核電廠大型主變壓器監(jiān)造要點概述

吳　松

中國電能成套設(shè)備有限公司，北京　100080

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核電廠大型主變壓器監(jiān)造要點概述

吳松*

中國電能成套設(shè)備有限公司，北京100080

主變壓器是核電站的最主要電力設(shè)備之一，主變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行對核電站的安全發(fā)電提供了可靠的保證。實施核電廠主變設(shè)備監(jiān)造，對于提高主變產(chǎn)品的質(zhì)量水平和加強(qiáng)管理控制，促進(jìn)供應(yīng)商嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)協(xié)議和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的產(chǎn)品，是一項重要的、不可或缺的工作。本文簡述了核電站大型主變壓器駐廠監(jiān)造的主要環(huán)節(jié)、監(jiān)造要點，并結(jié)合本人負(fù)責(zé)的具體監(jiān)造工作，給出了核電廠主變監(jiān)造過程中出現(xiàn)的典型案例。

核電廠；主變壓器；監(jiān)造；要點

核電廠主變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理，以相同的頻率在兩個或兩個以上繞組之間變換電壓和電流而傳輸電能到電網(wǎng)的一種靜止電器。主變壓器是核電站常規(guī)島輔機(jī)主要設(shè)備之一，對保證核電站安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

在我國，自20世紀(jì)70年代開始籌建核電站以來，核電事業(yè)得到了長足的發(fā)展，核電在提升我國綜合經(jīng)濟(jì)實力和工業(yè)技術(shù)水平，改善我國能源結(jié)構(gòu)中正發(fā)揮著越來越重要的作用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，主要的核電主變壓器制造廠商已經(jīng)積累了一定的核電設(shè)備制造經(jīng)驗，但也應(yīng)該看到，制造核電廠主變的原材料和部套件由國內(nèi)外多個供應(yīng)商供貨，涉及商務(wù)、供貨范圍、技術(shù)責(zé)任、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)協(xié)調(diào)等諸多問題，操作和協(xié)調(diào)難度較大，制造企業(yè)的總體管理和技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。近些年來，也曾經(jīng)發(fā)生過因為核電站主變壓器故障引起的一些事故，威脅到了核電站的核安全，同時造成了不良的社會影響。為此，實施核電廠主變設(shè)備監(jiān)造工作，建立完整的設(shè)備監(jiān)造體系，實現(xiàn)獨(dú)立的全過程的制造質(zhì)量與進(jìn)度的監(jiān)督，也就成為一項重要的、不可或缺的手段和措施。

一、核電廠主變監(jiān)造目的、依據(jù)和方式

(一)監(jiān)造的目的

為協(xié)助和促進(jìn)核電廠主變制造廠家保證設(shè)備制造質(zhì)量，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，消除常見性、多發(fā)性、重復(fù)性質(zhì)量問題，防止不合格品出廠，實現(xiàn)設(shè)備的全過程管理。具體到主變壓器來說，就是通過駐廠監(jiān)造，把產(chǎn)品設(shè)備隱患消滅在萌芽中，絕不帶出廠。

(二)監(jiān)造依據(jù)

1.設(shè)備采購合同：項目單位與制造單位簽訂的設(shè)備供貨合同(含技術(shù)協(xié)議等附件)。

2.標(biāo)準(zhǔn)：與該設(shè)備相關(guān)的國際、國家、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、核電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及制造單位企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.技術(shù)文件：監(jiān)造大綱、監(jiān)造實施細(xì)則和該設(shè)備的技術(shù)文件。

4.法律：國家和行業(yè)的有關(guān)設(shè)備監(jiān)造的法律、法規(guī)、規(guī)定。

(三)監(jiān)造方式

就核電廠主變壓器的重要程度來說，監(jiān)造工程師在制造廠應(yīng)采用全程駐廠監(jiān)造的方式。具體的監(jiān)造方式有三種：1)文件見證，2)現(xiàn)場見證，3)停止見證，相對應(yīng)三種見證點見下表1。其中文件資料見證、現(xiàn)場見證是監(jiān)造工程師常規(guī)必做的工作，停工待檢見證一般則是與業(yè)主共同進(jìn)行見證，必要時共同填寫見證情況并與制造單位簽訂產(chǎn)品驗收紀(jì)要文件。

表1　主變駐廠監(jiān)造見證方式及見證點分類表[1]

二、具體監(jiān)造流程及要點

(一)監(jiān)造的前期準(zhǔn)備

受委托的監(jiān)理單位一旦確定，監(jiān)造人員應(yīng)該立即開展準(zhǔn)備工作。主要工作包括：

1.掌握技術(shù)合同(協(xié)議)中的詳細(xì)內(nèi)容和條款

業(yè)主與制造廠簽訂的采購合同技術(shù)協(xié)議是駐廠監(jiān)造工作的主要技術(shù)依據(jù)，并依此監(jiān)督制造廠嚴(yán)格履行、兌現(xiàn)技術(shù)協(xié)議的各項條款和承諾，也是業(yè)主對制造廠行為的主要約束和限制手段。

2.掌握變壓器的結(jié)構(gòu)特點

核電廠主變壓器一般為油浸式變壓器，主要是由鐵心、繞組、絕緣件、引線、油箱及附件、變壓器油、套管、分接開關(guān)、冷卻裝置、安全保護(hù)裝置等部件組成，核電主變立體結(jié)構(gòu)圖見圖1所示。

3.了解和掌握變壓器廠的生產(chǎn)準(zhǔn)備情況及工藝流程

監(jiān)造人員應(yīng)熟悉被監(jiān)造的該臺變壓器的技術(shù)協(xié)議、圖紙、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，了解制造廠的生產(chǎn)安排、接口聯(lián)系人員等。

4.編制《變壓器監(jiān)造大綱》、《變壓器監(jiān)造實施細(xì)則》等規(guī)范性文件。

5.派駐有相關(guān)資質(zhì)的監(jiān)造人員(組)入廠

(二)召開開工聯(lián)絡(luò)會

開工聯(lián)絡(luò)會是監(jiān)造工作正式開始環(huán)節(jié)，通常由制造廠召集，由業(yè)主方、設(shè)備監(jiān)造方、供應(yīng)商、工程設(shè)計和其他關(guān)聯(lián)方共同召開[2]。首先是制造廠介紹產(chǎn)品設(shè)計基本情況，包括對技術(shù)協(xié)議中某些條款的澄清。接下來是業(yè)主和監(jiān)造方一起對供應(yīng)商的設(shè)備制造準(zhǔn)備情況進(jìn)行檢查。具體檢查內(nèi)容包括質(zhì)保體系、人員資質(zhì)、機(jī)械設(shè)備、文件程序、制造工藝文件、原材料準(zhǔn)備情況、檢測檢驗儀器、生產(chǎn)環(huán)境等方面。在審查時除了查看文字性的資料外，還要了解制造方質(zhì)量管理體系的運(yùn)作情況。如果檢查合格，具備開工條件，則監(jiān)造方簽發(fā)制造開工令。

圖1　變壓器立體結(jié)構(gòu)圖

(三)具體生產(chǎn)過程中監(jiān)造要點

1.對主要原材料和外購件的見證

監(jiān)造人員應(yīng)對電磁線、硅鋼片、絕緣件、變壓器油、鋼材等五大材料的型號、生產(chǎn)廠家、技術(shù)規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格的驗證。具體包括文件見證中的材料產(chǎn)品合格證、材料出廠報告、材料供應(yīng)廠家的出廠檢驗報告、原材料進(jìn)變壓器廠的入場檢驗報告等，都需要嚴(yán)格遵守技術(shù)協(xié)議的要求?，F(xiàn)場比照在變壓器制造過程中使用的材料實物外觀、型號應(yīng)與其提供的質(zhì)量證明文件一致。對套管、分接開關(guān)、冷卻器、壓力釋放閥、瓦斯繼電器、油溫計、繞組溫度計、油位計、閥門等組部件的型號、數(shù)量、生產(chǎn)廠家等都必須按照技術(shù)協(xié)議的要求進(jìn)行核對。重點檢查有無出廠合格證或出廠試驗報告。對于分包商供應(yīng)的產(chǎn)品，也必須采用經(jīng)過業(yè)主等相關(guān)方評審合格的產(chǎn)品。

2.對主變生產(chǎn)關(guān)鍵工藝的見證

要制造出一臺質(zhì)量優(yōu)良的變壓器產(chǎn)品，除了要有高水平的設(shè)計計算外，還應(yīng)該具有優(yōu)良的生產(chǎn)制造工藝，在一定意義上來說，只有掌握了優(yōu)良的制造工藝，才能生產(chǎn)出合格的變壓器產(chǎn)品。由于各個變壓器生產(chǎn)廠家設(shè)備條件、生產(chǎn)經(jīng)驗和習(xí)慣不同，造成變壓器產(chǎn)品生產(chǎn)工藝各不相同，監(jiān)造過程就需要了解具體每個項目變壓器產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程情況。

在變壓器制造的過程中的關(guān)鍵工藝為絕緣件的制造、線圈的繞制、鐵心的疊裝和裝配、干燥處理、變壓器油的處理和凈化、油箱的制造等。駐廠監(jiān)造人員應(yīng)根據(jù)《采購合同技術(shù)協(xié)議》、《核電變壓器監(jiān)造實施細(xì)則》等文件的要求[3]，按工序流程見證各主要工序的工藝情況，及時真實地填寫現(xiàn)場見證表；日常巡檢中，如發(fā)現(xiàn)違規(guī)作業(yè)或者不滿足工藝文件要求的情況，監(jiān)造人員應(yīng)及時向班組長或相關(guān)質(zhì)保人員指出，視問題嚴(yán)重程度填寫監(jiān)造工作聯(lián)系單或監(jiān)理備忘錄。若出現(xiàn)生產(chǎn)過程不符合相關(guān)工藝文件或者技術(shù)協(xié)議要求情況，應(yīng)根據(jù)情況開啟不符合項處理程序，要求廠家進(jìn)行整改，跟蹤不符合項處理情況并最后驗證關(guān)閉。

3.注重出廠試驗，把好最后一道關(guān)

核電廠主變出廠試驗主要是驗證產(chǎn)品的性能是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、合同技術(shù)協(xié)議的要求，檢查變壓器在結(jié)構(gòu)和制造上是否存在影響正常運(yùn)行的缺陷。出廠試驗作為檢驗變壓器質(zhì)量是否符合技術(shù)協(xié)議要求的一個重要考核環(huán)節(jié)，必須予以重視[4]。

出廠試驗一般包括例行試驗、型式試驗和特殊試驗。例行試驗包括：繞組直流電阻測量、電壓比和聯(lián)結(jié)組別標(biāo)號檢定、短路阻抗和負(fù)載損耗測量、空載電流和空載損耗測量、絕緣電阻和介質(zhì)損耗因素的測量、絕緣例行試驗、分接開關(guān)試驗、絕緣油試驗。型式試驗包括：溫升試驗、絕緣型式試驗。特殊試驗包括：絕緣特殊試驗、繞組對地和繞組間電容測定、零序阻抗測量、噪聲試驗、繞組變形試驗、空載電流諧波測量、風(fēng)扇和油泵電機(jī)吸收功率測量等。

在進(jìn)行出廠試驗的時候，監(jiān)造見證主要關(guān)注點為是否編制了試驗大綱和各類試驗裝置的檢定、試驗程序符合性、試驗結(jié)果的符合性等。

首先，合同一般要求制造廠在試驗前一周或者半月提交試驗大綱，監(jiān)造人員要審定變壓器出廠試驗大綱，然后見證廠家按照大綱及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗。

出廠試驗監(jiān)造典型案例：筆者負(fù)責(zé)的某核電項目一期主變在某廠試驗大廳做預(yù)先局部放電試驗的時候，發(fā)現(xiàn)高壓放電量超標(biāo)，在1.1倍Um下為130 pC，超過技術(shù)協(xié)議規(guī)定要求。經(jīng)試驗方初步研究認(rèn)為是套管內(nèi)氣體沒有排放干凈所致，經(jīng)過2次排氣操作并經(jīng)過一夜的靜放后，第二天繼續(xù)做預(yù)局放試驗，發(fā)現(xiàn)高壓端局放數(shù)值依然超標(biāo)：1.1Um下為110-120pC，1.5Um為360pC，1.7Um下為550pC，均超過合同技術(shù)協(xié)議的要求。經(jīng)過監(jiān)造人員提示，試驗人員互換信號采集線和阻抗模塊、進(jìn)行方波校準(zhǔn)等進(jìn)一步測試，情況依舊如此，排除了因為試驗設(shè)備的原因而導(dǎo)致局放量的超標(biāo)。在此期間，試驗人員采集了變壓器油樣進(jìn)行化驗，結(jié)果顯示油樣里并無乙炔等可疑氣體，初步說明變壓器主體內(nèi)并無放電現(xiàn)象，或者說放電量很小不足以產(chǎn)生可檢測到的乙炔等氣體，廠家試驗人員繼續(xù)查找局放量超標(biāo)的原因。第三天經(jīng)過監(jiān)造人員與試驗站人員討論，懷疑可能是此主變所用的德國產(chǎn)某品牌高壓套管存在問題而導(dǎo)致局放超標(biāo)，下一步采取的措施是更換上同型號的備用套管后重新進(jìn)行全部試驗，如果局放合格，說明現(xiàn)在這支套管存在問題。更換套管后經(jīng)過2天的靜放從新進(jìn)行試驗：此時高壓端放電量在1.1Um下為15pC，1.5Um為20pC，1.7Um下為30pC，符合協(xié)議要求。至此更換套管后的局放試驗達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。并且主變后續(xù)出廠試驗皆符合技術(shù)協(xié)議規(guī)定的要求，可以判定試驗合格。

出廠試驗對監(jiān)造人員的專業(yè)水平和工作態(tài)度也是一種考核。就此案例來說，監(jiān)造人員高度重視，全程參加了試驗見證過程，并結(jié)合自身的經(jīng)驗與廠家試驗人員進(jìn)行了多次討論?？梢哉f對監(jiān)造而言，不應(yīng)僅僅會看懂試驗結(jié)果，更應(yīng)了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理，才能對設(shè)備有正確的認(rèn)知，甚至督導(dǎo)。

三、結(jié)語

監(jiān)造作為核電站主變制造質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要目標(biāo)是預(yù)防和減少主變制造過程中的質(zhì)量問題，使設(shè)備制造質(zhì)量處于可控狀態(tài)，確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足技術(shù)協(xié)議書和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。對監(jiān)理單位來說，現(xiàn)階段應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)造工程師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和知識水平，進(jìn)一步提高監(jiān)造的技術(shù)能力和效率，為核電站的設(shè)備制造質(zhì)量構(gòu)筑堅實的基礎(chǔ)。

[1]GB/T 26429-2010，設(shè)備工程監(jiān)理規(guī)范[S].

[2]鄔偉民，陳國元.大型電力變壓器駐廠監(jiān)造工作體會[J].電力設(shè)備，2006(3)：75-77.

[3]武愛平.淺談核電站高壓廠用變壓器的監(jiān)造[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(16)：152.

[4]孔靜，趙大為，趙穎兵等.核電廠主變壓器制造過程中的監(jiān)管要點[J].核安全，2015(3)：12-18.

吳松(1982-)，男，中國電能成套設(shè)備有限公司監(jiān)理部，工程師，長期負(fù)責(zé)核電站、發(fā)電廠、電網(wǎng)公司委托的大型電氣設(shè)備的監(jiān)造工作。

TM623；TU712.3

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1006-0049-(2016)17-0076-02