應(yīng)急柴油機(jī)電氣安裝工程的組織與實(shí)施

牛童淵

（中核霞浦核電有限公司，福建 霞浦 355100）

1 工程概述

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組是為了在應(yīng)急情況下保證核安全而專門設(shè)立的一套相對(duì)獨(dú)立的電源系統(tǒng)。秦山二擴(kuò)的每臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，第5臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)為4臺(tái)機(jī)組的總備用。由于設(shè)計(jì)、設(shè)備、施工準(zhǔn)備等原因，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)安裝工作2009年5月才大規(guī)模開展，兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)分別于9月15日、29日空載啟動(dòng)成功。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的順利投用，為主變零起升壓試驗(yàn)和帶負(fù)荷校驗(yàn)試驗(yàn)創(chuàng)造了條件，保證了500kV倒送電的實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)急柴油機(jī)本體由德國MTU制造，發(fā)電機(jī)由AVK廠家制造，機(jī)組控制系統(tǒng)由AREVA設(shè)計(jì)，采用PLC加繼電器控制程序。柴油發(fā)電機(jī)組主要由啟動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、高低溫水系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、24V/380V輔機(jī)配電系統(tǒng)、機(jī)組控制系統(tǒng)、電氣保護(hù)系統(tǒng)、同期系統(tǒng)以及繼電器機(jī)架系統(tǒng)等組成。

2 電氣安裝工程的組織管理

柴油發(fā)電機(jī)首次啟動(dòng)涉及到的電氣系統(tǒng)主要包括廠房照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，380V交流配電系統(tǒng)，24V直流配電盤，與柴油發(fā)電機(jī)配套的保護(hù)柜和控制柜，同期系統(tǒng)和繼電器機(jī)架等。工藝系統(tǒng)主要包括柴油機(jī)廠房的通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、以及柴油發(fā)電機(jī)主機(jī)及其輔助系統(tǒng)等。

由于核電站電纜敷設(shè)具有工作量大、種類多、技術(shù)要求高、施工難度大等特點(diǎn)，制定了明確的電纜邊界，共計(jì)654根電纜，涉及 LHP、LHQ、LHA、LHB、LHT、LKA、LKB、LLG、LLW、LDG、LDW、JPV等14個(gè)主要系統(tǒng)，涉及DX、DF、LX等區(qū)域。此外，電纜邊界還涵蓋廠房內(nèi)部照明、火災(zāi)報(bào)警和通信電纜。

（1）接口管理措施。為優(yōu)化各項(xiàng)安裝工作的推進(jìn)，成立柴油機(jī)專項(xiàng)協(xié)調(diào)小組，建立了周協(xié)調(diào)會(huì)機(jī)制；施行三天滾動(dòng)計(jì)劃機(jī)制，細(xì)化作業(yè)內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)、設(shè)備需求，并安排專人負(fù)責(zé)跟蹤和落實(shí)完成情況。

在安裝初期，提早啟動(dòng)各系統(tǒng)各專業(yè)涉及到的試驗(yàn)、沖洗等方案的編制、報(bào)批工作；為加快與MTU接口現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問題的處理，編制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)修改（變更）會(huì)簽單，由各單位會(huì)簽，施工單位根據(jù)聯(lián)合會(huì)簽單組織實(shí)施后續(xù)工作。

（2）安裝邏輯。柴油機(jī)輔助系統(tǒng)安裝和沖洗試壓是柴油機(jī)安裝的主線，柴油機(jī)啟動(dòng)需確保柴油機(jī)廠房所有系統(tǒng)均投入使用。為保證該計(jì)劃的有效執(zhí)行，還需全面考慮外部條件的風(fēng)險(xiǎn)分析，包括廠房環(huán)境清潔，設(shè)備到貨與材料的清理，電氣調(diào)試和管道沖洗試壓方案的消化準(zhǔn)備等。

就電氣專業(yè)而言，380V交流配電系統(tǒng)的上電可以為后續(xù)的泵、風(fēng)機(jī)的單體試車和柴油機(jī)輔助系統(tǒng)試驗(yàn)提供穩(wěn)定的電源；控制柜和保護(hù)柜的上電，可以為后續(xù)的邏輯通道試驗(yàn)提供先決條件；照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)的及早投用可為廠房創(chuàng)造較好的施工環(huán)境；通信系統(tǒng)的投用，可以為調(diào)試期間的通信提供有力的保障，而消防及火警系統(tǒng)的安裝及調(diào)試完成是進(jìn)燃油、潤滑油和燃油管路沖洗的前提。

（3）試驗(yàn)項(xiàng)目分工。安裝單位應(yīng)完成柴油發(fā)電機(jī)組及輔助系統(tǒng)安裝，單機(jī)試車，管道沖洗，電氣系統(tǒng)控制保護(hù)、聯(lián)鎖、報(bào)警系統(tǒng)安裝，開環(huán)試驗(yàn)，發(fā)電機(jī)本體電氣交接試驗(yàn)、柴油機(jī)首次啟動(dòng)試驗(yàn)等，移交調(diào)試后，由調(diào)試部門進(jìn)行應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組各輔助系統(tǒng)試驗(yàn)、電氣系統(tǒng)控制、保護(hù)、聯(lián)鎖、報(bào)警系統(tǒng)的閉環(huán)試驗(yàn)。但由于國外廠家的要求，柴油機(jī)部分試驗(yàn)有其特殊性。

①元器件單體調(diào)試項(xiàng)目分工。MTU廠家明確不能拆除控制柜、保護(hù)柜內(nèi)的任何元器件，但考慮調(diào)試需要，經(jīng)與廠家協(xié)商，對(duì)可以拆除元器件進(jìn)行單體試驗(yàn)。

安裝單位負(fù)責(zé)安裝的儀表必須提交校驗(yàn)報(bào)告；柴油機(jī)本體上的儀表未進(jìn)行校驗(yàn)，但要求廠家提供相應(yīng)的證明文件。

②發(fā)電機(jī)本體試驗(yàn)項(xiàng)目。按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》要求，柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、定子和勵(lì)磁機(jī)需進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。廠家明確：出廠試驗(yàn)已進(jìn)行過直流耐壓試驗(yàn)并對(duì)其中一臺(tái)進(jìn)行過交流耐壓，從設(shè)備壽命等方面考慮，不同意重復(fù)進(jìn)行此試驗(yàn)，設(shè)備竣工文件中相關(guān)的試驗(yàn)章節(jié)供現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)參考。

由于現(xiàn)場(chǎng)不具備打開發(fā)電機(jī)端蓋的條件，只對(duì)定子繞組的絕緣電阻和吸收比、定子繞組的直流電阻進(jìn)行了測(cè)量。

（4）分系統(tǒng)調(diào)試與啟動(dòng)準(zhǔn)備。應(yīng)急柴油機(jī)安裝工作完成并經(jīng)過電氣專業(yè)試驗(yàn)檢查后，就可以進(jìn)行分系統(tǒng)調(diào)試。調(diào)試的目的是為了驗(yàn)證柴油發(fā)電機(jī)輔助系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、報(bào)警及聯(lián)鎖裝置能夠正常運(yùn)行和動(dòng)作，保證柴油機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)其設(shè)計(jì)功能。主要包括廠房火警探測(cè)試驗(yàn)、空氣啟動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)、輔助系統(tǒng)試驗(yàn)、空載試驗(yàn)、控制勵(lì)磁試驗(yàn)、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。

為滿足柴油機(jī)首次啟動(dòng)的要求，電氣準(zhǔn)備工作主要包括：現(xiàn)場(chǎng)的試車環(huán)境應(yīng)符合要求，照明和通風(fēng)條件應(yīng)良好；發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)的冷態(tài)電氣檢查全部結(jié)束，符合設(shè)計(jì)、廠家和國標(biāo)的要求；柴油發(fā)電機(jī)及所有輔助系統(tǒng)的設(shè)備都已安裝完成并驗(yàn)收合格，輔助系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備單體試車已完成并驗(yàn)收合格；檢查電氣柜控制功能正常，所有過程控制和保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試完成，符合設(shè)計(jì)和廠家的要求，壓力開關(guān)、壓力表、溫度計(jì)、轉(zhuǎn)速表等檢驗(yàn)合格，安全裝置、報(bào)警、顯示裝置等都已檢測(cè)合格并上電；消防及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)調(diào)試完成并投入使用。

3 典型問題及處理

柴油機(jī)廠房除土建工程和配套輔助系統(tǒng)外，全部由德國MTU負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，主要設(shè)備也由MTU供貨。設(shè)計(jì)院和MTU兩者之間的接口問題，嚴(yán)重制約了現(xiàn)場(chǎng)施工。

（1）電纜設(shè)計(jì)遺漏及錯(cuò)誤。現(xiàn)場(chǎng)電纜敷設(shè)和端接施工是按照設(shè)計(jì)院提供的電纜路徑清單和設(shè)備圖紙，按照竣工資料發(fā)現(xiàn)：3LHP910AR缺少220VAC正式電源、48V DC控制電源；缺少主控室柴油發(fā)電機(jī)同期小車的控制電源；柴油發(fā)電機(jī)互感器出線至保護(hù)柜3LHP 910AR無設(shè)計(jì)電纜；3LDG/W缺少備用回路；盤柜缺少加熱器電源；柴油機(jī)油泵風(fēng)機(jī)熱繼電器定值偏小，柴油機(jī)自帶油泵、油泵風(fēng)機(jī)的就地狀態(tài)顯示信號(hào)接線位置與廠家原理圖不一致，廠家服務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)要求新增的20余根電纜，設(shè)計(jì)院提供的30頁端接圖紙中17頁都有修改等。問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了電纜端接及其后續(xù)通道試驗(yàn)工作。

究其原因，是MTU廠家在升版設(shè)計(jì)文件時(shí)與設(shè)計(jì)院的溝通不及時(shí)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)使用的是設(shè)計(jì)院按照廠家早期設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑霓D(zhuǎn)化圖紙。

（2）電纜次托盤違規(guī)固定。電纜次托盤未經(jīng)許可焊接在空氣冷卻器本體上，造成空冷器質(zhì)量不可確認(rèn)，存在空冷器電機(jī)進(jìn)水的風(fēng)險(xiǎn)。后對(duì)空冷器進(jìn)行目視檢查，并進(jìn)行水壓試驗(yàn)來驗(yàn)證無泄漏風(fēng)險(xiǎn)。因此，在設(shè)備上的任何作業(yè)需找到依據(jù)文件或得到廠家許可，并嚴(yán)格執(zhí)行。

（3）電源不匹配。廠用電380V交流配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地時(shí)可以帶故障運(yùn)行一段時(shí)間，供電連續(xù)性好，故變壓器的中性線未引出。電氣間空調(diào)的電源引自380V配電系統(tǒng)，故出現(xiàn)了電源不匹配的問題。該問題出現(xiàn)后，導(dǎo)致電氣間內(nèi)的臨時(shí)除濕措施一直無法拆除，影響系統(tǒng)的完整性和房間清潔。后廠家在空調(diào)內(nèi)部增加380/220V單相變壓器進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)與設(shè)備的接口處理不到位，將極大影響現(xiàn)場(chǎng)的安裝工作。

4 結(jié)語

柴油機(jī)廠房施工區(qū)域相對(duì)獨(dú)立，主要設(shè)備由MTU公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)制造及成套供貨，故電氣接口施工顯得很突出。提出以下建議。

（1）建立一種符合質(zhì)保要求的問題快速處理流程。由于廠家與設(shè)計(jì)溝通不及時(shí)，造成內(nèi)部接線和外部接口問題較多，廠家現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)提出的修改，必須經(jīng)過多方確認(rèn)，才能在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，防止出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)責(zé)任無法追溯的情況。故加強(qiáng)設(shè)計(jì)完善才是解決問題的根本。

（2）全面、準(zhǔn)確清理電纜邊界。一方面電纜施工占據(jù)了電氣安裝工作的很大部分，另一方面電氣系統(tǒng)不同于工藝系統(tǒng)，缺少一根電纜或一個(gè)中轉(zhuǎn)箱，就可能造成系統(tǒng)無法正常啟動(dòng)，而核電廠中幾乎所有的系統(tǒng)和設(shè)備都通過電纜的連接實(shí)現(xiàn)供電、通訊、控制及其它相關(guān)的功能，故電纜邊界在施工任務(wù)確定是必須明確。

（3）合理安排施工順序。應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)成功需要確保應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)所有輔助系統(tǒng)及配套系統(tǒng)均投入使用，而由于燃油的特殊性，需將廠房內(nèi)動(dòng)火打磨作業(yè)結(jié)束和清潔區(qū)建立作為進(jìn)油工作的前提條件，故在施工中需關(guān)注施工工序的優(yōu)化，邏輯的嚴(yán)密性，把配電系統(tǒng)上電、消防及火警系統(tǒng)投用作提前考慮。

[1] 劉紅霞，應(yīng)急柴油機(jī)電氣安裝與調(diào)試[J].北京：原子能出版社，2004：498-508.

[2] GB50150-2006，電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].