昌江核電主泵電機電氣調試問題分析

唐萊智　林森　孟青春

【摘 要】主泵是核電廠主回路系統核心設備，用于驅動反應堆冷卻劑通過堆芯，帶走堆芯產生的熱量；鑒于主泵的重要性，主泵電機的調試對于核電廠一回路水壓試驗這一節點至關重要。本文對海南昌江核電廠主泵電機在水壓試驗期間的電氣調試內容進行了系統的匯總，歸納了調試期間發現的問題及處理方法，對今后同類型的大型電機調試具有極強的借鑒意義。

【關鍵詞】電機；調試；CT；軸絕緣

0 前言

主泵作為核電廠一回路中唯一高速旋轉的設備，用于驅動冷卻劑以大流量通過反應堆堆芯，把堆芯中產生的熱量傳送給蒸汽發生器，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為立式電機，沿電機軸由上至下：上部軸承組件、轉子及定子、飛輪、下導軸承、半聯軸器等。

1 電氣試驗[1]

主泵電機啟動前的電氣試驗項目有電機耐壓試驗、電機繞組絕緣和直阻測量、加熱器直阻和絕緣測量、軸絕緣測量、電容器試驗、CT單體試驗等常規試驗，相序檢查及CT差動保護試驗。

1.1 電機耐壓試驗

由于電機在出廠時已做過耐壓試驗，屬于破壞性試驗，為避免對電機造成可能的損傷，電機在現場需要進行的耐壓試驗電壓控制在不超過額定電壓的80%，即4.8kV，耐壓試驗后，檢查繞組絕緣不應有明顯變化。

1.2 電機繞組絕緣和直阻測試

測量電壓為2500V。

主泵電機的進線端并聯有0.25μF的電容器，用于濾除諧波過電壓，由于電容器接地，帶電容器測量時絕緣值僅有18MΩ，所以測量繞組絕緣時需要拆除電容器，電機繞組的60S絕緣值測量結果為1500MΩ，吸收比大于1.3，滿足要求。

直阻的標準要求為線間電阻差別不超過最小值的1%。

1.3 軸承絕緣測量

大型電機在運行時為避免軸電壓通過軸承回路產生軸電流，軸電流不但破壞油膜的穩定，而且由于放電在轉軸和軸承內圈的表面，產生很多蝕點，對軸瓦造成腐蝕，破壞了軸承與轉軸的良好配合，破壞油膜形成條件，從而使軸承無法工作，必須要求一定的軸承絕緣，以阻斷電流的產生，為此在電機設計過程中，增加了很多絕緣墊片及絕緣螺栓，軸絕緣的測量主要是驗證這些絕緣零部件是否正確安裝并有效。

測量時應拆除所有與軸直接或間接連接的接地點。

主泵電機軸承絕緣要求使用250V直流電壓測量，要求軸對地絕緣1MΩ以上。

1.4 電加熱器直阻和絕緣測量

主泵電機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，應無明顯變化。

1.5 相序測量

電機在接線前，為避免相序錯誤造成電機反轉，需要核查電機相序。盡管電機本身自帶防反轉裝置，但電機發生反轉時的力矩太大，容易損壞防反轉裝置，導致卡死。

相序測量需要盤車過程中進行，在電機頂端由人員按電機正常旋轉方向盤車；使用三塊萬用表，分別為表1，表2，表3，調到直流毫伏檔，觀察3個表讀數變化，根據對稱三相波形（相差120度），以確定是否為正相序。

1.6 CT試驗

主泵電機CT試驗，主要包括各繞組絕緣，直阻，變比，極性，伏安特性測量。其中CT估安特性測量是重點，可通過傳統試驗設備或專用儀器來進行測量。

1.6.1 用傳統試驗設備

利用調壓器、升壓變、電流表、PT、電壓表試驗。

通常情況下電流互感器的電流加到額定值時，電壓已達400V 以上，用傳統試驗設備試驗時，調壓器無法將220V 電源升到試驗電壓，必須使用一個升壓變（其高壓側輸出電流需大于電流互感器二次側額定電流）升壓，一個PT或FLUKE87 型萬用表讀取電壓。由于FLUKE87 型萬用表可測最高交流電壓為4000V，故可用它直接讀取電壓而無需另接PT。

1.6.2 利用CT測試儀

目前生產的CT 伏安特性測試儀一般電壓可升至3000V，且具備數字電壓、電流顯示功能，可直接打印出CT 特性曲線。采用博電PCT200A測試儀，可同時測量變比，極性，直阻等數據。根據互感器勵磁拐點電壓不同，調節輸出頻率，可以在較低電壓下進行試驗，試驗過程安全、簡單，工作效率極高，勞動強度小，理論上可以對所有電磁式電流互感器進行試驗。

1.7 CT差動保護試驗

試驗前抽出主泵斷路器，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。試驗時先在1LKB變壓器側合閘，給主泵電機送380V電源，由于電壓等級過低，主泵電機無法轉動，此時電機堵轉，電流大致為200A，電機側CT和6kV側CT都將感應出電流，大約為0.2A，如果CT極性接法正確，差動保護裝置SPAE010合成電流將約為0，保護不會動作；如果CT極性接法錯誤，二次合成電流將為0.4A，大于保護整定值，差動保護裝置將啟動跳閘。以此來驗證CT的極性，試驗時在差動保護裝置電流入口處加個鉗形電流表實時觀察電流變化情況。

1.8 電容器試驗

電容器試驗主要為絕緣電阻的測量。

2 調試問題匯總

2.1 軸絕緣為0

其他電廠在大修時出現過主泵電機軸絕緣失效的重大問題，為此在發現軸絕緣不合格的問題后，立即開展全面檢查。

最終發現在電機裝配過程中，漏裝了油箱冷卻水管絕緣墊、螺栓絕緣套，導致軸絕緣不合格。

2.2 CT伏安特性不合格[2]

在測量中性點接線盒內的CT伏特性曲線時，使用是博電PCT200A互感器綜合測試儀，測不出伏安特性曲線；使用傳統設備進行測量時，對CT的一次側施加電壓，加到700V就無法上升，初步判斷CT內部出現故障。將一相CT解體后發現，CT端部繞組已出現燒黑的痕跡。兩臺電機中，有5臺CT均出現問題，為保證CT完好無損，于是緊急從2#機組兩臺主泵電機拆下CT替換。

初步懷疑CT是在電機出廠試驗過程中，二次側發生了開路，二次繞組感應出極高電壓，擊穿繞組。

二次側開路的情況容易發生，為避免再次發生開路情況，主泵電機啟動前的電氣檢查中，CT接線檢查是重點，在后期的2#泵電機調試前的檢查中，及時發現了CT二次接線漏接的巨大風險，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，這就出現一種情況：當外部失電時，主泵電機停運，頂軸油泵也會由于失電無法啟動，主泵電機停運過程中無法建立油膜，軸承就會燒毀。其他電站項目曾出現此類事件。

在主泵電機試驗中，實施TSD，將頂油軸油泵電源臨時更改至應急配電段1LL*段上，失電時可由柴油機供電，控制電源更改到1LBJ上。

目前，已由設計院出改單，將兩臺主泵電機的四臺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。

3 結束語

主泵電機整個調試過程中，解構設備的部件、特性，尤其在出現了問題之后，查找到了問題的癥結并進行處理，這為主泵電機維保工作提供了寶貴的經驗，也為主泵電機的安全穩定運行提高生產效益可下了基礎。

【參考文獻】

[1]才家剛.TM306-62電機試驗手冊[M].3版.北京：中國電力出版社，1997.

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

[責任編輯：王偉平]