CANDU机组电机故障分析与处理

李 伟，姚 放，王嘉麒

（中核核电运行管理有限公司，浙江 嘉兴 314300）

0 引言

电机是一种利用电磁感应原理将电能转化为机械能的电气设备，在电厂中各种转动机械的动力都由电机提供。因此，做好电机日常维护，减少电机故障不可用时间，是电厂机组正常运行的重要保障。目前，国内CANDU机组采用加拿大重水堆二代技术，其电机类设备产地主要以美国、日本等国家为主。单台机组共有高压电机约50台（6.3kV），低压电机约1600台（380V或220V，不包括电动阀、空调等组合类设备中的电机）。低压电机中风机类负荷电机约占一半，其余主要为水泵类负荷，也有少量的冷冻机、压缩机类负荷。高压电机生产厂家主要有美国西屋公司、日本日立公司（现为三菱日立公司）、德国西门子公司、韩国现代（HYUNDAI）等，低压电机生产厂家主要包括西门 子、GE、BALDOR ELECTRIC、HYUNDAI、HAYWARD GORDON等，也有少量国产电机，主要是在机组运行后变更改造时，替换或者增加。

1 电机类设备预防性维修情况

目前，电机类设备预防性维修情况主要包括如下内容[1]：

1）电机定期润滑：根据电机运行情况，对连续运行的、非双封闭轴承进行定期检查，如有必要定期添加润滑脂。

2）电机年度检查：周期为每年或每个机组检修周期（两年）一次，主要检查内容为：电机外观检查、电机盘动检查、电机绝缘电阻检查、电机直流电阻检查等项目。

3）电机解体检修：周期为每3年一次（主要针对连续运行电机），非连续运行电机根据运行频率一般5年或5年以上，检查内容包括：电机解体、各部件清洗及目视检查、电机轴承检查，必要时进行更换、电机回装、电机空载试验等内容。

2 电机类设备故障统计情况

2.1 电机常见故障统计

由于所有的工单均采用电子流程（TEAM软件系统）进行跟踪，从工单的提出、校核、评估、审核等准备工作，到工作票的签发、关闭、填写工作报告、关闭等均有电子记录，为收集电机故障数据实施带来了便利。通过查阅TEAM系统中所有电机故障类工单及工作报告，即可实现两台机组的电机类设备故障统计。

对2008年以来电机故障工单数量进行统计，2008年1月1日至2014年两台机组共有缺陷数量合计272个，平均每年39个。具体情况如图1所示。

2.2 电机故障分类统计

对故障电机原因进行分类，具体情况见表1。

3 电机故障分析

3.1 电机故障处理情况统计

对故障电机故障处理情况进行分类，具体情况见表2。

3.2 重要负荷电机故障统计与分析

重要负荷是指影响机组正常运行的关键负荷，因此，必须对此类设备重点关注。

1）重要负荷电机故障情况统计见表3。

2）CCW泵电机（3043kW）故障处理

图1 电机故障工单数量年度统计表Fig.1 Annual statistics of work order quantity of motor fault

表1 电机故障工单分类统计表Table 1 Classification statistics of motor fault work order

表2 常见电机故障原因及处理方式统计表Table 2 Statistical table of common motor fault causes and treatment methods

每台机组配置两台CCW泵电机，为凝汽器提供循环冷却水，CCW泵电机故障原因主要为运行异音。由于CCW泵处于海水泵房底层，厂房通风较差，电机加油稍多，轴承温度升高明显；油脂少了电机又有异音，问题一直困扰检修人员多年。近两年对电机轴承结构进行了改造，有一定效果，但仍不能从根本上解决问题。今年对润滑脂型号进行了更换，目前正在验证中。

表3 重要负荷电机故障统计Table 3 Fault statistics of motor with important load

图2 CCW泵电机油脂老化图Fig.2 Aging diagram of CCW pump motor grease

图3 RSW泵电机油脂老化图Fig.3 Grease aging diagram of RSW pump motor

3）RSW泵电机（950kW）故障处理

每台机组配置4台RSW泵电机，RSW系统是机组的重要热阱，除机组大修期间CCW备用系统投入外，RSW系统需要保持运行，为机组提供循环冷却海水。电机故障原因为振动、温升过高及轴承异音等。经过对电机解体检查，发现该电机油脂老化情况严重。该电机日常运行期间，添加润滑脂周期为2个月，理论上应该不会出现油脂严重老化情况。经相关人员分析，发现电机油室结构较深，新添加的油脂不能将旧油脂挤出油室，导致旧的油脂不断老化，影响电机正常运行，目前暂时没有更好的办法处理该问题[2]。

4）主给水泵电机（6030HP）振动高处理

图4 主给水泵电机转子图Fig.4 Rotor diagram of main feed water pump motor

1#机组其中一台主给水泵电机一直存在振动较高问题，经过机械、电气人员多方查找原因，并结合电机解体大修检查结果，最终确认故障原因为转子轴伸弯曲，负荷侧最高点跳动值0.08mm，对转子轴伸进行校直后，运行数据良好。

5）主凝泵电机（2865HP）推力头故障处理

该电机出现两次推力瓦过热情况，经电机检修厂家根据故障现象推测，该电机在制造时，存在推力头内径加工尺寸超差，采用金属热喷涂修复。由于电机运转时推力头长期受力，造成金属疲劳损坏。处理方案为：撤去金属喷涂层，采用氩气保护焊对内孔修复面堆焊，然后重新校正原定基准面[3]。

6）SDG高温水预热泵电机（8.4kW）线圈过热故障处理

该电机定子绕组过热出现开路，后端盖严重失圆。更换电机绕组后，采用镶套后精车修复。

4 总结

根据前面分析，几台重要设备电机需要重点跟踪，具体包括：

1）CCW泵电机更换油脂型号后，进行运行状态跟踪。更换润滑油脂型号之后，运行状态有一定的改进。但在极端天气情况下，电机温升与振动情况需要进一步跟踪验证。

2）RSW泵电机目前运行状况不是太好，由于电机本身结构存在问题，后续如何解决，仍在讨论中。

3）两台主凝泵电机推力瓦过热损伤，已确定故障原因。目前，在运行的两台电机运行状况需要进一步跟踪。