秦二厂1/2号机组电动头简要控制分析

雷凌平

摘 要

电动阀门是工艺管道系统的一个重要部分，阀门电动装置（简称电动头）广泛应用于各个系统之中，其阀门力矩值和阀门转速是电动阀门选型的重要指标，本文主要从阀门电机启动过程、控制方式（力矩、限位）和控制回路（动力电源、控制电源）方面着手，分析核岛阀门电机与常规岛阀门电机这三方面不同，结合历史缺陷，统计电动头常见故障现象，并对相应的问题实施相应的技改，从而提高对电动头的认识及使用安全性。

关键词

电动头;力矩;限位;控制回路

中图分类号： TM623.7      文献标识码： 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 電动头简介及应用

阀门电动装置（以下简称电动头）广泛应用于我厂的各个系统之中，它与阀门配套组成电动阀。操纵员按照工艺要求可以远程或就地控制阀门开启和关闭，系统也可以按照逻辑程序执行阀门的开关操作。可以说电动阀门对核电厂各系统的稳定可靠运行起着重要作用。

设计部门根据介质性质、管道压力、管道口径、介质温度、工作环境等决定因素，选择满足现场工况的阀门，阀门力矩值和阀门转速是电动阀门选型的重要指标，阀门厂家根据阀门的具体性能选择与之匹配的电动装置。阀门及其电动装置是可相互拆分的，在我厂电动阀门工作主要涉及机械、电气、运行三家单位，预防性维护和日常检修往往需要三方人员配合进行。

采用优点：电动执行器的优点是能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远，便于集中控制，灵敏度和精度较高，与电动调节仪表配合方便，安装接线简单。

缺点：结构复杂，易发生故障;电机运行要产生热，如果调节太频繁，易造成电机过热，产生热保护，同时也会加大对减速齿轮的磨损;另外就是运行较慢，从调节器输出一个信号，到调节阀响应而运动到那个相应的位置，需要较长的时间。

2 阀门电机控制方式

2.1 核岛阀门电机启动过程

首先先介绍下核岛电动阀电机开启过程（关闭过程则相反），以下图1和图2阀门电机二次图简单介绍了阀门的开启过程。大概文字描述：

当远方给出阀门开启信号后，K205继电器带电，K205（1-9）触点打开，阀门反转控制回路失电;K205（8-12）触点闭合，K208继电器因K205（1-9）触点打开也处于失电状态，K208（4-12）触点处于闭合状态，只要阀门开限位开关和开力矩开关没有触发，K207继电器带电。K207继电器带电，K207（4-12）触点打开，进一步确保阀门反转控制回路失电;K207（5-9）触点闭合，因为K208继电器失电，K208（5-9）打开，K202继电器失电，K202（21-22）触点闭合，K201继电器带电，正转接触器接通，阀门因电机正转开启。同时，K201继电器带电，K201（13-14）触点闭合，阀门正转自保持回路接通，阀门持续开启。。当阀门全开导致开限位开关（FO27）触发或者过力矩导致开力矩开关（LO28）触发，阀门正转控制回路失电，K207继电器失电引起K201继电器失电，正转接触器断开。

图3是阀门电机简单控制图，从图中我们可以得出三个结论：

（1）远控TPL给出开命令时，阀门开启，开启过程中TPL给出关闭命令阀门则关闭。这是核岛电动阀门与常规岛电动阀门的区别。

（2）当电动阀开关柜插入试验盒操作阀门时，需要开启阀门则一直按住开启按钮，相反需要关闭阀门则一直按住关闭按钮，因此若想保持阀门固定开度，则通过间断按试验盒的开或关按钮调节。

（3）核岛阀门电机动作期间失电以及恢复供电时的响应见表1。

2.2 核岛阀门力矩限位控制

有些情况下，不仅需要阀门关闭到位，而且要求阀门要有一定的密封力，为了能达到这一要求，需要将阀门的控制方式设定为力矩控制方式，见图5。

一般情况下，阀门的行程和力矩开关串联在控制回路中，行程开关作为控制，力矩开关作为保护。一旦阀门在中间位置发生卡涩，力矩开关将动作，断开控制回路，起到保护电机的作用。但要想实现力矩关阀的功能，需要短接控制回路的行程开关，阀门关行程到位也不能阻止阀门继续关闭，直至关闭力过大引发力矩开关动作，切断控制回路，阀门停止，见图6。

优点：阀门关闭性能好，提高系统运行可靠性。

缺点：失去一重保护功能，降低阀门的安全性;需要进行二次线的改动。

2.3 常规岛阀门电机启动过程

电动阀门的控制分为自动控制和手动控制两种，一般情况下电动阀门可以根据工艺要求按设定的程序自动进行开关动作，一旦自动方式失灵，就要迅速到就地手动操作阀门。手动操作可以从主控发出命令，也可以在常规岛0米的KCO控制柜电动操作，还可以就地用电动阀门本体上的手轮操作，一般来讲电动阀门的手动操作不应借助任何工具（如：F扳手）。

常规岛电动头电机大部分相同，主要分两种一种以STR0 80VL控制接线方式的，另一种是ARE电动阀的，这里主要以STR080VL的二次接线图来述说下。图7主要分KCO控制机柜、就地控制柜、机架KCO控制柜、电机接线四部分。

从图7可得知：

（1）常规岛的电动阀门开启分远控和就地开启，图中红色实线表示阀门远控开启回路，回路中无热保护、熔丝未熔断则继电器K1带电使触点-K1闭合，从而实现远控自保持回路保持，直到电机限位100%OAS1触发切断开阀命令。同理就地开启也有自保持回路。因此阀门远控开启命令时，阀门在开过程中得到关闭命令时，关闭命令必须当阀门全开时才有效，相反，阀门在关闭过程中得到开启命令时，开启命令必须当阀门关闭时才有效。这是与核岛电动阀控制不同之处。

（2）就地操作阀门时，就地操作盘有三个开关即：“停”“开启”“关闭”，因此阀门可以控制在任意开度上。

2.4 常规岛阀门力矩限位控制

常规岛电动阀刚开始投运时阀门是行程开关作为控制，力矩开关作为后备保护，但随着运行时间增加，105、204大修中发现多台电动阀阀体冲蚀严重，运行期间出现内漏，主要原因是介质在小开度情况下长期高速冲刷阀体所致，为解决这个问题将控制方式改为力矩方式关阀。

阀门采用力矩方式关闭后，由于静摩擦力等原因，开启阀门时需要一个比较大的拔出力。尽管这个拔出力存在时间很短，但是往往会造成开方向的过力矩保护，导致阀门无法开启。为了避免开向力矩开关的误动作，往往在开阀回路中开力矩的常闭接点上并联一副关限位的常开接点，保证阀门能顺利开阀，这种接线方式叫BYPASS（旁路）。

参考核岛力矩方式控制电动阀门的控制原理，將常规岛电动截止阀的力矩控制加以优化，避免一些采用力矩方式控制后阀门出现的一些问题。

3 阀门控制回路

3.1 核岛电动阀门控制回

核岛电动阀门动力电源是应急电源LL*，还有LK*（RCV076VP由LKA，RCV077VP由LKB），阀门的控制电源为110VDC、48VDC，动力电源在开关柜上，并且是独立分开的，从图10二次图可得出电源实现互锁保持电路，在110VDC或48VDC开关柜电源任一失去后，该互锁继电器均释放。

3.2 常规岛电动阀控制回路

常规岛阀门电机控制电源均为220VAC信号，其由380VAC变压得到。控制电源单一，不可靠，380VAC供电通过两路快切回路供电。即常规岛380V阀门电机的动力与控制均由380VAC提供，如图8。

4 结束语

以上是我对我厂核岛及常规岛电动头的一点学习和总结，由于知识面、专业层面的限制，认识上还存在很多不足之处，且以上分析可能不是非常全面，敬请指教。作为新的操纵员，自身的运行经验不是很丰富，对电动阀历史故障及技改积累不足。但是通过对前人经验反馈的学习，并向前人请教并提出一点见解，为我厂机组安全稳定运行献出一份力量。

参考文献

[1]秦山二期，M4培训教材.

[2]运行事件报告.

[3]秦山二期，CMS系统.