应急柴油机电气安装工程的组织与实施

2018-01-30牛童渊

中国设备工程 2018年12期

牛童渊

（中核霞浦核电有限公司，福建霞浦 355100）

1 工程概述

应急柴油发电机组是为了在应急情况下保证核安全而专门设立的一套相对独立的电源系统。秦山二扩的每台机组设计2台柴油发电机，第5台柴油发电机为4台机组的总备用。由于设计、设备、施工准备等原因，应急柴油发电机安装工作2009年5月才大规模开展，两台柴油发电机分别于9月15日、29日空载启动成功。应急柴油发电机的顺利投用，为主变零起升压试验和带负荷校验试验创造了条件，保证了500kV倒送电的实现。

应急柴油机本体由德国MTU制造，发电机由AVK厂家制造，机组控制系统由AREVA设计，采用PLC加继电器控制程序。柴油发电机组主要由启动压缩空气系统、燃油系统、润滑油系统、高低温水系统、进排气系统、调速系统、发电机系统、24V/380V辅机配电系统、机组控制系统、电气保护系统、同期系统以及继电器机架系统等组成。

2 电气安装工程的组织管理

柴油发电机首次启动涉及到的电气系统主要包括厂房照明系统、通信系统、火灾报警系统，380V交流配电系统，24V直流配电盘，与柴油发电机配套的保护柜和控制柜，同期系统和继电器机架等。工艺系统主要包括柴油机厂房的通风系统、消防系统、以及柴油发电机主机及其辅助系统等。

由于核电站电缆敷设具有工作量大、种类多、技术要求高、施工难度大等特点，制定了明确的电缆边界，共计654根电缆，涉及 LHP、LHQ、LHA、LHB、LHT、LKA、LKB、LLG、LLW、LDG、LDW、JPV等14个主要系统，涉及DX、DF、LX等区域。此外，电缆边界还涵盖厂房内部照明、火灾报警和通信电缆。

（1）接口管理措施。为优化各项安装工作的推进，成立柴油机专项协调小组，建立了周协调会机制；施行三天滚动计划机制，细化作业内容，包括设计、设备需求，并安排专人负责跟踪和落实完成情况。

在安装初期，提早启动各系统各专业涉及到的试验、冲洗等方案的编制、报批工作；为加快与MTU接口现场技术问题的处理，编制现场设计修改（变更）会签单，由各单位会签，施工单位根据联合会签单组织实施后续工作。

（2）安装逻辑。柴油机辅助系统安装和冲洗试压是柴油机安装的主线，柴油机启动需确保柴油机厂房所有系统均投入使用。为保证该计划的有效执行，还需全面考虑外部条件的风险分析，包括厂房环境清洁，设备到货与材料的清理，电气调试和管道冲洗试压方案的消化准备等。

就电气专业而言，380V交流配电系统的上电可以为后续的泵、风机的单体试车和柴油机辅助系统试验提供稳定的电源；控制柜和保护柜的上电，可以为后续的逻辑通道试验提供先决条件；照明系统和通风系统的及早投用可为厂房创造较好的施工环境；通信系统的投用，可以为调试期间的通信提供有力的保障，而消防及火警系统的安装及调试完成是进燃油、润滑油和燃油管路冲洗的前提。

（3）试验项目分工。安装单位应完成柴油发电机组及辅助系统安装，单机试车，管道冲洗，电气系统控制保护、联锁、报警系统安装，开环试验，发电机本体电气交接试验、柴油机首次启动试验等，移交调试后，由调试部门进行应急柴油发电机组各辅助系统试验、电气系统控制、保护、联锁、报警系统的闭环试验。但由于国外厂家的要求，柴油机部分试验有其特殊性。

①元器件单体调试项目分工。MTU厂家明确不能拆除控制柜、保护柜内的任何元器件，但考虑调试需要，经与厂家协商，对可以拆除元器件进行单体试验。

安装单位负责安装的仪表必须提交校验报告；柴油机本体上的仪表未进行校验，但要求厂家提供相应的证明文件。

②发电机本体试验项目。按照《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》要求，柴油发电机的转子、定子和励磁机需进行耐压试验。厂家明确：出厂试验已进行过直流耐压试验并对其中一台进行过交流耐压，从设备寿命等方面考虑，不同意重复进行此试验，设备竣工文件中相关的试验章节供现场试验参考。

由于现场不具备打开发电机端盖的条件，只对定子绕组的绝缘电阻和吸收比、定子绕组的直流电阻进行了测量。

（4）分系统调试与启动准备。应急柴油机安装工作完成并经过电气专业试验检查后，就可以进行分系统调试。调试的目的是为了验证柴油发电机辅助系统、电气系统、控制系统、报警及联锁装置能够正常运行和动作，保证柴油机能够实现其设计功能。主要包括厂房火警探测试验、空气启动系统试验、辅助系统试验、空载试验、控制励磁试验、稳态运行试验和验收试验。

为满足柴油机首次启动的要求，电气准备工作主要包括：现场的试车环境应符合要求，照明和通风条件应良好；发电机、励磁机的冷态电气检查全部结束，符合设计、厂家和国标的要求；柴油发电机及所有辅助系统的设备都已安装完成并验收合格，辅助系统中转动设备单体试车已完成并验收合格；检查电气柜控制功能正常，所有过程控制和保护系统测试完成，符合设计和厂家的要求，压力开关、压力表、温度计、转速表等检验合格，安全装置、报警、显示装置等都已检测合格并上电；消防及火灾报警系统调试完成并投入使用。

3 典型问题及处理

柴油机厂房除土建工程和配套辅助系统外，全部由德国MTU负责设计，主要设备也由MTU供货。设计院和MTU两者之间的接口问题，严重制约了现场施工。

（1）电缆设计遗漏及错误。现场电缆敷设和端接施工是按照设计院提供的电缆路径清单和设备图纸，按照竣工资料发现：3LHP910AR缺少220VAC正式电源、48V DC控制电源；缺少主控室柴油发电机同期小车的控制电源；柴油发电机互感器出线至保护柜3LHP 910AR无设计电缆；3LDG/W缺少备用回路；盘柜缺少加热器电源；柴油机油泵风机热继电器定值偏小，柴油机自带油泵、油泵风机的就地状态显示信号接线位置与厂家原理图不一致，厂家服务人员现场要求新增的20余根电缆，设计院提供的30页端接图纸中17页都有修改等。问题的出现，严重制约了电缆端接及其后续通道试验工作。

究其原因，是MTU厂家在升版设计文件时与设计院的沟通不及时，导致现场使用的是设计院按照厂家早期设计图纸提供的转化图纸。

（2）电缆次托盘违规固定。电缆次托盘未经许可焊接在空气冷却器本体上，造成空冷器质量不可确认，存在空冷器电机进水的风险。后对空冷器进行目视检查，并进行水压试验来验证无泄漏风险。因此，在设备上的任何作业需找到依据文件或得到厂家许可，并严格执行。

（3）电源不匹配。厂用电380V交流配电系统在设计时，考虑到系统出现单相接地时可以带故障运行一段时间，供电连续性好，故变压器的中性线未引出。电气间空调的电源引自380V配电系统，故出现了电源不匹配的问题。该问题出现后，导致电气间内的临时除湿措施一直无法拆除，影响系统的完整性和房间清洁。后厂家在空调内部增加380/220V单相变压器进行处理。设计与设备的接口处理不到位，将极大影响现场的安装工作。