的，另一種是ARE電動閥的，這里主要以STR080VL的二次接線圖來述說下。圖7主要分KCO控制機柜、就地控制柜、機架KCO控制柜、電機接線四部分。

從圖7可得知：

（1）常規島的電動閥門開啟分遠控和就地開啟，圖中紅色實線表示閥門遠控開啟回路，回路中無熱保護、熔絲未熔斷則繼電器K1帶電使觸點-K1閉合，從而實現遠控自保持回路保持，直到電機限位100%OAS1觸發切斷開閥命令。同理就地開啟也有自保持回路。因此閥門遠控開啟命令時，閥門在開過程中得到關閉命令時，關閉命令必須當閥門全開時才有效，相反，閥門在關閉過程中得到開啟命令時，開啟命令必須當閥門關閉時才有效。這是與核島電動閥控制不同之處。

（2）就地操作閥門時，就地操作盤有三個開關即：“停”“開啟”“關閉”，因此閥門可以控制在任意開度上。

2.4 常規島閥門力矩限位控制

常規島電動閥剛開始投運時閥門是行程開關作為控制，力矩開關作為后備保護，但隨著運行時間增加，105、204大修中發現多臺電動閥閥體沖蝕嚴重，運行期間出現內漏，主要原因是介質在小開度情況下長期高速沖刷閥體所致，為解決這個問題將控制方式改為力矩方式關閥。

閥門采用力矩方式關閉后，由于靜摩擦力等原因，開啟閥門時需要一個比較大的拔出力。盡管這個拔出力存在時間很短，但是往往會造成開方向的過力矩保護，導致閥門無法開啟。為了避免開向力矩開關的誤動作，往往在開閥回路中開力矩的常閉接點上并聯一副關限位的常開接點，保證閥門能順利開閥，這種接線方式叫BYPASS（旁路）。

參考核島力矩方式控制電動閥門的控制原理，將常規島電動截止閥的力矩控制加以優化，避免一些采用力矩方式控制后閥門出現的一些問題。

3 閥門控制回路

3.1 核島電動閥門控制回

核島電動閥門動力電源是應急電源LL*，還有LK*（RCV076VP由LKA，RCV077VP由LKB），閥門的控制電源為110VDC、48VDC，動力電源在開關柜上，并且是獨立分開的，從圖10二次圖可得出電源實現互鎖保持電路，在110VDC或48VDC開關柜電源任一失去后，該互鎖繼電器均釋放。

3.2 常規島電動閥控制回路

常規島閥門電機控制電源均為220VAC信號，其由380VAC變壓得到。控制電源單一，不可靠，380VAC供電通過兩路快切回路供電。即常規島380V閥門電機的動力與控制均由380VAC提供，如圖8。

4 結束語

以上是我對我廠核島及常規島電動頭的一點學習和總結，由于知識面、專業層面的限制，認識上還存在很多不足之處，且以上分析可能不是非常全面，敬請指教。作為新的操縱員，自身的運行經驗不是很豐富，對電動閥歷史故障及技改積累不足。但是通過對前人經驗反饋的學習，并向前人請教并提出一點見解，為我廠機組安全穩定運行獻出一份力量。

參考文獻

[1]秦山二期，M4培訓教材.

[2]運行事件報告.

[3]秦山二期，CMS系統.