CANDU機組電機故障分析與處理

李 偉，姚 放，王嘉麒

（中核核電運行管理有限公司，浙江 嘉興 314300）

0 引言

電機是一種利用電磁感應原理將電能轉化為機械能的電氣設備，在電廠中各種轉動機械的動力都由電機提供。因此，做好電機日常維護，減少電機故障不可用時間，是電廠機組正常運行的重要保障。目前，國內CANDU機組采用加拿大重水堆二代技術，其電機類設備產地主要以美國、日本等國家為主。單臺機組共有高壓電機約50臺（6.3kV），低壓電機約1600臺（380V或220V，不包括電動閥、空調等組合類設備中的電機）。低壓電機中風機類負荷電機約占一半，其余主要為水泵類負荷，也有少量的冷凍機、壓縮機類負荷。高壓電機生產廠家主要有美國西屋公司、日本日立公司（現為三菱日立公司）、德國西門子公司、韓國現代（HYUNDAI）等，低壓電機生產廠家主要包括西門 子、GE、BALDOR ELECTRIC、HYUNDAI、HAYWARD GORDON等，也有少量國產電機，主要是在機組運行后變更改造時，替換或者增加。

1 電機類設備預防性維修情況

目前，電機類設備預防性維修情況主要包括如下內容[1]：

1）電機定期潤滑：根據電機運行情況，對連續運行的、非雙封閉軸承進行定期檢查，如有必要定期添加潤滑脂。

2）電機年度檢查：周期為每年或每個機組檢修周期（兩年）一次，主要檢查內容為：電機外觀檢查、電機盤動檢查、電機絕緣電阻檢查、電機直流電阻檢查等項目。

3）電機解體檢修：周期為每3年一次（主要針對連續運行電機），非連續運行電機根據運行頻率一般5年或5年以上，檢查內容包括：電機解體、各部件清洗及目視檢查、電機軸承檢查，必要時進行更換、電機回裝、電機空載試驗等內容。

2 電機類設備故障統計情況

2.1 電機常見故障統計

由于所有的工單均采用電子流程（TEAM軟件系統）進行跟蹤，從工單的提出、校核、評估、審核等準備工作，到工作票的簽發、關閉、填寫工作報告、關閉等均有電子記錄，為收集電機故障數據實施帶來了便利。通過查閱TEAM系統中所有電機故障類工單及工作報告，即可實現兩臺機組的電機類設備故障統計。

對2008年以來電機故障工單數量進行統計，2008年1月1日至2014年兩臺機組共有缺陷數量合計272個，平均每年39個。具體情況如圖1所示。

2.2 電機故障分類統計

對故障電機原因進行分類，具體情況見表1。

3 電機故障分析

3.1 電機故障處理情況統計

對故障電機故障處理情況進行分類，具體情況見表2。

3.2 重要負荷電機故障統計與分析

重要負荷是指影響機組正常運行的關鍵負荷，因此，必須對此類設備重點關注。

1）重要負荷電機故障情況統計見表3。

2）CCW泵電機（3043kW）故障處理

圖1 電機故障工單數量年度統計表Fig.1 Annual statistics of work order quantity of motor fault

表1 電機故障工單分類統計表Table 1 Classification statistics of motor fault work order

表2 常見電機故障原因及處理方式統計表Table 2 Statistical table of common motor fault causes and treatment methods

每臺機組配置兩臺CCW泵電機，為凝汽器提供循環冷卻水，CCW泵電機故障原因主要為運行異音。由于CCW泵處于海水泵房底層，廠房通風較差，電機加油稍多，軸承溫度升高明顯；油脂少了電機又有異音，問題一直困擾檢修人員多年。近兩年對電機軸承結構進行了改造，有一定效果，但仍不能從根本上解決問題。今年對潤滑脂型號進行了更換，目前正在驗證中。

表3 重要負荷電機故障統計Table 3 Fault statistics of motor with important load

圖2 CCW泵電機油脂老化圖Fig.2 Aging diagram of CCW pump motor grease

圖3 RSW泵電機油脂老化圖Fig.3 Grease aging diagram of RSW pump motor

3）RSW泵電機（950kW）故障處理

每臺機組配置4臺RSW泵電機，RSW系統是機組的重要熱阱，除機組大修期間CCW備用系統投入外，RSW系統需要保持運行，為機組提供循環冷卻海水。電機故障原因為振動、溫升過高及軸承異音等。經過對電機解體檢查，發現該電機油脂老化情況嚴重。該電機日常運行期間，添加潤滑脂周期為2個月，理論上應該不會出現油脂嚴重老化情況。經相關人員分析，發現電機油室結構較深，新添加的油脂不能將舊油脂擠出油室，導致舊的油脂不斷老化，影響電機正常運行，目前暫時沒有更好的辦法處理該問題[2]。

4）主給水泵電機（6030HP）振動高處理

圖4 主給水泵電機轉子圖Fig.4 Rotor diagram of main feed water pump motor

1#機組其中一臺主給水泵電機一直存在振動較高問題，經過機械、電氣人員多方查找原因，并結合電機解體大修檢查結果，最終確認故障原因為轉子軸伸彎曲，負荷側最高點跳動值0.08mm，對轉子軸伸進行校直后，運行數據良好。

5）主凝泵電機（2865HP）推力頭故障處理

該電機出現兩次推力瓦過熱情況，經電機檢修廠家根據故障現象推測，該電機在制造時，存在推力頭內徑加工尺寸超差，采用金屬熱噴涂修復。由于電機運轉時推力頭長期受力，造成金屬疲勞損壞。處理方案為：撤去金屬噴涂層，采用氬氣保護焊對內孔修復面堆焊，然后重新校正原定基準面[3]。

6）SDG高溫水預熱泵電機（8.4kW）線圈過熱故障處理

該電機定子繞組過熱出現開路，后端蓋嚴重失圓。更換電機繞組后，采用鑲套后精車修復。

4 總結

根據前面分析，幾臺重要設備電機需要重點跟蹤，具體包括：

1）CCW泵電機更換油脂型號后，進行運行狀態跟蹤。更換潤滑油脂型號之后，運行狀態有一定的改進。但在極端天氣情況下，電機溫升與振動情況需要進一步跟蹤驗證。

2）RSW泵電機目前運行狀況不是太好，由于電機本身結構存在問題，后續如何解決，仍在討論中。

3）兩臺主凝泵電機推力瓦過熱損傷，已確定故障原因。目前，在運行的兩臺電機運行狀況需要進一步跟蹤。