安全级K3类10kV电机鉴定覆盖性分析

王胜坤

摘 要：按照防城港3、4核电项目K3类10kV电机要求进行的电机鉴定成果，进行漳州1、2核电项目覆盖性分析，结果满足要求，不需单独鉴定。

关键词：电机鉴定；K3类10kV电机；覆盖性分析

中图分类号：TM306 文献标志码：A 文章编号：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

电机厂按照防城港3、4核电项目10kV电机特点及鉴定要求编制《安全级K3类10kV级电动机样机鉴定大纲》并完成鉴定试验。漳州1、2核电项目电机采购要求有单独企标，且10kV电机种类与防城港3、4项目不同，电机厂已完成样机鉴定可否覆盖漳州项目要求需进行分析。

2 鉴定大纲审查

《安全级K3类10kV级电动机样机鉴定大纲》将引用标准分为三部分：鉴定标准、设计制造标准、试验标准。鉴定标准引用齐全，包括GB/T 12727-2002、GB/T 13625-1992、NB/T 20211-2013、NB/T 20040等標准，满足三代核电站K3类10kV级电动机鉴定要求；设计制造标准与试验标准可覆盖漳州1、2核电项目《10kV感应式电动机通用技术规格书》企标要求。

3 样机选型分析

3.1 漳州1、2核电项目鉴定样机选型原则

鉴定样机的选型原则依据核电鉴定程序规定要求：基准试验→加速热老化试验→湿热老化试验→辐照老化试验→长期运行试验→振动老化试验→抗地震试验→抗地震后功能试验，以上试验是对电机的机械性能和电气性能检验加速热老化试验。根据湿热老化试验、长期运行试验、振动老化试验对电机运行寿命有关老化因子试验，抗地震试验主要考核电机的刚度、强度等机械性能和电气连续性性能，鉴于以上因素样机的选型原则如下。

（1）代表样机与其他规格绝缘体系相同，具有绝缘系统覆盖性。

（2）代表样机转速高，耐受长期运行的稳定性、振动老化因子弱，具有转速覆盖性。

（3）代表样机结构体积大，机械稳定性和电气连续性相对比较弱，具有结构覆盖性。

（4）代表样机结构最复杂，水冷电机冷却器包括管程和壳程，空空冷电机壳体与冷却器管直接连接，只有壳程。空水冷却器比空空冷却器结构更复杂，对冷却器承压、抗震能力要求更高。

（5）代表样机机械结构相似，制造工艺、试验方法相同。

（6）代表样机能覆盖不同的运行条件。

（7）代表样机与其他规格采用标准一致。

3.2 漳州1、2核电项目鉴定样机选型说明

漳州1、2核电项目K3类10kV级电动机选型因子分析见表1。

防城港3、4核电项目根据电站10kV电机种类及特点，选用YHDKS400-2（中心高400mm、2级、560kW）和YHDKS450-4（中心高450mm、4级、710kW）两个规格电动机作为鉴定样机。漳州1、2核电项目按以上两台电机进行后续选型分析及样机覆盖性分析，其中鉴定样机YHDKS450-4（710kW）同漳州1、2核电项目设备冷却水泵电机一致。

3.3 漳州1、2核电项目鉴定样机选型分析

（1）绝缘结构分析：漳州1、2核电项目8个规格电动机绝缘体系均为155（F级），同鉴定样机具有相同绝缘体系。关键材料选型、绝缘制造工艺保持一致，保证了绝缘结构的一致性、稳定性。

（2）鉴定样机YHDKS400-2（560kW）同步转速3000r/min，相较于漳州1、2核电项目8个规格电动机中转速最高。高速电机与低速电机比较，振动的控制难度大，从故障的统计来看，高速电机的故障率相对比较高。

（3）鉴定样机中心高450mm、4极、710kW结构体积比较大，根据抗地震试验的考核机械性能和电气连续性性能，从结构体积中心高450mm、4极、710kW和中心高630mm、6极、560kW（空冷）近似，在8个规格电动机中比较大的。从结构稳定性方面体积大的结构稳定、电气连续性相对比较差，从鉴定试验环境考核严酷度及加工制造难度：中心高450mm、4极、710kW（水冷）比中心高630mm、6极、560kW（空冷）电机更严酷。水冷电机运行时一旦空水冷却器漏水电机很快就烧毁，空冷电机不会造成烧毁的。因此中心高450mm、4极、710kW（水冷）能够包络中心高630mm、6极、560kW（空冷）电机。因此鉴定样机可以覆盖包括中心高630mm、6极、560kW（空冷）重要厂用水泵用电机在内的所有样机。

（4）2个鉴定样机与漳州1、2核电项目8个规格电动机采用相同的结构设计、分析计算方法，包括地震载荷下电机转子挠度、最小气隙计算、临界转速、轴承寿命计算等，并对整机进行抗震分析。

（5）2个鉴定样机与漳州1、2核电项目8个规格电动机负载均为水泵，负载工况相似。电气设计立足于满足安全级电动机技术规格书关于电气性能的要求，优化电磁性能，提高电磁转矩、耐冲击性，降低启动电流、运行温升。采用相同的电磁设计、电气参数控制方法，相同的硅钢片、电磁线、转子导条、端环材料选用方法。相同的电气设计保证8个规格电动机除了外形安装、外部辅助设备有区别外，对于安全级使用环境具有一致性。endprint

（6）鉴定样机执行标准与漳州1、2核电项目8个规格电机相同。

4 样机覆盖性分析

（1）根据3.3章节分析，防城港3、4选用的鉴定样机YHDKS400-2（560kW）和YHDKS450-4（710kW）具有覆盖性。

（2）漳州1、2核电项目《10kV感应式电动机通用技术规格书》与防城港3、4核电项目核岛10kV感应电动机技术规格书》对安全级K3类10kV级电机基本性能要求相似，因此鉴定样机按照《安全级K3类10kV级电动机样机鉴定大纲》进行的第一阶段基准试验和第二阶段极限工况试验具有覆盖性。

（3）根据《安全级K3类10kV级电动机样机鉴定大纲》中第三阶段设备性能随时间变化试验：定子加速热老化试验、定子湿热老化试验、定子輻照老化试验均是考核绝缘结构（或部分非金属材料）。由于安全级K3类10kV级电动机所采用的绝缘材料和非金属材料是相同的，因此鉴定样机具有覆盖性。

（4）根据《安全级K3类10kV级电动机样机鉴定大纲》中第三阶段设备性能随时间变化试验：长期运行试验、振动老化试验是考核电机机械结构强度。从两种结构激励相应程度来说，卧式电机整机固有频率高于立式电机，特别是在振动老化试验中卧式结构比立式振动幅值更大，振动激励更强。因此从结构方面采用卧式电机进行振动老化具有覆盖性。

（5）由于电机的固有频率均高于地震频率33Hz，通过抗震分析说明鉴定样机满足抗震要求，同时鉴定样机在抗震试验过程中及试验后性能指标没有任何变化，验证了抗震分析的正确性。在漳州1、2核电项目中每个规格的K3类电机均会进行抗震分析。由于电动机设计的固有特性考虑了电磁应力、启动扭矩应力与负荷变化应力，电动机的内应力在正常运行时比地震应力大得多，因此电动机每次启动和加载过程中所承受的内应力远大于地震期间所承受的应力。若适当地使用和安装，这些特性使电动机对地震事件是固有稳定的。

5 结束语

已通过鉴定的安全级K3类10kV级电动机样机，覆盖漳州1、2核电项目10kV电动机鉴定要求，不需单独进行鉴定；漳州1、2核电项目每个规格的K3类电机应根据自身所在厂房所对应的楼层反应谱进行抗震分析，以满足不同电厂抗震要求。

参考文献：

[1]李金玉.安全级K3类10kV级电动机样机鉴定大纲[Z].2017.

[2]NB/T 20290-2014.核电厂安全级连续工作制电动机的鉴定[S].北京：国家能源局，2014.

[3]CP04T5016.10kV感应式电动机通用技术规格书[S].北京：中国核电工程有限公司，2016.endprint