秦山CANDU机组525kV GIS油泵无法建压原因分析及处理方法

王里鹏，施焱峰

（中核核电运行管理有限公司 秦三厂，浙江 海盐 314300）

0 引言

秦山CANDU 机组的525kV GIS 开关站额定电压525kV，额定电流2000A，设备为日本日立公司制造。525kV GIS 开关站也叫525kV SF6 全封闭组合电器开关站，包括就地控制屏、525kV 断路器、接地闸刀、隔离闸刀、电压互感器、避雷器等[1]。通过“发电机-主变-525kV GIS 开关站-电网”这条线路可将电能传输到电网，在机组停运后，可选择“电网-525kV GIS 开关站-主变”这条线路对厂内进行供电。

图1 525kV 断路器油泵油压系统Fig.1 Oil pressure system of 525kv circuit breaker oil pump

525kV 断路器的正常与否决定着电能是否能够正常传输，而525kV 断路器分合闸的动力来源是油泵能否建立高压的液压油[2]，若油泵长时间不运转，则油泵单元的液压油将微漏回油箱，由于油泵存储的液压油本就较少，因缺少液压油将导致空气进入油泵形成气泡，当油泵单元中累积到一定量的气泡的情况下，启动油泵将造成空转，无法从油箱中抽油建立高压的液压油。

1 事件概述

2016 年09 月15 日中班，主控室出现报警，检查1#525kV GIS 液压油泵启动后压力表指示不涨，运行7min后泵自动停运，压力表指示一直为26.8Mpa；而525kV GIS操作油压正常范围31.5Mpa ～33.5Mpa，油压力低报警值27.5.5Mpa，油压操作闭锁值25.5Mpa。

2 事件后果

若机组处于大修阶段，处理此缺陷需停役525kV 电源侧主接线设备，机组将失去一路外电源。若正常运行期间出现此缺陷，如果确认在压力低到油压闭锁值之前无法修复，则需要手动断开525kV GIS 断路器[3]。

由于525kV GIS 是机组输电和倒送电的通道，若525kV GIS 不可用则需停机处理，并将机组电源切换至220kV 电源供厂用电。

3 故障分析

由于厂家手册中对525kV GIS 油泵和液压油动力回路没有规定相应的预维手段，只有解体检查的工作项目。在此部件出现缺陷前也没任何的预警，故设备管理部门对此关键部件出现缺陷的认识不足，没有制定合适的数据跟踪措施，也没有制定合适的预维项目进行检查和处理。

525kV GIS 操作动力回路的液压油高压区域利用逆止阀check valve 进行保压，油泵单元本身也有相应的密封件对油泵单元保压，但油泵单元存储的液压油较少，并且油泵单元在油箱中液压油的上方，受重力影响液压油天然有下泄的趋势。

正常情况下液压油高压区域油压下降速率应保持在稳定的水平，保证油泵启动次数每周大于10 次，但由于导向阀阀单元的堵塞或油质劣化，液压油高压区域油压下降速率逐渐缓慢，导致的后果为油泵启动次数变少，油泵单元的保压时间不断增长。

若油泵长时间不运转，油泵单元的液压油将微漏回油箱，由于油泵存储的液压油本就较少，因缺少液压油将导致空气进入油泵形成气泡，当油泵单元中累积到一定量的气泡的情况下，启动油泵将造成空转，无法从油箱中抽油建立高油压。有可能的进气路径：

① Piston part

② Oil seal gasket

③ Connection of suction pipe

4 故障处理方案

经会议讨论，由于发生在大修期间，确定更换三相525kV GIS 的导向阀、更换液压油、进行油回路冲洗3 项工作作为故障处理方法。

该工作已实施完成，主接线回路设备并网后，对三相油泵运行时间进行为期近2 年的数据跟踪，三相油泵的运行时间1 周在2.3h ～3.7h 之间，可计算出1 周总启动次数在69 次～111 次之间，由于启动次数超过每周10 次就不会导致油泵进气，可判断525kV GIS 液压油泵的运转状况良好。

5 故障处理过程

5.1 故障处理前主要试验

1）油密试验：就地柜内油泵油压压力达到34MPa 后，等待1h，确认下降值不超过3.2Mpa，且需大于0.2Mpa。

2）最低油压动作试验：确认油泵压力在22.5Mpa ～23Mpa 时，525kV GIS 断路器能可靠分合闸。

3）充油时间：开启油泵电机，液压油从0pa 开始计时，压力达到33.5Mpa 停止。

4）分合闸动作试验：油泵油压在31.5MPa 时，合闸时间＜120ms，分闸时间＜20ms。不同期时间＜4ms。

5.2 故障的处理工艺

1）更换A、B、C 三相导向阀、三相分合闸电磁手动操作机构、新滤芯、密封圈。

表1 0起打压时间标准Table 1 Time standard of 0 starting pressing

2）抽掉原有的液压油，注入干净的液压油对液压油路进行清洗，即进行滤油，使用净油机滤油时间为30min。

3）滤油结束后进行油路的排气操作，排气方式：启动油泵电机使得压力在26Mpa，进行断路器的分合闸，记分合闸为1 次，操作30 次。

4）抽掉进行液压油路清洗的液压油，重新更换滤芯及密封垫，并再次向油箱中注入干净的液压油。

5）再次对油路中干净的液压油进行排气操作，排气方式：启动油泵电机使得压力在26Mpa，进行断路器的分合闸，记分合闸为1 次，操作20 次。

5.3 故障处理后主要试验

1）油密试验：就地柜内油泵油压压力达到34MPa 后，等待1h，确认下降值不超过3.2Mpa，且需大于0.2Mpa。

2）最低油压动作试验：确认油泵压力在22.5Mpa ～23Mpa 时，525kV GIS 断路器能可靠分合闸。

3）充油时间：开启油泵电机，液压油从0pa 开始计时，压力达到33.5Mpa 停止。

4）分合闸动作试验：油泵油压在31.5MPa 时，合闸时间＜120ms，分闸时间＜20ms。不同期时间＜4ms。

6 故障导向阀阀单元的解体检查

对于从525kV 断路器油泵油压系统上更换下来的导向阀进行解体检查，发现其中滤芯存在大量油垢，严重脏污，证实了是由于导向阀阀单元的堵塞或油质劣化，液压油高压区域油压下降速率逐渐缓慢，导致的后果为油泵启动次数变少，油泵单元的保压时间不断增长，继而导致空气进入油泵形成气泡，最终导致油泵电机空转无法建立高压液压油。

7 经验传递

1#机组从目前油泵的运行数据来判断，液压油高压区域泄漏率正常，导向阀阀单元无堵塞情况，油泵运行时间还没有减缓趋势，预计随着运行时间的延长、油质的劣化、杂质的产生等因素仍会导致导向阀的泄漏率下降，并同时导致油泵运行时间减少，此趋势为长期效应。

表2 0起打压时间标准Table 2 Time standard of 0 starting pressing

图2 故障导向阀外观Fig.2 Appearance of fault guide valve

图3 解体后脏污的阀芯Fig.3 Dirty valve element after disassembly

针对此现象，按照6 年的周期对525kV GIS 断路器进行更换导向阀、更换液压油，进行油回路冲洗3 项工作；同时在维修规程中记录正常的油压建立时间、在油泵停止后1h 观察压力下降的数值，确认满足标准。

2#机组从油泵的运行时间跟踪数据进行分析，时间从2016/10/1 ～2018/03/30：

2#GIS A 相油泵每周运行时间约0.05h，运行频率约为每2.3 天运行1 次。

2#GIS B 相油泵每周运行时间约0.1h，运行频率约为每1.1 天运行1 次。

2#GIS C 相油泵每周运行时间约0.15h，运行频率约为每0.8 天运行1 次

从以上数据并根据前期的经验判断，2#机组A 相的液压油高压区域堵塞情况最严重，启动手动泄压阀，确保油泵电机满足每天启动一次的频率直至机组大修前；在大修中2#机组按照同样的方法对导向阀阀和油回路进行处理，这两项工作均已完成，目前设备状态正常。

8 结束语

由于导向阀阀单元的堵塞或油质劣化，液压油高压区域油压下降速率逐渐缓慢，导致的后果为油泵启动次数变少，油泵单元的保压时间不断增长。若油泵长时间不运转，油泵单元的液压油将微漏回油箱，油泵单元缺少液压油将导致空气进入油泵形成气泡，可更换三相525kV GIS 的导向阀、更换液压油，进行油回路冲洗进行解决。

若现场存在工期紧张需紧急处理的情况，处理此缺陷情况需要在设备停役后，将高压区域的液压油压力完全释放，打开放气阀（air vent），释放油泵内部的气泡，释放完毕后重新启动油泵，建立油压，并且手动泄压阀满足每天一次的操作频率直至机组大修前即可保证设备的正常运行。