智能型馬達(dá)保護(hù)器在三門核電中的應(yīng)用

馬琰

摘要：本文說明了三門AP1000核電項(xiàng)目采用的智能型馬達(dá)保護(hù)器SIMOCODE的基本功能，并將SIMOCODE與傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制方式進(jìn)行對(duì)比，得出從設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)均優(yōu)于傳統(tǒng)方式，能夠運(yùn)用于后續(xù)項(xiàng)目中。

關(guān)鍵詞：SIMOCODE；優(yōu)勢(shì)

1、引言

電動(dòng)機(jī)是核電廠使用最為廣泛的設(shè)備。三門核電在國內(nèi)核電領(lǐng)域中首次采用了帶通訊功能的智能化電動(dòng)機(jī)保護(hù)器SIMOCODE。它是一種模塊化電機(jī)管理系統(tǒng)，可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與保護(hù)，并擁有通信功能，可通過上位機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)集中管理，從而更好的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)。

2、SIMOCODE的基本結(jié)構(gòu)與功能

2.1 SIMOCODE結(jié)構(gòu)

SIMOCODE是帶有PROFIBUS-DP接口的模塊化電機(jī)管理系統(tǒng)。其所有的控制和保護(hù)功能都能由微處理器執(zhí)行，包括連鎖功能、運(yùn)行功能、診斷和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及通信功能[1]。SIMCOCODE配置了Profibus-DP接口、狀態(tài)指示燈、控制按鈕及可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量和保護(hù)功能的模塊組成。

2.2 對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和控制

SIMOCODE的保護(hù)功能包括過載保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、和堵轉(zhuǎn)保護(hù)。通過內(nèi)置的電流互感器，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的三相電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到的電流超過設(shè)定的三類保護(hù)門限值時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，回路斷開。

SIMOCODE通過微處理器進(jìn)行程序控制，能夠?qū)崿F(xiàn)各類電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行的控制方式，并通過接觸器輔助觸點(diǎn)狀態(tài)的反饋，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[2]。

3、SIMOCODE與傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)控制和保護(hù)配置的對(duì)比

低壓電動(dòng)機(jī)在控制和保護(hù)原理方面，傳統(tǒng)配置有：熱繼電器+接觸器回路和帶有電子脫扣器的斷路器+接觸器回路；新型配置如SIMOCODE +接觸器。

3.1 電動(dòng)機(jī)的保護(hù)控制的傳統(tǒng)配置

3.1.1 熱繼電器+接觸器回路

（1）控制方式分析

如需接觸器正常動(dòng)作必須保證回路中所有中間繼電器的正常工作?；芈饭δ茉綇?fù)雜，需要增加的繼電器數(shù)量就越多。

（2）保護(hù)方式分析

熱繼電器的精度低，易受外界環(huán)境影響，長(zhǎng)期使用或受數(shù)次過載沖擊后工作特性會(huì)發(fā)生很大變化。此外，熱繼電器不能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，其短路保護(hù)需要依靠上游的單磁脫扣斷路器。熱繼電器只能用于過載、相不平衡保護(hù)。

3.1.2 帶電子脫扣器的斷路器+接觸器回路

（1）控制方式分析

電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止均由串聯(lián)在接觸器線圈前的中間繼電器控制。若繼電器故障就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，而繼電器的狀態(tài)也無法被監(jiān)控。

（2）保護(hù)方式分析

由于此種方式中的接觸器僅僅起到控制作用，對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)只能依靠帶電子脫扣器的斷路器。電子脫扣器可以提供反時(shí)限長(zhǎng)延時(shí)的過載保護(hù)、反時(shí)限短延時(shí)的短路保護(hù)以及瞬時(shí)速斷保護(hù)功能，其精度較熱繼電器有所提高。

3.2 SIMOCODE+接觸器回路

其主回路由單磁脫扣的斷路器、接觸器及SIMOCODE組件組成。其控制回路僅包括一個(gè)電流采集模塊，一個(gè)基礎(chǔ)單元模塊。對(duì)其控制和保護(hù)分析如下：

（1）控制方式分析

SIMOCODE使用Profibus進(jìn)行通訊，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和監(jiān)測(cè)，不需要控制電纜，采用光纖通訊的方式傳遞控制信號(hào)和反饋信號(hào)。不需要使用中間繼電器的連鎖輔助觸點(diǎn)，也不需要控制回路接線。

（2）保護(hù)方式分析

基本單元模塊具有過載、堵轉(zhuǎn)、三相不平衡保護(hù)。所有定值通過軟件設(shè)定并上傳至保護(hù)裝置，動(dòng)作更加精準(zhǔn)、不受環(huán)境影響。檢查定值不需要將回路斷開，連接PC后可打印報(bào)表。

3.3 傳統(tǒng)配置與SIMOCODE的分析及對(duì)比

通過對(duì)上述電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)方式進(jìn)行分析，SIMOCODE+接觸器回路可通過內(nèi)部邏輯進(jìn)行控制和保護(hù)并通過Profibus通訊、接線簡(jiǎn)單并能夠通過上位機(jī)遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.4 SIMOCODE的優(yōu)勢(shì)

3.4.1 設(shè)計(jì)方面

由于SIMOCODE對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)功能都能由微處理器執(zhí)行，并通過光纖進(jìn)行通訊。因此在設(shè)計(jì)中大量降低了控制電纜的用量，電纜橋架的設(shè)計(jì)也將更加簡(jiǎn)單，有效緩解了電纜橋架布置空間緊張及超載荷的問題。

SIMOCODE的通訊采用光纖傳輸。光纖與普通電纜相比，其具有抗電磁干擾、容量大、防腐蝕、體積小等眾多優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中可以不考慮敷設(shè)環(huán)境。

3.4.2 安裝方面

由于SIMOCODE的所有相關(guān)模塊均集中安裝在MCC抽屜中，無需再次安裝。現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)只需完成組態(tài)，不需要敷設(shè)和端接控制電纜，可節(jié)約大量人工成本。

3.4.3 調(diào)試方面

在使用SIMOCODE搭建系統(tǒng)時(shí)，只需通過SIMOCOED ES軟件對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定[3]。調(diào)試時(shí)只需完成對(duì)基本單元的設(shè)備的設(shè)置、過載保護(hù)、電機(jī)控制以及監(jiān)控報(bào)警類型等。

3.4.4 運(yùn)行、維護(hù)方面

SIMOCODE用軟件取代了硬件對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，降低了控制回路故障的發(fā)生率，大大降低了后期的維護(hù)量。操作和維護(hù)人員可以在運(yùn)行過程中進(jìn)行參數(shù)的修改，監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)。通過上位機(jī)或就地操作面板可監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)。

通過所顯示的運(yùn)行、維修和診斷數(shù)據(jù)為快速定位并糾正故障提供重要信息，可有效的作為預(yù)防性維護(hù)的重要手段。

綜上，SIMOCODE在電動(dòng)機(jī)的控制和保護(hù)方面，其設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及后期維護(hù)，均優(yōu)于傳統(tǒng)方式。

4、結(jié)論

以SIMOCODE+ Patch Board為核心的控制保護(hù)方式在低壓電氣設(shè)備上的應(yīng)用，充分發(fā)揮了現(xiàn)代通訊技術(shù)和智能化裝置的特點(diǎn)。其性能優(yōu)越、設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、安裝便捷、維護(hù)方便且運(yùn)行可靠，滿足三門AP1000核電項(xiàng)目中對(duì)低壓電機(jī)的控制保護(hù)要求。通過總結(jié)SIMOCODE在三門AP1000核電項(xiàng)目中的使用經(jīng)驗(yàn)為其在后續(xù)項(xiàng)目中的使用提供參考建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]西門子公司，Simocode pro系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)保護(hù)和控制設(shè)備[EB /OL]2008-03-23.

[2]王偉，智能電動(dòng)機(jī)控制器保護(hù)及其應(yīng)用[A]上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2012-6（3）.

[3]華榮林， 高龍剛. SIMOCODE 智能控制器在萊城電廠的應(yīng)用[J]山東電力技術(shù)， 2004（ 5）： 57- 59.