應急柴油機電氣安裝工程的組織與實施

牛童淵

（中核霞浦核電有限公司，福建 霞浦 355100）

1 工程概述

應急柴油發電機組是為了在應急情況下保證核安全而專門設立的一套相對獨立的電源系統。秦山二擴的每臺機組設計2臺柴油發電機，第5臺柴油發電機為4臺機組的總備用。由于設計、設備、施工準備等原因，應急柴油發電機安裝工作2009年5月才大規模開展，兩臺柴油發電機分別于9月15日、29日空載啟動成功。應急柴油發電機的順利投用，為主變零起升壓試驗和帶負荷校驗試驗創造了條件，保證了500kV倒送電的實現。

應急柴油機本體由德國MTU制造，發電機由AVK廠家制造，機組控制系統由AREVA設計，采用PLC加繼電器控制程序。柴油發電機組主要由啟動壓縮空氣系統、燃油系統、潤滑油系統、高低溫水系統、進排氣系統、調速系統、發電機系統、24V/380V輔機配電系統、機組控制系統、電氣保護系統、同期系統以及繼電器機架系統等組成。

2 電氣安裝工程的組織管理

柴油發電機首次啟動涉及到的電氣系統主要包括廠房照明系統、通信系統、火災報警系統，380V交流配電系統，24V直流配電盤，與柴油發電機配套的保護柜和控制柜，同期系統和繼電器機架等。工藝系統主要包括柴油機廠房的通風系統、消防系統、以及柴油發電機主機及其輔助系統等。

由于核電站電纜敷設具有工作量大、種類多、技術要求高、施工難度大等特點，制定了明確的電纜邊界，共計654根電纜，涉及 LHP、LHQ、LHA、LHB、LHT、LKA、LKB、LLG、LLW、LDG、LDW、JPV等14個主要系統，涉及DX、DF、LX等區域。此外，電纜邊界還涵蓋廠房內部照明、火災報警和通信電纜。

（1）接口管理措施。為優化各項安裝工作的推進，成立柴油機專項協調小組，建立了周協調會機制；施行三天滾動計劃機制，細化作業內容，包括設計、設備需求，并安排專人負責跟蹤和落實完成情況。

在安裝初期，提早啟動各系統各專業涉及到的試驗、沖洗等方案的編制、報批工作；為加快與MTU接口現場技術問題的處理，編制現場設計修改（變更）會簽單，由各單位會簽，施工單位根據聯合會簽單組織實施后續工作。

（2）安裝邏輯。柴油機輔助系統安裝和沖洗試壓是柴油機安裝的主線，柴油機啟動需確保柴油機廠房所有系統均投入使用。為保證該計劃的有效執行，還需全面考慮外部條件的風險分析，包括廠房環境清潔，設備到貨與材料的清理，電氣調試和管道沖洗試壓方案的消化準備等。

就電氣專業而言，380V交流配電系統的上電可以為后續的泵、風機的單體試車和柴油機輔助系統試驗提供穩定的電源；控制柜和保護柜的上電，可以為后續的邏輯通道試驗提供先決條件；照明系統和通風系統的及早投用可為廠房創造較好的施工環境；通信系統的投用，可以為調試期間的通信提供有力的保障，而消防及火警系統的安裝及調試完成是進燃油、潤滑油和燃油管路沖洗的前提。

（3）試驗項目分工。安裝單位應完成柴油發電機組及輔助系統安裝，單機試車，管道沖洗，電氣系統控制保護、聯鎖、報警系統安裝，開環試驗，發電機本體電氣交接試驗、柴油機首次啟動試驗等，移交調試后，由調試部門進行應急柴油發電機組各輔助系統試驗、電氣系統控制、保護、聯鎖、報警系統的閉環試驗。但由于國外廠家的要求，柴油機部分試驗有其特殊性。

①元器件單體調試項目分工。MTU廠家明確不能拆除控制柜、保護柜內的任何元器件，但考慮調試需要，經與廠家協商，對可以拆除元器件進行單體試驗。

安裝單位負責安裝的儀表必須提交校驗報告；柴油機本體上的儀表未進行校驗，但要求廠家提供相應的證明文件。

②發電機本體試驗項目。按照《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》要求，柴油發電機的轉子、定子和勵磁機需進行耐壓試驗。廠家明確：出廠試驗已進行過直流耐壓試驗并對其中一臺進行過交流耐壓，從設備壽命等方面考慮，不同意重復進行此試驗，設備竣工文件中相關的試驗章節供現場試驗參考。

由于現場不具備打開發電機端蓋的條件，只對定子繞組的絕緣電阻和吸收比、定子繞組的直流電阻進行了測量。

（4）分系統調試與啟動準備。應急柴油機安裝工作完成并經過電氣專業試驗檢查后，就可以進行分系統調試。調試的目的是為了驗證柴油發電機輔助系統、電氣系統、控制系統、報警及聯鎖裝置能夠正常運行和動作，保證柴油機能夠實現其設計功能。主要包括廠房火警探測試驗、空氣啟動系統試驗、輔助系統試驗、空載試驗、控制勵磁試驗、穩態運行試驗和驗收試驗。

為滿足柴油機首次啟動的要求，電氣準備工作主要包括：現場的試車環境應符合要求，照明和通風條件應良好；發電機、勵磁機的冷態電氣檢查全部結束，符合設計、廠家和國標的要求；柴油發電機及所有輔助系統的設備都已安裝完成并驗收合格，輔助系統中轉動設備單體試車已完成并驗收合格；檢查電氣柜控制功能正常，所有過程控制和保護系統測試完成，符合設計和廠家的要求，壓力開關、壓力表、溫度計、轉速表等檢驗合格，安全裝置、報警、顯示裝置等都已檢測合格并上電；消防及火災報警系統調試完成并投入使用。

3 典型問題及處理

柴油機廠房除土建工程和配套輔助系統外，全部由德國MTU負責設計，主要設備也由MTU供貨。設計院和MTU兩者之間的接口問題，嚴重制約了現場施工。

（1）電纜設計遺漏及錯誤。現場電纜敷設和端接施工是按照設計院提供的電纜路徑清單和設備圖紙，按照竣工資料發現：3LHP910AR缺少220VAC正式電源、48V DC控制電源；缺少主控室柴油發電機同期小車的控制電源；柴油發電機互感器出線至保護柜3LHP 910AR無設計電纜；3LDG/W缺少備用回路；盤柜缺少加熱器電源；柴油機油泵風機熱繼電器定值偏小，柴油機自帶油泵、油泵風機的就地狀態顯示信號接線位置與廠家原理圖不一致，廠家服務人員現場要求新增的20余根電纜，設計院提供的30頁端接圖紙中17頁都有修改等。問題的出現，嚴重制約了電纜端接及其后續通道試驗工作。

究其原因，是MTU廠家在升版設計文件時與設計院的溝通不及時，導致現場使用的是設計院按照廠家早期設計圖紙提供的轉化圖紙。

（2）電纜次托盤違規固定。電纜次托盤未經許可焊接在空氣冷卻器本體上，造成空冷器質量不可確認，存在空冷器電機進水的風險。后對空冷器進行目視檢查，并進行水壓試驗來驗證無泄漏風險。因此，在設備上的任何作業需找到依據文件或得到廠家許可，并嚴格執行。

（3）電源不匹配。廠用電380V交流配電系統在設計時，考慮到系統出現單相接地時可以帶故障運行一段時間，供電連續性好，故變壓器的中性線未引出。電氣間空調的電源引自380V配電系統，故出現了電源不匹配的問題。該問題出現后，導致電氣間內的臨時除濕措施一直無法拆除，影響系統的完整性和房間清潔。后廠家在空調內部增加380/220V單相變壓器進行處理。設計與設備的接口處理不到位，將極大影響現場的安裝工作。

4 結語

柴油機廠房施工區域相對獨立，主要設備由MTU公司負責設計制造及成套供貨，故電氣接口施工顯得很突出。提出以下建議。

（1）建立一種符合質保要求的問題快速處理流程。由于廠家與設計溝通不及時，造成內部接線和外部接口問題較多，廠家現場服務人員現場提出的修改，必須經過多方確認，才能在現場實施，防止出現質量問題時責任無法追溯的情況。故加強設計完善才是解決問題的根本。

（2）全面、準確清理電纜邊界。一方面電纜施工占據了電氣安裝工作的很大部分，另一方面電氣系統不同于工藝系統，缺少一根電纜或一個中轉箱，就可能造成系統無法正常啟動，而核電廠中幾乎所有的系統和設備都通過電纜的連接實現供電、通訊、控制及其它相關的功能，故電纜邊界在施工任務確定是必須明確。

（3）合理安排施工順序。應急柴油發電機組啟動成功需要確保應急柴油發電機所有輔助系統及配套系統均投入使用，而由于燃油的特殊性，需將廠房內動火打磨作業結束和清潔區建立作為進油工作的前提條件，故在施工中需關注施工工序的優化，邏輯的嚴密性，把配電系統上電、消防及火警系統投用作提前考慮。

[1] 劉紅霞，應急柴油機電氣安裝與調試[J].北京：原子能出版社，2004：498-508.

[2] GB50150-2006，電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].