昌江核電主泵電機(jī)電氣調(diào)試問(wèn)題分析

唐萊智　林森　孟青春

【摘 要】主泵是核電廠主回路系統(tǒng)核心設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)反應(yīng)堆冷卻劑通過(guò)堆芯，帶走堆芯產(chǎn)生的熱量；鑒于主泵的重要性，主泵電機(jī)的調(diào)試對(duì)于核電廠一回路水壓試驗(yàn)這一節(jié)點(diǎn)至關(guān)重要。本文對(duì)海南昌江核電廠主泵電機(jī)在水壓試驗(yàn)期間的電氣調(diào)試內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的匯總，歸納了調(diào)試期間發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法，對(duì)今后同類型的大型電機(jī)調(diào)試具有極強(qiáng)的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】電機(jī)；調(diào)試；CT；軸絕緣

0 前言

主泵作為核電廠一回路中唯一高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)冷卻劑以大流量通過(guò)反應(yīng)堆堆芯，把堆芯中產(chǎn)生的熱量傳送給蒸汽發(fā)生器，其作用猶如人體的“心臟”，使主泵的水力部件可以完成其全部功能。

海南昌江核電廠主泵電機(jī)為立式電機(jī)，沿電機(jī)軸由上至下：上部軸承組件、轉(zhuǎn)子及定子、飛輪、下導(dǎo)軸承、半聯(lián)軸器等。

1 電氣試驗(yàn)[1]

主泵電機(jī)啟動(dòng)前的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目有電機(jī)耐壓試驗(yàn)、電機(jī)繞組絕緣和直阻測(cè)量、加熱器直阻和絕緣測(cè)量、軸絕緣測(cè)量、電容器試驗(yàn)、CT單體試驗(yàn)等常規(guī)試驗(yàn)，相序檢查及CT差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)。

1.1 電機(jī)耐壓試驗(yàn)

由于電機(jī)在出廠時(shí)已做過(guò)耐壓試驗(yàn)，屬于破壞性試驗(yàn)，為避免對(duì)電機(jī)造成可能的損傷，電機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行的耐壓試驗(yàn)電壓控制在不超過(guò)額定電壓的80%，即4.8kV，耐壓試驗(yàn)后，檢查繞組絕緣不應(yīng)有明顯變化。

1.2 電機(jī)繞組絕緣和直阻測(cè)試

測(cè)量電壓為2500V。

主泵電機(jī)的進(jìn)線端并聯(lián)有0.25μF的電容器，用于濾除諧波過(guò)電壓，由于電容器接地，帶電容器測(cè)量時(shí)絕緣值僅有18MΩ，所以測(cè)量繞組絕緣時(shí)需要拆除電容器，電機(jī)繞組的60S絕緣值測(cè)量結(jié)果為1500MΩ，吸收比大于1.3，滿足要求。

直阻的標(biāo)準(zhǔn)要求為線間電阻差別不超過(guò)最小值的1%。

1.3 軸承絕緣測(cè)量

大型電機(jī)在運(yùn)行時(shí)為避免軸電壓通過(guò)軸承回路產(chǎn)生軸電流，軸電流不但破壞油膜的穩(wěn)定，而且由于放電在轉(zhuǎn)軸和軸承內(nèi)圈的表面，產(chǎn)生很多蝕點(diǎn)，對(duì)軸瓦造成腐蝕，破壞了軸承與轉(zhuǎn)軸的良好配合，破壞油膜形成條件，從而使軸承無(wú)法工作，必須要求一定的軸承絕緣，以阻斷電流的產(chǎn)生，為此在電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，增加了很多絕緣墊片及絕緣螺栓，軸絕緣的測(cè)量主要是驗(yàn)證這些絕緣零部件是否正確安裝并有效。

測(cè)量時(shí)應(yīng)拆除所有與軸直接或間接連接的接地點(diǎn)。

主泵電機(jī)軸承絕緣要求使用250V直流電壓測(cè)量，要求軸對(duì)地絕緣1MΩ以上。

1.4 電加熱器直阻和絕緣測(cè)量

主泵電機(jī)加熱器絕緣值要求需要大于0.5MΩ，為三相380V供電，電阻值與出廠值相比較，應(yīng)無(wú)明顯變化。

1.5 相序測(cè)量

電機(jī)在接線前，為避免相序錯(cuò)誤造成電機(jī)反轉(zhuǎn)，需要核查電機(jī)相序。盡管電機(jī)本身自帶防反轉(zhuǎn)裝置，但電機(jī)發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)的力矩太大，容易損壞防反轉(zhuǎn)裝置，導(dǎo)致卡死。

相序測(cè)量需要盤車過(guò)程中進(jìn)行，在電機(jī)頂端由人員按電機(jī)正常旋轉(zhuǎn)方向盤車；使用三塊萬(wàn)用表，分別為表1，表2，表3，調(diào)到直流毫伏檔，觀察3個(gè)表讀數(shù)變化，根據(jù)對(duì)稱三相波形（相差120度），以確定是否為正相序。

1.6 CT試驗(yàn)

主泵電機(jī)CT試驗(yàn)，主要包括各繞組絕緣，直阻，變比，極性，伏安特性測(cè)量。其中CT估安特性測(cè)量是重點(diǎn)，可通過(guò)傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備或?qū)Ｓ脙x器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

1.6.1 用傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備

利用調(diào)壓器、升壓變、電流表、PT、電壓表試驗(yàn)。

通常情況下電流互感器的電流加到額定值時(shí)，電壓已達(dá)400V 以上，用傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)時(shí)，調(diào)壓器無(wú)法將220V 電源升到試驗(yàn)電壓，必須使用一個(gè)升壓變（其高壓側(cè)輸出電流需大于電流互感器二次側(cè)額定電流）升壓，一個(gè)PT或FLUKE87 型萬(wàn)用表讀取電壓。由于FLUKE87 型萬(wàn)用表可測(cè)最高交流電壓為4000V，故可用它直接讀取電壓而無(wú)需另接PT。

1.6.2 利用CT測(cè)試儀

目前生產(chǎn)的CT 伏安特性測(cè)試儀一般電壓可升至3000V，且具備數(shù)字電壓、電流顯示功能，可直接打印出CT 特性曲線。采用博電PCT200A測(cè)試儀，可同時(shí)測(cè)量變比，極性，直阻等數(shù)據(jù)。根據(jù)互感器勵(lì)磁拐點(diǎn)電壓不同，調(diào)節(jié)輸出頻率，可以在較低電壓下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程安全、簡(jiǎn)單，工作效率極高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，理論上可以對(duì)所有電磁式電流互感器進(jìn)行試驗(yàn)。

1.7 CT差動(dòng)保護(hù)試驗(yàn)

試驗(yàn)前抽出主泵斷路器，由1LKB變壓器柜引380V交流電源接至短路小車（約為70m，電纜橫截面185mm2），將短路小車接至斷路器靜觸頭。試驗(yàn)時(shí)先在1LKB變壓器側(cè)合閘，給主泵電機(jī)送380V電源，由于電壓等級(jí)過(guò)低，主泵電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，電流大致為200A，電機(jī)側(cè)CT和6kV側(cè)CT都將感應(yīng)出電流，大約為0.2A，如果CT極性接法正確，差動(dòng)保護(hù)裝置SPAE010合成電流將約為0，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作；如果CT極性接法錯(cuò)誤，二次合成電流將為0.4A，大于保護(hù)整定值，差動(dòng)保護(hù)裝置將啟動(dòng)跳閘。以此來(lái)驗(yàn)證CT的極性，試驗(yàn)時(shí)在差動(dòng)保護(hù)裝置電流入口處加個(gè)鉗形電流表實(shí)時(shí)觀察電流變化情況。

1.8 電容器試驗(yàn)

電容器試驗(yàn)主要為絕緣電阻的測(cè)量。

2 調(diào)試問(wèn)題匯總

2.1 軸絕緣為0

其他電廠在大修時(shí)出現(xiàn)過(guò)主泵電機(jī)軸絕緣失效的重大問(wèn)題，為此在發(fā)現(xiàn)軸絕緣不合格的問(wèn)題后，立即開展全面檢查。

最終發(fā)現(xiàn)在電機(jī)裝配過(guò)程中，漏裝了油箱冷卻水管絕緣墊、螺栓絕緣套，導(dǎo)致軸絕緣不合格。

2.2 CT伏安特性不合格[2]

在測(cè)量中性點(diǎn)接線盒內(nèi)的CT伏特性曲線時(shí)，使用是博電PCT200A互感器綜合測(cè)試儀，測(cè)不出伏安特性曲線；使用傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)CT的一次側(cè)施加電壓，加到700V就無(wú)法上升，初步判斷CT內(nèi)部出現(xiàn)故障。將一相CT解體后發(fā)現(xiàn)，CT端部繞組已出現(xiàn)燒黑的痕跡。兩臺(tái)電機(jī)中，有5臺(tái)CT均出現(xiàn)問(wèn)題，為保證CT完好無(wú)損，于是緊急從2#機(jī)組兩臺(tái)主泵電機(jī)拆下CT替換。

初步懷疑CT是在電機(jī)出廠試驗(yàn)過(guò)程中，二次側(cè)發(fā)生了開路，二次繞組感應(yīng)出極高電壓，擊穿繞組。

二次側(cè)開路的情況容易發(fā)生，為避免再次發(fā)生開路情況，主泵電機(jī)啟動(dòng)前的電氣檢查中，CT接線檢查是重點(diǎn)，在后期的2#泵電機(jī)調(diào)試前的檢查中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了CT二次接線漏接的巨大風(fēng)險(xiǎn)，排除了隱患。

2.3 頂軸油泵供電方式更改

頂軸油泵1RCP011PO，1RCP012PO，1RCP021PO，1RCP022PO在正常配電段1LK*段上，這就出現(xiàn)一種情況：當(dāng)外部失電時(shí)，主泵電機(jī)停運(yùn)，頂軸油泵也會(huì)由于失電無(wú)法啟動(dòng)，主泵電機(jī)停運(yùn)過(guò)程中無(wú)法建立油膜，軸承就會(huì)燒毀。其他電站項(xiàng)目曾出現(xiàn)此類事件。

在主泵電機(jī)試驗(yàn)中，實(shí)施TSD，將頂油軸油泵電源臨時(shí)更改至應(yīng)急配電段1LL*段上，失電時(shí)可由柴油機(jī)供電，控制電源更改到1LBJ上。

目前，已由設(shè)計(jì)院出改單，將兩臺(tái)主泵電機(jī)的四臺(tái)頂油泵電源全部更改為1LLA下游的1RCP200CR（頂軸油泵就地配電箱）內(nèi)。

3 結(jié)束語(yǔ)

主泵電機(jī)整個(gè)調(diào)試過(guò)程中，解構(gòu)設(shè)備的部件、特性，尤其在出現(xiàn)了問(wèn)題之后，查找到了問(wèn)題的癥結(jié)并進(jìn)行處理，這為主泵電機(jī)維保工作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也為主泵電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提高生產(chǎn)效益可下了基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]才家剛.TM306-62電機(jī)試驗(yàn)手冊(cè)[M].3版.北京：中國(guó)電力出版社，1997.

[2]雷珥梅.CT伏安特性試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析[C].2010年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分），2010：364-375.

[責(zé)任編輯：王偉平]