CN105004995A - 核电站主泵电机试验系统及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站主泵电机试验系统及其试验方法。该核电站主泵电机试验系统包括控制室、分别与所述控制室相连的变压器、高压调压器、水压试验平台和电机试验平台。所述电机试验平台包括高压电机试验控制台、与所述高压电机试验控制台相连并受其控制的高压柜单元、用于连接所述高压柜单元的高压接线箱，所述高压柜单元通过所述高压接线箱分别与所述变压器和所述高压调压器相连。实施本发明的技术方案，可简单快捷地实现对核电站主泵电机的电气或水压试验，其过程操作方便，试验时间长且其试验成本低。

Description

核电站主泵电机试验系统及其试验方法

技术领域

本发明涉及核电站调试领域，尤其涉及一种核电站主泵电机试验系统及其试验方法。

背景技术

主泵电机是核电站中的心脏设备，是影响核电站正常运行的重要设备，在核电站机组建设完成全，需运行数十台主泵电机。以大亚湾及岭澳核电站为例，每一核电站的在达6.6KV主泵电机数量约为84台，在主泵电机制造完成或大修翻新后需进行出厂试验(包括空载性能试验)，以验证主泵电机经过全面解体检查后机械、电气及仪控等部分的装配情况以及功率损耗等电气性能。在当前主泵电机出厂试验过程中，采用结构复杂、操作麻烦的试验装置对主泵电机进行电气和水压试验，其试验时间长且成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种核电站主泵电机试验系统及其试验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站主泵电机试验系统，其包括控制室、分别与所述控制室相连的变压器、高压调压器、水压试验平台和电机试验平台；所述电机试验平台包括高压电机试验控制台、与所述高压电机试验控制台相连并受其控制的高压柜单元、用于连接所述高压柜单元的高压接线箱，所述高压柜单元通过所述高压接线箱分别与所述变压器和所述高压调压器相连。

优选地，所述高压柜单元包括总进电柜10、与所述总进电柜相连的直接起动柜20、与所述总进电柜10相连的调压器/变压器输出配电柜30、与所述总进电柜20相连的高压互感器柜40、与所述调压器/变压器输出配电柜30相连的高压转换器柜50、与所述高压互感器柜40和所述高压转换器柜50相连的高压试验电源进电柜60、与所述高压互感器柜40和所述高压转换器柜50相连的电流测量柜70、与所述调压器/变压器输出配电柜30和所述高压试验电源进电柜60相连的电压测量柜80，所述高压互感器柜50和所述高压试验电源进电柜60与高压电机相连，所述总进电柜10与6.6KV直接母线相连。

优选地，所述总进电柜10包括串联的电流互感器ZTA11、隔离开关QS12、电流互感器TA12、真空断路器QF11、隔离开关QS11；

所述直接起动柜20包括与电流互感器ZTA11相连的隔离开关QS21、与隔离开关QS21相连的加热器RD21、与加热器RD21相连的电压互感器TV21；

所述调压器/变压器输出配电柜30包括串联的隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS32、调压器RT31、隔离开关QS33、变压器T31和隔离开关QS34，还包括连接电压互感器TA31和变压器T31的隔离开关QS35、用于连接所述调压器RT31和高压转换器柜50的隔离开关QS36；

所述高压互感器柜40包括串联的隔离开关QS41、真空断路器QF41、电流互感器TA41和隔离开关QS42；所述隔离开关QS42通过所述高压接线箱与高压电机相连；

所述高压转换器柜50包括串联的隔离开关QS52、电流互感器TA51、真空断路器QF51和隔离开关QS51，所述隔离开关QS52与所述隔离开关QS36和隔离开关QS34相连；

所述高压试验电源进电柜60包括串联的隔离开关QS61、自锁触头KM61、电流互感器TA61和隔离开关QS62；所述隔离开关QS62与通过所述高压接线箱与高压电机相连；

所述电流测量柜70包括隔离开关QS71、自锁触头KM71和电流互感器TA71；所述自锁触头KM71与所述隔离开关QS61相连，所述电流互感器TA71通过所述高压接线箱与高压电机相连；

所述电压测量柜80包括连接在所述电流互感器TA61与所述隔离开关QS62之间的加热器RD81、与加热器RD81相连的电压互感器TV81，还包括连接在所述电流互感器TA51与所述隔离开关QS52之间的加热器RD82、与加热器RD82相连的电压互感器TV82。

优选地，所述电机试验平台包括用于进行6.6KV/6.5kW主泵电机试验的立式试验平台或用于进行6.6KV主泵电机试验的卧式试验平台。

优选地，所述水压试验平台包括至少两个冷却水回路、用于检测所述冷却水回路流量的流量计、用于控制所述冷却水回路中流量大小的流量控制阀、分别与所述流量计和所述流量控制阀相连的水压试验控制台，所述水压试验控制台与所述控制室相连。

本发明还提供了一种核电站主泵电机试验系统的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用水压试验平台对核电站主泵电机进行水压试验；

S2：采用电机试验平台对核电站主泵电机进行电气试验，所述电气试验包括电机启动方式试验和参数测量试验。

优选地，所述电机启动方式试验包括：

S211：控制总进电柜10、直接起动柜20和高压互感器柜40导通，以进行全压启动试验；

S212：控制总进电柜10、高压转换器柜50和高压试验电源进电柜60导通，并通过控制调压器/变压器输出配电柜30实现调压器降压启动试验、变压器降压启动试验和调压器-变压器降压启动试验。

优选地，所述步骤S12中，控制隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS32、调压器RT31和隔离开关QS36导通，以进行调压器降压启动试验；

控制隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS35、变压器T31和隔离开关QS34导通，以进行变压器降压启动试验；

控制隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS32、调压器RT31、隔离开关QS33、变压器T31和隔离开关QS34导通，以进行调压器-变压器降压启动试验。

优选地，所述参数测量试验包括：

S221:通过电流测量柜70测量所述高压电机的三相电流；

S222：通过电压测量柜80测量所述高压电机的三相电压；

S223：根据所述三相电流和三相电压计算直流电阻、绝缘电阻和有功功率。

本发明与现有技术相比具有如下优点：实施本发明，可简单快捷地实现对核电站主泵电机的电气或水压试验，其过程操作方便，试验时间长且其试验成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例中电机试验平台的原图框图；

图2是本发明一实施例中电机试验平台的电源控制以及启动方式的示意图；

图3是本发明一实施例中电机试验平台的电机启动电流曲线；

图4是本发明一实施例中电机试验平台的电机空载特性曲线；

图5是本发明一实施例中电机试验平台的电机堵转特性曲线；

图中：10、总进电柜；20、直接起动柜；30、调压器/变压器输出配电柜；40、高压互感器柜；50、高压转换器柜；60、高压试验电源进电柜；70、电流测量柜；80、电压测量柜。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供一种核电站主泵电机试验系统。该核电站主泵电机试验系统包括控制室、分别与控制室相连的变压器、高压调压器、水压试验平台和电机试验平台。

电机试验平台包括高压电机试验控制台、与高压电机试验控制台相连并受其控制的高压柜单元、用于连接高压柜单元的高压接线箱，高压柜单元通过高压接线箱分别与变压器和高压调压器相连。可以理解地，可通过高压电机试验控制台控制高压柜单元的通断，以实现电机试验。具体地，试验平台包括用于进行6.6KV/6.5kW主泵电机试验的立式试验平台，或用于进行6.6KV主泵电机试验的卧式试验平台。可以理解地，卧式试验平台由三块

3000*1500*300mm平板构成，主要用于除主泵电机外的其他6.6KV高压电机试验。

水压试验平台包括至少两个冷却水回路、用于检测冷却水回路流量的流量计、用于控制冷却水回路中流量大小的流量控制阀、分别与流量计和流量控制阀相连的水压试验控制台，水压试验控制台与控制室相连。可以理解地，在进行水压试验时，通过水压试验控制台控制流量计检测至少两个冷却水回路中的流量，并通过控制流量控制阀的开度以控制流量的增加或减少，以确保水压试验工作的正常进行。

可以理解地，采用本发明所提供的核电站主泵电机试验系统可简单快捷地实现对核电站主泵电机的电气或水压试验，其过程操作方便，试验时间长且其试验成本低。

如图1所示，高压柜单元包括总进电柜10、与总进电柜相连的直接起动柜20、与总进电柜10相连的调压器/变压器输出配电柜30、与总进电柜20相连的高压互感器柜40、与调压器/变压器输出配电柜30相连的高压转换器柜50、与高压互感器柜40和高压转换器柜50相连的高压试验电源进电柜60、与高压互感器柜40和高压转换器柜50相连的电流测量柜70、与调压器/变压器输出配电柜30和高压试验电源进电柜60相连的电压测量柜80，高压互感器柜50和高压试验电源进电柜60与高压电机相连，总进电柜10与6.6KV直接母线相连。

总进电柜10包括串联的电流互感器ZTA11、隔离开关QS12、电流互感器TA12、真空断路器QF11、隔离开关QS11，其中，电流互感器ZTA11与核电站6.6KV电源相连。

直接起动柜20包括与电流互感器ZTA11相连的隔离开关QS21、与隔离开关QS21相连的加热器RD21、与加热器RD21相连的电压互感器TV21。

调压器/变压器输出配电柜30包括串联的隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS32、调压器RT31、隔离开关QS33、变压器T31和隔离开关QS34，还包括连接电压互感器TA31和变压器T31的隔离开关QS35、用于连接调压器RT31和高压转换器柜50的隔离开关QS36。具体地，调压器RT31采用5600kVA，6.6/0～6.8kV的调压器，变压器T31采用6300kVA，6.6/3.152.5kV的变压器。

高压互感器柜40包括串联的隔离开关QS41、真空断路器QF41、电流互感器TA41和隔离开关QS42；隔离开关QS42通过高压接线箱与高压电机相连。

高压转换器柜50包括串联的隔离开关QS52、电流互感器TA51、真空断路器QF51和隔离开关QS51，隔离开关QS52与隔离开关QS36和隔离开关QS34相连。

高压试验电源进电柜60包括串联的隔离开关QS61、自锁触头KM61、电流互感器TA6和隔离开关QS62；隔离开关QS62与通过高压接线箱与高压电机相连。

电流测量柜70包括隔离开关QS71、自锁触头KM71和电流互感器TA71；自锁触头KM71与隔离开关QS61相连，电流互感器TA71通过高压接线箱与高压电机相连。

电压测量柜80包括连接在电流互感器TA61与隔离开关QS62之间的加热器RD81、与加热器RD81相连的电压互感器TV81，还包括连接在电流互感器TA51与隔离开关QS52之间的加热器RD82、与加热器RD82相连的电压互感器TV82。

可以理解地，可通过控制总进电柜10、直接起动柜20、调压器/变压器输出配电柜30、高压互感器柜40、高压转换器柜50、高压试验电源进电柜60、电流测量柜70和电压测量柜80的通断，以完成对6.6KV、6500KW以下交流异步电机的出厂试验(如电气试验)。具体地，采用该电机试验平台可完成电机启动方式试验，以完成不同功率电机的启动和被试电机的安全和电机的不同试验要求；还可通过参数测量试验对试验项目自动测量采样，并对采样数据自动计算并作出出厂报告，以判定电机性能是否合格。

本发明还提供核电站主泵电机试验系统的试验方法，该试验方法包括如下步骤：

S1：采用水压试验平台对核电站主泵电机进行水压试验。具体地，在进行水压试验时，通过水压试验控制台控制流量计检测至少两个冷却水回路中的流量，并通过控制流量控制阀的开度以控制流量的增加或减少，以确保水压试验工作的正常进行。

S2：采用电机试验平台对核电站主泵电机进行电气试验，所述电气试验包括电机启动方式试验和参数测量试验。

如图1结合图2所示，该核电站主泵电机试验系统进行电机启动方式试验包括：

S211：控制总进电柜10、直接起动柜20和高压互感器柜40导通，以进行全压启动试验。具体地，控制隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS32、调压器RT31和隔离开关QS36导通，以进行调压器降压启动试验。

S212：控制总进电柜10、高压转换器柜50和高压试验电源进电柜60导通，并通过控制调压器/变压器输出配电柜30实现调压器降压启动试验、变压器降压启动试验和调压器-变压器降压启动试验。具体地，控制隔离开关(QS31)、真空断路器(QF31)、电流互感器(TA31)、隔离开关(QS32)、调压器(RT31)和隔离开关(QS36)导通，以进行调压器降压启动试验。控制隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS35、变压器T31和隔离开关QS34导通，以进行变压器降压启动试验。控制隔离开关QS31、真空断路器QF31、电流互感器TA31、隔离开关QS32、调压器RT31、隔离开关QS33、变压器T31和隔离开关QS34导通，以进行调压器-变压器降压启动试验。

具体地，该核电站主泵电机试验系统进行参数测量试验包括：

S221:通过电流测量柜70测量高压电机的三相电流。

S222：通过电压测量柜80测量高压电机的三相电压。

S223：根据所述三相电流和三相电压计算直流电阻、绝缘电阻和有功功率。

本发明所提供的核电站主泵电机试验系统总体规划设计目标为大亚湾核电站全部类型的6.6KV电机的出厂试验，整个试验站设备布置合理，方便操作。在电机试验站内，设计计算机数据采集分析电机出厂试验系统一套。系统对以上试验项目自动测量采样；对采样数据自动计算并做出出厂试验报告，并判定电机性能是否合格。

该核电站主泵电机试验系统能确保核电站所有6.6KV大功率电机的空载试验，并根据试验测试系统进行数据分析，判断电机性能是否满足要求。建设6.6KV核电站主泵电机试验系统既可以提高自主维修和试验的能力，也能节省设备试验时间和成本，避免长途运输潜在的设备损坏风险，在技术上具有很强的必要性。

核电站主泵电机试验系统完成主泵电机全电压启动以及变压器降压启动，启动过程以及调试期间电机试验系统以及主泵电机运行情况良好。RCP主泵电机第一次成功试验于2011年6月24日全电压启动，期间运行约2小时,电机空载试验完成。调试试验期间，试验站控制和测试系统以及冷却水系统运行情况良好，主泵电机定子温度、电机轴承温度以及振动、轴位移情况正常。电机启动电流为3081.6A，启动时间为13.1s,三相电流不平衡为0.3％。其主泵电机启动电流曲线如图3所示。

可以理解地，该核电站主泵电机试验系统同时可以完成额定电压点三相电流的平衡情况检查，三相电流不平衡度，以及电机的空载特性曲线(如图4所示)。

该核电站主泵电机试验系统还可以测试被试电机各种损耗，如定子铜耗以及由空载损耗分离得出机械损耗以及铁耗等电机参数。

同时，该核电站主泵电机试验系统还可完成堵转特性数据的量取及计算，堵转时的电流和堵转时的转矩的确定，如图5所示。

综上，该该核电站主泵电机试验系统及其试验方法对循环备件主泵电机进行离线空载试验，确保了备件的可用性，大大缩短了核电站大修工期。

本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (9)

1.一种核电站主泵电机试验系统，其特征在于，包括控制室、分别与所述控制室相连的变压器、高压调压器、水压试验平台和电机试验平台；所述电机试验平台包括高压电机试验控制台、与所述高压电机试验控制台相连并受其控制的高压柜单元、用于连接所述高压柜单元的高压接线箱，所述高压柜单元通过所述高压接线箱分别与所述变压器和所述高压调压器相连。

2.根据权利要求1所述的核电站主泵电机试验系统，其特征在于，所述高压柜单元包括总进电柜（10）、与所述总进电柜相连的直接起动柜（20）、与所述总进电柜（10）相连的调压器/变压器输出配电柜（30）、与所述总进电柜（20）相连的高压互感器柜（40）、与所述调压器/变压器输出配电柜（30）相连的高压转换器柜（50）、与所述高压互感器柜（40）和所述高压转换器柜（50）相连的高压试验电源进电柜（60）、与所述高压互感器柜（40）和所述高压转换器柜（50）相连的电流测量柜（70）、与所述调压器/变压器输出配电柜（30）和所述高压试验电源进电柜（60）相连的电压测量柜（80），所述高压互感器柜（50）和所述高压试验电源进电柜（60）与高压电机相连，所述总进电柜（10）与6.6KV直接母线相连。

3.根据权利要求2所述的核电站主泵电机试验系统，其特征在于，所述总进电柜（10）包括串联的电流互感器（ZTA11）、隔离开关（QS12）、电流互感器（TA12）、真空断路器（QF11）、隔离开关（QS11）；

所述直接起动柜（20）包括与电流互感器（ZTA11）相连的隔离开关（QS21）、与隔离开关（QS21）相连的加热器（RD21）、与加热器（RD21）相连的电压互感器（TV21）；

所述调压器/变压器输出配电柜（30）包括串联的隔离开关（QS31）、真空断路器（QF31）、电流互感器（TA31）、隔离开关（QS32）、调压器（RT31）、隔离开关（QS33）、变压器（T31）和隔离开关（QS34），还包括连接电压互感器（TA31）和变压器（T31）的隔离开关（QS35）、用于连接所述调压器（RT31）和高压转换器柜（50）的隔离开关（QS36）；

所述高压互感器柜（40）包括串联的隔离开关（QS41）、真空断路器（QF41）、电流互感器（TA41）和隔离开关（QS42）；所述隔离开关（QS42）通过所述高压接线箱与高压电机相连；

所述高压转换器柜（50）包括串联的隔离开关（QS52）、电流互感器（TA51）、真空断路器（QF51）和隔离开关（QS51），所述隔离开关（QS52）与所述隔离开关（QS36）和隔离开关（QS34）相连；

所述高压试验电源进电柜（60）包括串联的隔离开关（QS61）、自锁触头（KM61）、电流互感器（TA61）和隔离开关（QS62）；所述隔离开关（QS62）与通过所述高压接线箱与高压电机相连；

所述电流测量柜（70）包括隔离开关（QS71）、自锁触头（KM71）和电流互感器（TA71）；所述自锁触头（KM71）与所述隔离开关（QS61）相连，所述电流互感器（TA71）通过所述高压接线箱与高压电机相连；

所述电压测量柜（80）包括连接在所述电流互感器（TA61）与所述隔离开关（QS62）之间的加热器（RD81）、与加热器（RD81）相连的电压互感器（TV81），还包括连接在所述电流互感器（TA51）与所述隔离开关（QS52）之间的加热器（RD82）、与加热器（RD82）相连的电压互感器（TV82）。

4.根据权利要求1所述的核电站主泵电机试验系统，其特征在于，所述电机试验平台包括用于进行6.6KV/6.5kW主泵电机试验的立式试验平台或用于进行6.6KV主泵电机试验的卧式试验平台。

5.根据权利要求1-4任一项所述的核电站主泵电机试验系统，其特征在于，所述水压试验平台包括至少两个冷却水回路、用于检测所述冷却水回路流量的流量计、用于控制所述冷却水回路中流量大小的流量控制阀、分别与所述流量计和所述流量控制阀相连的水压试验控制台，所述水压试验控制台与所述控制室相连。

6.权利要求1-5任一项所述的核电站主泵电机试验系统的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用水压试验平台对核电站主泵电机进行水压试验；

S2：采用电机试验平台对核电站主泵电机进行电气试验，所述电气试验包括电机启动方式试验和参数测量试验。

7.根据权利要求6所述的核电站主泵电机试验系统的试验方法，其特征在于，所述电机启动方式试验包括：

S211：控制总进电柜（10）、直接起动柜（20）和高压互感器柜（40）导通，以进行全压启动试验；

S212：控制总进电柜（10）、高压转换器柜（50）和高压试验电源进电柜（60）导通，并通过控制调压器/变压器输出配电柜（30）实现调压器降压启动试验、变压器降压启动试验和调压器-变压器降压启动试验。

8.根据权利要求9所述的核电站主泵电机试验系统的试验方法，其特征在于，所述步骤S12中，控制隔离开关（QS31）、真空断路器（QF31）、电流互感器（TA31）、隔离开关（QS32）、调压器（RT31）和隔离开关（QS36）导通，以进行调压器降压启动试验；

控制隔离开关（QS31）、真空断路器（QF31）、电流互感器（TA31）、隔离开关（QS35）、变压器（T31）和隔离开关（QS34）导通，以进行变压器降压启动试验；

控制隔离开关（QS31）、真空断路器（QF31）、电流互感器（TA31）、隔离开关（QS32）、调压器（RT31）、隔离开关（QS33）、变压器（T31）和隔离开关（QS34）导通，以进行调压器-变压器降压启动试验。

9.根据权利要求6所述的核电站主泵电机试验系统的试验方法，其特征在于，所述参数测量试验包括：

S221:通过电流测量柜（70）测量所述高压电机的三相电流；

S222：通过电压测量柜（80）测量所述高压电机的三相电压；

S223：根据所述三相电流和三相电压计算直流电阻、绝缘电阻和有功功率。