安全級K3類10kV電機鑒定覆蓋性分析

王勝坤

摘 要：按照防城港3、4核電項目K3類10kV電機要求進行的電機鑒定成果，進行漳州1、2核電項目覆蓋性分析，結果滿足要求，不需單獨鑒定。

關鍵詞：電機鑒定；K3類10kV電機；覆蓋性分析

中圖分類號：TM306 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）07-0164-02

Abstract： According to the results of motor identification for K3 type 10kV motor of Fangchenggang No.3 and No.4 nuclear power projects， the coverage analysis of Zhangzhou No.1 and No.2 nuclear power projects is carried out. The results meet the requirements and do not need to be identified separately.

Keyword： motor identification； K3 type 10kV motor； coverage analysis

1 概述

電機廠按照防城港3、4核電項目10kV電機特點及鑒定要求編制《安全級K3類10kV級電動機樣機鑒定大綱》并完成鑒定試驗。漳州1、2核電項目電機采購要求有單獨企標，且10kV電機種類與防城港3、4項目不同，電機廠已完成樣機鑒定可否覆蓋漳州項目要求需進行分析。

2 鑒定大綱審查

《安全級K3類10kV級電動機樣機鑒定大綱》將引用標準分為三部分：鑒定標準、設計制造標準、試驗標準。鑒定標準引用齊全，包括GB/T 12727-2002、GB/T 13625-1992、NB/T 20211-2013、NB/T 20040等標準，滿足三代核電站K3類10kV級電動機鑒定要求；設計制造標準與試驗標準可覆蓋漳州1、2核電項目《10kV感應式電動機通用技術規格書》企標要求。

3 樣機選型分析

3.1 漳州1、2核電項目鑒定樣機選型原則

鑒定樣機的選型原則依據核電鑒定程序規定要求：基準試驗→加速熱老化試驗→濕熱老化試驗→輻照老化試驗→長期運行試驗→振動老化試驗→抗地震試驗→抗地震后功能試驗，以上試驗是對電機的機械性能和電氣性能檢驗加速熱老化試驗。根據濕熱老化試驗、長期運行試驗、振動老化試驗對電機運行壽命有關老化因子試驗，抗地震試驗主要考核電機的剛度、強度等機械性能和電氣連續性性能，鑒于以上因素樣機的選型原則如下。

（1）代表樣機與其他規格絕緣體系相同，具有絕緣系統覆蓋性。

（2）代表樣機轉速高，耐受長期運行的穩定性、振動老化因子弱，具有轉速覆蓋性。

（3）代表樣機結構體積大，機械穩定性和電氣連續性相對比較弱，具有結構覆蓋性。

（4）代表樣機結構最復雜，水冷電機冷卻器包括管程和殼程，空空冷電機殼體與冷卻器管直接連接，只有殼程。空水冷卻器比空空冷卻器結構更復雜，對冷卻器承壓、抗震能力要求更高。

（5）代表樣機機械結構相似，制造工藝、試驗方法相同。

（6）代表樣機能覆蓋不同的運行條件。

（7）代表樣機與其他規格采用標準一致。

3.2 漳州1、2核電項目鑒定樣機選型說明

漳州1、2核電項目K3類10kV級電動機選型因子分析見表1。

防城港3、4核電項目根據電站10kV電機種類及特點，選用YHDKS400-2（中心高400mm、2級、560kW）和YHDKS450-4（中心高450mm、4級、710kW）兩個規格電動機作為鑒定樣機。漳州1、2核電項目按以上兩臺電機進行后續選型分析及樣機覆蓋性分析，其中鑒定樣機YHDKS450-4（710kW）同漳州1、2核電項目設備冷卻水泵電機一致。

3.3 漳州1、2核電項目鑒定樣機選型分析

（1）絕緣結構分析：漳州1、2核電項目8個規格電動機絕緣體系均為155（F級），同鑒定樣機具有相同絕緣體系。關鍵材料選型、絕緣制造工藝保持一致，保證了絕緣結構的一致性、穩定性。

（2）鑒定樣機YHDKS400-2（560kW）同步轉速3000r/min，相較于漳州1、2核電項目8個規格電動機中轉速最高。高速電機與低速電機比較，振動的控制難度大，從故障的統計來看，高速電機的故障率相對比較高。

（3）鑒定樣機中心高450mm、4極、710kW結構體積比較大，根據抗地震試驗的考核機械性能和電氣連續性性能，從結構體積中心高450mm、4極、710kW和中心高630mm、6極、560kW（空冷）近似，在8個規格電動機中比較大的。從結構穩定性方面體積大的結構穩定、電氣連續性相對比較差，從鑒定試驗環境考核嚴酷度及加工制造難度：中心高450mm、4極、710kW（水冷）比中心高630mm、6極、560kW（空冷）電機更嚴酷。水冷電機運行時一旦空水冷卻器漏水電機很快就燒毀，空冷電機不會造成燒毀的。因此中心高450mm、4極、710kW（水冷）能夠包絡中心高630mm、6極、560kW（空冷）電機。因此鑒定樣機可以覆蓋包括中心高630mm、6極、560kW（空冷）重要廠用水泵用電機在內的所有樣機。

（4）2個鑒定樣機與漳州1、2核電項目8個規格電動機采用相同的結構設計、分析計算方法，包括地震載荷下電機轉子撓度、最小氣隙計算、臨界轉速、軸承壽命計算等，并對整機進行抗震分析。

（5）2個鑒定樣機與漳州1、2核電項目8個規格電動機負載均為水泵，負載工況相似。電氣設計立足于滿足安全級電動機技術規格書關于電氣性能的要求，優化電磁性能，提高電磁轉矩、耐沖擊性，降低啟動電流、運行溫升。采用相同的電磁設計、電氣參數控制方法，相同的硅鋼片、電磁線、轉子導條、端環材料選用方法。相同的電氣設計保證8個規格電動機除了外形安裝、外部輔助設備有區別外，對于安全級使用環境具有一致性。endprint

（6）鑒定樣機執行標準與漳州1、2核電項目8個規格電機相同。

4 樣機覆蓋性分析

（1）根據3.3章節分析，防城港3、4選用的鑒定樣機YHDKS400-2（560kW）和YHDKS450-4（710kW）具有覆蓋性。

（2）漳州1、2核電項目《10kV感應式電動機通用技術規格書》與防城港3、4核電項目核島10kV感應電動機技術規格書》對安全級K3類10kV級電機基本性能要求相似，因此鑒定樣機按照《安全級K3類10kV級電動機樣機鑒定大綱》進行的第一階段基準試驗和第二階段極限工況試驗具有覆蓋性。

（3）根據《安全級K3類10kV級電動機樣機鑒定大綱》中第三階段設備性能隨時間變化試驗：定子加速熱老化試驗、定子濕熱老化試驗、定子輻照老化試驗均是考核絕緣結構（或部分非金屬材料）。由于安全級K3類10kV級電動機所采用的絕緣材料和非金屬材料是相同的，因此鑒定樣機具有覆蓋性。

（4）根據《安全級K3類10kV級電動機樣機鑒定大綱》中第三階段設備性能隨時間變化試驗：長期運行試驗、振動老化試驗是考核電機機械結構強度。從兩種結構激勵相應程度來說，臥式電機整機固有頻率高于立式電機，特別是在振動老化試驗中臥式結構比立式振動幅值更大，振動激勵更強。因此從結構方面采用臥式電機進行振動老化具有覆蓋性。

（5）由于電機的固有頻率均高于地震頻率33Hz，通過抗震分析說明鑒定樣機滿足抗震要求，同時鑒定樣機在抗震試驗過程中及試驗后性能指標沒有任何變化，驗證了抗震分析的正確性。在漳州1、2核電項目中每個規格的K3類電機均會進行抗震分析。由于電動機設計的固有特性考慮了電磁應力、啟動扭矩應力與負荷變化應力，電動機的內應力在正常運行時比地震應力大得多，因此電動機每次啟動和加載過程中所承受的內應力遠大于地震期間所承受的應力。若適當地使用和安裝，這些特性使電動機對地震事件是固有穩定的。

5 結束語

已通過鑒定的安全級K3類10kV級電動機樣機，覆蓋漳州1、2核電項目10kV電動機鑒定要求，不需單獨進行鑒定；漳州1、2核電項目每個規格的K3類電機應根據自身所在廠房所對應的樓層反應譜進行抗震分析，以滿足不同電廠抗震要求。

參考文獻：

[1]李金玉.安全級K3類10kV級電動機樣機鑒定大綱[Z].2017.

[2]NB/T 20290-2014.核電廠安全級連續工作制電動機的鑒定[S].北京：國家能源局，2014.

[3]CP04T5016.10kV感應式電動機通用技術規格書[S].北京：中國核電工程有限公司，2016.endprint