昌江核电主泵电机电气调试问题分析

唐莱智　林森　孟青春

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【摘 要】主泵是核电厂主回路系统核心设备，用于驱动反应堆冷却剂通过堆芯，带走堆芯产生的热量；鉴于主泵的重要性，主泵电机的调试对于核电厂一回路水压试验这一节点至关重要。本文对海南昌江核电厂主泵电机在水压试验期间的电气调试内容进行了系统的汇总，归纳了调试期间发现的问题及处理方法，对今后同类型的大型电机调试具有极强的借鉴意义。

【关键词】电机；调试；CT；轴绝缘

0 前言

主泵作为核电厂一回路中唯一高速旋转的设备，用于驱动冷却剂以大流量通过反应堆堆芯，把堆芯中产生的热量传送给蒸汽发生器，其作用犹如人体的“心脏”，使主泵的水力部件可以完成其全部功能。

海南昌江核电厂主泵电机为立式电机，沿电机轴由上至下：上部轴承组件、转子及定子、飞轮、下导轴承、半联轴器等。

1 电气试验[1]

主泵电机启动前的电气试验项目有电机耐压试验、电机绕组绝缘和直阻测量、加热器直阻和绝缘测量、轴绝缘测量、电容器试验、CT单体试验等常规试验，相序检查及CT差动保护试验。

1.1 电机耐压试验

由于电机在出厂时已做过耐压试验，属于破坏性试验，为避免对电机造成可能的损伤，电机在现场需要进行的耐压试验电压控制在不超过额定电压的80%，即4.8kV，耐压试验后，检查绕组绝缘不应有明显变化。

1.2 电机绕组绝缘和直阻测试

测量电压为2500V。

主泵电机的进线端并联有0.25μF的电容器，用于滤除谐波过电压，由于电容器接地，带电容器测量时绝缘值仅有18MΩ，所以测量绕组绝缘时需要拆除电容器，电机绕组的60S绝缘值测量结果为1500MΩ，吸收比大于1.3，满足要求。

直阻的标准要求为线间电阻差别不超过最小值的1%。

1.3 轴承绝缘测量

大型电机在运行时为避免轴电压通过轴承回路产生轴电流，轴电流不但破坏油膜的稳定，而且由于放电在转轴和轴承内圈的表面，产生很多蚀点，对轴瓦造成腐蚀，破坏了轴承与转轴的良好配合，破坏油膜形成条件，从而使轴承无法工作，必须要求一定的轴承绝缘，以阻断电流的产生，为此在电机设计过程中，增加了很多绝缘垫片及绝缘螺栓，轴绝缘的测量主要是验证这些绝缘零部件是否正确安装并有效。

测量时应拆除所有与轴直接或间接连接的接地点。

主泵电机轴承绝缘要求使用250V直流电压测量，要求轴对地绝缘1MΩ以上。

1.4 电加热器直阻和绝缘测量

主泵电机加热器绝缘值要求需要大于0.5MΩ，为三相380V供电，电阻值与出厂值相比较，应无明显变化。

1.5 相序测量

电机在接线前，为避免相序错误造成电机反转，需要核查电机相序。尽管电机本身自带防反转装置，但电机发生反转时的力矩太大，容易损坏防反转装置，导致卡死。

相序测量需要盘车过程中进行，在电机顶端由人员按电机正常旋转方向盘车；使用三块万用表，分别为表1，表2，表3，调到直流毫伏档，观察3个表读数变化，根据对称三相波形（相差120度），以确定是否为正相序。

1.6 CT试验

主泵电机CT试验，主要包括各绕组绝缘，直阻，变比，极性，伏安特性测量。其中CT估安特性测量是重点，可通过传统试验设备或专用仪器来进行测量。

1.6.1 用传统试验设备

利用调压器、升压变、电流表、PT、电压表试验。

通常情况下电流互感器的电流加到额定值时，电压已达400V 以上，用传统试验设备试验时，调压器无法将220V 电源升到试验电压，必须使用一个升压变（其高压侧输出电流需大于电流互感器二次侧额定电流）升压，一个PT或FLUKE87 型万用表读取电压。由于FLUKE87 型万用表可测最高交流电压为4000V，故可用它直接读取电压而无需另接PT。

1.6.2 利用CT测试仪

目前生产的CT 伏安特性测试仪一般电压可升至3000V，且具备数字电压、电流显示功能，可直接打印出CT 特性曲线。采用博电PCT200A测试仪，可同时测量变比，极性，直阻等数据。根据互感器励磁拐点电压不同，调节输出频率，可以在较低电压下进行试验，试验过程安全、简单，工作效率极高，劳动强度小，理论上可以对所有电磁式电流互感器进行试验。

1.7 CT差动保护试验

试验前抽出主泵断路器，由1LKB变压器柜引380V交流电源接至短路小车（约为70m，电缆横截面185mm2），将短路小车接至断路器静触头。试验时先在1LKB变压器侧合闸，给主泵电机送380V电源，由于电压等级过低，主泵电机无法转动，此时电机堵转，电流大致为200A，电机侧CT和6kV侧CT都将感应出电流，大约为0.2A，如果CT极性接法正确，差动保护装置SPAE010合成电流将约为0，保护不会动作；如果CT极性接法错误，二次合成电流将为0.4A，大于保护整定值，差动保护装置将启动跳闸。以此来验证CT的极性，试验时在差动保护装置电流入口处加个钳形电流表实时观察电流变化情况。

1.8 电容器试验

电容器试验主要为绝缘电阻的测量。

2 调试问题汇总

2.1 轴绝缘为0

其他电厂在大修时出现过主泵电机轴绝缘失效的重大问题，为此在发现轴绝缘不合格的问题后，立即开展全面检查。

最终发现在电机装配过程中，漏装了油箱冷却水管绝缘垫、螺栓绝缘套，导致轴绝缘不合格。

2.2 CT伏安特性不合格[2]

在测量中性点接线盒内的CT伏特性曲线时，使用是博电PCT200A互感器综合测试仪，测不出伏安特性曲线；使用传统设备进行测量时，对CT的一次侧施加电压，加到700V就无法上升，初步判断CT内部出现故障。将一相CT解体后发现，CT端部绕组已出现烧黑的痕迹。两台电机中，有5台CT均出现问题，为保证CT完好无损，于是紧急从2#机组两台主泵电机拆下CT替换。

初步怀疑CT是在电机出厂试验过程中，二次侧发生了开路，二次绕组感应出极高电压，击穿绕组。

二次侧开路的情况容易发生，为避免再次发生开路情况，主泵电机启动前的电气检查中，CT接线检查是重点，在后期的2#泵电机调试前的检查中，及时发现了CT二次接线漏接的巨大风险，排除了隐患。

2.3 顶轴油泵供电方式更改

顶轴油泵1RCP011PO，1RCP012PO，1RCP021PO，1RCP022PO在正常配电段1LK*段上，这就出现一种情况：当外部失电时，主泵电机停运，顶轴油泵也会由于失电无法启动，主泵电机停运过程中无法建立油膜，轴承就会烧毁。其他电站项目曾出现此类事件。

在主泵电机试验中，实施TSD，将顶油轴油泵电源临时更改至应急配电段1LL*段上，失电时可由柴油机供电，控制电源更改到1LBJ上。

目前，已由设计院出改单，将两台主泵电机的四台顶油泵电源全部更改为1LLA下游的1RCP200CR（顶轴油泵就地配电箱）内。

3 结束语

主泵电机整个调试过程中，解构设备的部件、特性，尤其在出现了问题之后，查找到了问题的症结并进行处理，这为主泵电机维保工作提供了宝贵的经验，也为主泵电机的安全稳定运行提高生产效益可下了基础。

【参考文献】

[1]才家刚.TM306-62电机试验手册[M].3版.北京：中国电力出版社，1997.

[2]雷珥梅.CT伏安特性试验及数据分析[C].2010年云南电力技术论坛论文集（文摘部分），2010：364-375.

[责任编辑：王伟平]