继电器机柜外部接口设计研究范文

【内容摘要】

本文针对核级继电器机柜系统外部接口众多，功能复杂的情况，在深入研究继电器机柜系统功能的基础上，对不同接口内容和形式进行了深入研究，给出了不同接口设计的形式和规范，为后续核电项目核级继电器机柜设计提供了一定的借鉴和参考意义。

【关键词】

DCS;继电器机柜;优选控制

一、引言

某境外核电项目采用数字化和模拟技术相结合的仪控系统，根据功能分级的不同，分别由相应的安全级或非安全级仪控系统实现，安全级系统采用模拟控制系统，非安全级系统采用DCS控制系统［1］。其中，安全级系统中的继电器机柜系统实现安全级设备驱动控制。继电器机柜系统的主要作用是作为安全级设备的驱动输出端，接收不同安全等级的控制指令实现设备的优选控制，系统外部接口(不同安全级控制指令来源)众多，功能复杂，因此对电器机柜系统外部接口的研究十分有意义。本工程中非安全级仪控(NC)和安全相关仪控(NC*)采用数字技术，通过DCS系统实现，安全级仪控功能(1E)通过模拟系统实现。仪控系统的总体结构如图1。安全级仪控系统分为安全级模拟量控制系统(IPG)、反应堆保护系统(RRP)、继电器机柜系统(IPR)。IPG系统接收来自工艺过程系统的保护仪表的测量信号，对其进行信号调制，计算，阈值等处理后产生开关量信号，送往保护系统处理后触发安全动作，如紧急停堆、驱动专设安全设施等，或直接送往继电器机架进行安全级的控制连锁。反应堆保护系统(RRP)［2］接收仪表通道阈值比较器表征电厂状态的信号、对仪表通道产生的信号进行逻辑处理并产生停堆信号和安全专设启动信号。

二、继电器机柜系统功能

继电器机柜系统功能如下:一是作为安全级设备的驱动输出端，接收来自保护系统，安全级模拟控制系统，现场开关量仪表以及非安全级DCS系统，后备盘、紧急控制台的信号进行优选控制，并驱动现场电磁阀，电气开关柜等，同时将执行器的执行结果回送到控制室，告知操纵员。二是实现各个工艺系统系统级或子组级的安全级控制逻辑，例如CAM系统的允许小风量清洗控制逻辑。三是EMA，EMB系统的应急柴油机加卸程序。

三、继电器机柜外部接口设计

继电器机柜系统接口图如图2。继电器机柜系统接口设计的功能为:一是接收RRP系统专设安全设施启动信号，根据工艺及运行控制逻辑要求，驱动安全执行机构;二是接收IPG系统的联锁信号，根据工艺及运行控制逻辑要求，驱动安全执行机构;三是接收现场传感器信号、DCS的手动和自动控制信号、就地控制信号等，驱动安全执行机构;四是接收来自控制室BUP、ECP的安全级控制指令，控制安全执行机构，并采集该执行机构状态信号反馈至BUP指示;五是实现继电器机柜与DCS之间硬接线信号的电气隔离，将设备状态反馈和1E级控制指令传输给DCS系统;六是接收ATWS指令，完成预期瞬态不停堆设备驱动控制功能。

(一)反应堆保护系统(RRP)接口设计。1．接口内容。系统级专设安全设施启动信号，T3不闭锁试验指令，单向传输。2．接口实现。继电器机柜和RRP接口在专设系统输出柜(640AR/650AR)，专设系统输出柜实现X，Y两个逻辑通道的“与“运输后，输出安全驱动的控制信号。控制信号为无源干触点，接口设计如图3。

(二)安全级模拟控制系统(IPG)接口设计。1．接口内容。联锁信号，送往继电器机架进行安全级的控制连锁，单向传输。2．接口实现。有源24V逻辑信号，供电方IPG机柜，接口接口设计如图4。

(三)后备控制盘(BUP)接口设计。1．接口内容。用于事故后中长期操作的单个执行器手动控制指令，用于应对蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故后干预的单个执行器手动控制指令，TFA设备的复位值，安全级设备的状态指示(全亮半亮灯)。2．接口实现。IPR输入为有源48V，常信号，供电方为BUP，接口设计如图5。

(四)应急控制盘(ECP)接口设计。1．接口内容。完成辅助给水系统启动和主蒸汽隔离功能，显示辅助给水泵的启动状态。2．接口实现。与BUP类似。

(五)非安全级控制系统(DCS)接口设计。1．接口内容。主要传输以下三种信号。一是IPR接收DCS的手动和自动控制信号。二是IPR向DCS传输设备1E的控制指令。三是IPR向DCS传输设备状态信息。2．接口实现。DCS输入查询电源由DCS提供，电压为48V，IPR机柜输出无源信号，接口设计如图6。

(六)预期瞬态不停堆(ATWS)。1．接口内容。在工况要求时给出信号，启动辅助给水系统，作为原有保护信号的补充。2．接口实现。与DCS类似。

四、结语

本文介绍了某境外核电项目仪控系统方案，在深入分析继电器机柜系统功能的基础上，对不同外部接口内容和形式进行了深入研究，给出了接口设计的形式和规范，为后续核电项目的继电器机柜外部接口设计提供了一定的解决方案。

【参考文献】

［1］张健．核电厂中基于非安全级DCS设备控制设计［J］．核电研发，2012，5(2)

［2］王远兵．秦山核电二期工程反应堆保护系统的研制［J］．核动力工程，2003，24(2)

作者：刘玉磊 辛亭 李鹏 单位：中国核电工程有限公司河北分公司 中国核电工程有限公司河北分公司