（山东核电有限公司 烟台 265116）
摘要：核电厂对电动机检修后的品质再鉴定有严格的要求和标准，本文针对核电厂的电动机检修后品质再鉴定要求，设计应用于185kW以下电动机空载试验的电动机试转平台以及涵盖变频、工频控制的控制和监测系统，为核电厂的电动机品质再鉴定提供精确的参考数据。
关键词：电动机；电动机试转平台；品质再鉴定
1.电动机试转平台的设计初衷
在核电厂，电动机是安全生产的重要设备，其性能直接影响转动设备的正常运转，检修后的品质再鉴定至关重要。核电厂规定电动机维修后品质再鉴定要求主要有以下几个方面：电动机振动值、电动机温升、空载运行电流、三相电流不平衡值、绝缘电阻、直流电阻、旋转方向、噪音等。目前海阳核电厂电动机的品质再鉴定和解体大修工作均在现场执行，主要有以下几个弊端：
现场环境及工艺系统复杂，大部分电动机无法开展解体大修和品质再鉴定工作，而且存在误碰现场其他设备、影响工艺系统整体运行以及人身伤害的风险；
电动机维修流程繁琐，需要频繁更改隔离及试验措施，既耽搁工作时间也可能造成工艺系统混乱，影响电厂运行；
运行人员需频繁更改隔离及试验措施并到现场进行停/送电操作，在浪费人力资源的同时也增加了运行人员作业风险；
在现场难以判别电动机振动故障是电动机本体问题还是基础底座刚性差问题；
对于现场工频直接启动的大功率电动机，由于启动电流大会产生电压波动影响其他设备正常运行，而且对转动机械设备的冲击很大影响转机设备使用寿命。
针对以上几个方面弊端以及结合海阳现场电动机的状况，旨在全面提高电动机检修的质量和准确、快速消除电动机缺陷，我们设计开发出适用于185kW以下电动机空载试验的电动机试转平台以及涵盖变频、工频电源的控制和监测系统。
本系统针对电动机检修和试验有以下亮点：
配置三台变频器控制电动机的启动，安全可靠，有效避免设备和人员的损伤风险；
就地控制柜每条控制回路设置各自的数显表，无需其他测量仪表就可以直观的观察到电动机的电压、电流试验数据；
配置4mm²至70mm²各种规格的电力电缆，可以通过快速插头方便快捷的连接电动机和控制柜进行试验工作；
9㎡的铸钢平台可以实现多台电动机同时试验的需求；
避免了现场检修电动机的环境制约和安全风险，安全、规范、方便快捷的进行电动机试验工作；
减少了运行人员的操作以及优化了电动机维修流程；
制定电动机试转平台及控制系统的操作规程，方便维修人员试验工作。2.
2.试转平台的设计依据及组成
2.1电动机试转平台设计依据
目前海阳核电厂低压电动机涵盖几乎全部额定功率的电动机，其中最大额定功率为185kW（冷凝器真空泵电动机），最小为额定功率为0.37kW（排风机），安装方式主要包括卧式安装和立式安装。针对海阳核电现场低压电动机多种不同功率以及不同安装方式，以国家标准GB1032-1012《三相异步电动机试验方法》、GB7555-87《旋转电机基本技术要求》为依据，并结合现场实际条件和要求，设计开发出电动机试转平台及其控制系统。
2.2电动机试转平台及控制系统的组成
该系统可以满足额定功率0.37-185kW三相交流电动机、单相电动机的空载试验，共设计5路电动机控制回路，可以实现单相电动机、55kW以下电动机的工频直接启动和185kW以下的电动机变频启动，主要设备包括配置三台ABB原装变频器的控制柜、就地操作控制柜、安装固定卧式和立式电动机的铸钢试转平台以及配置快速插头的电动机电力电缆。
变频器控制柜
电动机试转平台及其控制系统安装在综合检修厂房内，为避免电动机直接启动造成的电压波动影响综合检修厂房试验室和办公区域的正常用电以及减少对电动机本身的冲击，本系统设计三台ABB原装变频器柜（见图1），使用的是ABB ACS550和ACS800系列的变频器，其额定功率分别为22kW、75kW和185kW，能够满足185kW以下电动机的变频启动及运行。
就地控制柜
就地控制柜（见图2）集成5个电动机控制回路的启动、停止、急停、正反转操作、电源指示、故障指示功能，每条回路设置独立的数字式电压表和电流表，可以便捷直观的读出被测电动机的运行电压、运行电流数据。在控制柜的侧面布置了5个控制回路的快速插接头，可以方便快捷的根据电动机的额定功率选择对应规格的插头和电力电缆，快速实现电动机的空载试验。
铸钢平台
电动机试转平台（见图3）面积为9㎡（长宽各为3m），材质为铸钢，整体浇筑在混凝土基础上，确保了平台整体作为一个基准的稳固性。铸钢平台设计数条“T”型槽，配合“T”型滑块、可滑动压板和螺栓，可以灵活的、方便快捷的安装固定各种型号的卧式电动机。另外在平台预留两个直径为分别为80mm、120mm的孔，可以固定各种型号的立式电动机，进行电动机空载试验。在电厂大修期间，电动机检修和试验任务较重时，该平台可以满足多台电动机同时试验的需求。
3.电动机试转平台的应用
采用变频控制进行电动机试验
当电动机通过工频直接启动时，电动机将会产生7到8倍的电动机额定电流。这个电流值将大大增加电动机绕组的电应力并产生热量，从而降低电动机的寿命。而变频启动则可以在零速零电压启动（见图4），按预置的加速时间频率从最低频率逐渐上升，在接通电源瞬间如果将启动频率设置为0.5Hz，那么同步转速就只有15r/min，转子绕组与旋转磁场的相对速度也只有工频启动时的1%。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频器启动能够充分降低电动机启动电流，提高绕组承受力，电动机的维护成本进一步降低、电动机的寿命相应增加。
在电动机工频启动时，电流剧增的同时电压也会有大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电动机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC机、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频器启动后，由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度消除电压下降，保证配电网的稳定运行。
3.1提高电动机检修效率
在电厂中，电动机的检修和试验工作是挺繁重的，若电动机检修和试验工作利用电动机试转平台及其控制系统，则可以帮助电气检修人员大幅度提高电动机检修效率，主要表现在以下几点：
电动机解体检修需要多种专用工器具和仪表，其中部分工器具体积及重量较大，每次检修运输这些工器具会造成检修时间增加和工作效率的降低。综合检修厂房内电动机试转平台处布置了检修工作台以及常用的电动机检修用工器具，可以方便、快捷、高效的开展电动机检修和试验工作。
电厂现场多数厂房不能够提供电动机解体大修所需的场所，而且检修人员和检修所用工器具较多，在现场极不方便开展电动机解体检修工作且存在检修人员误碰现场其他设备的风险。综合检修厂房电动机试转平台是专一的、独立的电动机检修和试验区域，检修设施配套齐全，场地宽敞，可以非常顺利的开展电动机的各项检修和试验工作。
当在现场进行电动机解体检修工作时，在检修工作完成后，若需要做电动机空载试验时，检修工作负责人要前往隔离办进行许可证的变更，运行人员需修改隔离措施并前往现场进行电动机停/送电操作。工作负责人更换不同性质的工作票加上运行人员修改措施和现场操作，既耽搁检修时间同时增加了运行人员的工作量和作业风险。若检修人员在隔离许可证下将电动机运输至电动机试转平台处进行检修工作，全部的检修工作可以在一张工作许可证下完成，这样则可以大幅度减少维修人员办理工作票的时间和运行人员的工作量及作业风险，在确保工作质量的前提下大大简化了工作流程，提高了工作效率。
3.2缩小电动机振动故障范围
海阳核电厂现场设备在运行过程中曾出现过多起电动机振动值超出标准的现象，维修人员在对其进行故障排查时，因无标准的电动机试验平台进行电动机试验，无法得出准确的试验数据，只能凭经验进行判断，所以无法确定故障的根源，以下举例说明。
海阳核电厂水处理厂发生过数次电动机振动大的故障，在排查电动机振动大原因未果的情况下，更换了新的电动机，但是更换后振动值仍超出标准，怀疑电动机振动大原因是电动机基础底座刚性差的问题，但没有数据证明。现设置了电动机试转平台，可以判断电动机本体振动和空载运行数据是否正常，若电动机在平台试验时空载数据（包括振动值、运行电流、温升等）正常，便可以排除电动机本体存在缺陷的可能性，缩小故障范围，可以准确判断出振动故障的原因是电动机与泵连接以及电动机基础底座的问题。
3.3开展相关培训工作
在维修人员培训方面，由于维修人员无法实际操作现场正常运行设备，所以培训内容就受到了很大的制约，无法使维修人员得到全面系统的培训。结合电动机试转平台及其控制系统，维修人员可以系统的进行电动机、变频器维修和结构原理培训以及开展相关技能比武活动。利用电动机试转平台检修电动机，可以研究制定出规范的、有序的电动机检查维护、解体大修以及再鉴定试验工作流程和步骤，用于培训新员工、规范维修人员的检修行为，提升维修人员电动机的维修技能。
4.结束语
电动机试转平台及其控制系统的突出特点是电动机变频启动、电动机检修和试验效率显著提升、操作安全，使用便捷简单。通过电动机试转平台及其控制系统可以帮助检修人员高质量的完成电动机的解体大修和品质再鉴定工作，大大提高了电动机的维修质量，降低了作业风险，确保了电厂安全生产的正常进行。
参考文献：
[1]GB7555-87《旋转电机基本技术要求》GB1032-1012《三相异步电动机试验方法》
论文作者:李凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/17
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