某核电厂电气厂房通风系统的风机状态显示异常分析

曹国畅

中核核电运行管理有限公司 浙江，海盐 314300

摘要：该文叙述了在电气厂房通风系统现场巡检中遇到的异常指示现象，通过对电气二次图的分析，结合双稳态继电器的动作原理，寻找状态指示背后的原因，最后提出一种改进措施。

关键词：风机，状态指示，继电器，常开触点，常闭触点，双稳态继电器

1. 前言

电气厂房通风系统负责电气厂房的通风换气，控制温湿度和防火排烟，电气厂房通风系统风运行状态是电气岗位现场巡检中的重要内容。某核电厂电气厂房通风系统现场巡检时发现如下现象:

1.风机的控制柜上红灯亮、绿灯灭，风机在运行状态；

2.风机的控制柜上红灯灭、绿灯亮，风机在停运状态；

3.风机控制柜上的红灯灭、绿灯灭，风机状态未知；

4.风机控制柜上的红灯亮、绿灯亮，风机状态未知。

2. 风机红绿灯同时熄灭的原因分析

对于第3种情况，现场控制柜面板上张贴有提示：“红绿灯均灭，请先核实是否有上游抽屉在抽出位置”；检查风机在停运状态，风机上游抽屉电源拉出。

在红灯指示回路中仅接有已启动继电器的常开触点，在绿灯的回路中仅接有停运继电器的常开触点。它们的共同点是回路中串入常开触点，即依靠状态继电器的失电来接通或者断开回路，进而反映风机状态。这种接法是能够忠实地反映1、2两种状态的。

当风机控制柜上的红灯灭、绿灯灭时，反映了已启动继电器和已停运继电器都失电。指示继电器回路中串有380V接触器的辅助触点，而触点通过接线插头与下游指示回路相连接。当风机的上游电源开关柜的抽屉拉出时，风机状态指示继电器将失电，也就是说已启动继电器和已停运继电器都将失电，而他们的常开触点都将打开。所以风机控制柜上的红绿灯都将熄灭。可见，风机控制柜上的红灯灭、绿灯灭，这表示风机上游的开关柜抽屉在拉出位置。

小结：指示回路中串入常开触点时，当风机抽屉在拉出位置时，风机启动和停止继电器均失电，启动红灯和停运绿灯均熄灭。这是正常的显示方式，大多数风机或泵的状态显示方式也是这样的。

在某核电厂电气厂房通风系统中共有4DVE006ZV等18台风机的控制箱显示方式是这种模式。

3. 风机红绿灯同时点亮的原因分析

   1. 异常现象及其逻辑

对于第4种情况：风机控制柜上的红灯亮、绿灯亮，控制柜面板上张贴有提示：“红绿灯均亮，请先核实是否有上游抽屉在抽出位置”，现场检查风机在停运状态，风机上游抽屉电源有一个被拉出。

以这种情况为例分析：A列风机 4DVE003/010ZV运行，B列风机4DVE004/012ZV应在停运位置，现场控制箱显示4DVE004/012启动和停运灯均点亮。按照双风机的控制逻辑：

绿灯点亮的条件是： 004ZV没有启动或012ZV没有启动；

红灯点亮的条件是：1，004ZV没有停运或012ZV没有停运；2， 003/010ZV双稳态继电器S端输出或004/012ZV双稳态继电器S端输出。

1. 2. 双稳态继电器的原理

双稳态继电器有两个稳定状态的一种继电器。它有两个输入回路，按规定加入输入量时可以造成两种稳定状态。

让我们以低电平触发的RS触发器看（即输入端为0时有效）看双稳态触发器：

基本RS触发器的逻辑方程为：

约束方程：

这是一个低电平触发动作的触发器，根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:

1.当R=0，S=1，则Q=0,Q非=1，触发器置0，称为复位；

2.当R=1，S=0，则Q=1,Q非=0，触发器置1，称为置位。

3.当R=1，S=1，触发器状态保持不变。这体现了触发器具有记忆功能。

4.当R=0，S=0，触发器状态不确定。根据约束方程，这种状态不应该存在。

1. 3. 风机控制回路中的双稳态继电器动作原理

若A列003/010ZV未启动时，可手动启动 B列004/012ZV，在保持一定的时间后，双稳态继电器006UR动作。当手动停运004ZV和012ZV，并保持一定的时间后，双稳态继电器006UR复归，为指示回路及下一次的启动回路做准备。

图 1风机控制回路的双稳态继电器动作原理

1. 1. 1. 双稳态继电器的动作

双稳态继电器的动作条件：

1. 按下就地停止按钮或者按下就地关闭按钮；

2. 在手动位置；

3. 004UR的常开触点431-403闭合，即004ZV已停运，004UR的401继电器（风机004ZV的已停运继电器）得电；

4. 010UR的常开触点231-203闭合，即012ZV已停运，010UR的201继电器（风机012ZV的已停运继电器）得电；

5. 006UR的辅助继电器201未得电，常闭触点闭合。

6. 满足上述条件后双稳态继电器的置位继电器101得电，双稳态继电器动作。

当双稳态继电器动作后，006UR的常开触点103-131闭合，使201继电器得电，辅助继电器201的常闭触点203-230闭合，从而使双稳态继电器的动作回路被隔离，避免双稳态继电器被反复动作。

1. 1. 2. 双稳态继电器的复归

双稳态继电器的复归条件：

1. 没有按下就地停止按钮；

2. 按下就地启动按钮；

3. 在手动位置；

4. 003ZV&010ZV双稳态存储器的常闭触点闭合，即风机003和010ZV都已经停运（004UR）；

5. 004UR的常开触点331-303闭合，即004ZV已启动，004UR的301继电器（风机004ZV的已启动继电器）得电；

6. 010UR的常开触点131-103闭合，即012ZV已启动，010UR的101继电器（风机012ZV的已启动继电器）得电；

7. 006UR的辅助继电器201得电，常开触点闭合。满足上述条件后双稳态继电器的置位继电器102得电，双稳态继电器复归。

当双稳态继电器复归后，006UR的101继电器失电，常开触点103-131断开，使201继电器失电，辅助继电器201的常开触点241-204断开，从而使双稳态继电器的复位回路被隔离，避免双稳态继电器被反复复归。

1. 4. 指示回路分析

      1. 绿灯点亮原因

在绿灯的回路中，同时接有004ZV已启动继电器的常闭触点和012ZV已启动继电器的常闭触点。也就是说004ZV和012ZV的“已启动”信号并联连接，控制回路通断，决定绿灯是否点亮。由前述分析可知，当上游抽屉拉出后已启动继电器失电，其常闭点闭合，回路接通。因此，只要一个风机的上游抽屉拉出，则停运指示绿灯便会点亮。

1. 1. 2. 启动红灯点亮原因

在红灯指示回路中，有两部分串联起到控制作用,分别是：

1）003&010ZV双稳态存储器的常开触点与004&012ZV双稳态存储器的常开触点的并联；

2）004ZV已停运继电器的常闭触点和012ZV已停运继电器的常闭触点的并联。

对于1），当A列风机在运行状态时，003&010ZV双稳态继电器动作，004UR的常开触点106-161闭合；当B列风机在运行状态时，004&012ZV双稳态继电器动作，006UR的常开触点106-161闭合。A、B两列信号并联连接，因此只要一列风机在运行，此部分都处于通路状态。

对于2），同时接有004ZV已停运继电器的常闭触点和012ZV已停运继电器的常闭触点。由于第一部分处于通路状态，004ZV和012ZV的“已停运”信号并联连接，控制该部分通断，决定红灯是否点亮。由前述绿灯回路分析可知，当上游抽屉拉出后已停运继电器失电，其常闭点闭合，回路接通。

因此，只要一个风机的上游抽屉拉出，则停运指示红灯便会点亮。

如此以来，便出现了运行红灯和停运绿灯均点亮的情况。

图 2红绿灯均点亮的继电器接线图分析

1. 1. 3. 小结

1.指示回路中串入并联的常闭触点，当风机抽屉在拉出位置时，风机启动和停止继电器均失电，启动红灯和停运绿灯均点亮。

2.A、B列风机双稳态继电器的输出信号并联，当任意一列风机运行时起到通路作用。

在某核电厂电气厂房通风系统中共有4DVE004ZV等25台风机的控制箱显示方式是这种模式。

4. 结论

通过电气二次图，我们可以发现当风机抽屉在拉出位置时，风机启动和停止继电器均失电，若指示回路中串入常开触点，启动红灯和停运绿灯均熄灭；若指示回路中串入常闭触点，启动红灯和停运绿灯均点亮，这正是电气厂房通风系统风机状态指示异常的原因。

参考文献：

[1] 李滨,袁忠东,陈建民,等.自主创新 跨越发展—方家山核电工程建设经验汇编[M].北京：中国原子能出版社,2015.

[2] Schematic: Refuling Machine Qinshan unit 3 & 4 [R].Par Nuclear Inc.

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