泵站電氣設備故障案例分析

邵 茜

(安徽省茨淮新河工程管理局,安徽 懷遠 233400)

在大型泵站中，電氣設備故障時有發(fā)生，影響系統(tǒng)運行。因此，快速排除故障、恢復系統(tǒng)正常是維護人員的重要工作。電氣設備故障多種多樣，原因各不相同。分析故障原因，有助于及時排除。

1 故障案例分析

1.1 設計上的原因

(1)案例1-主變保護試驗拒動。2009年某泵站安裝結束后進行主變保護出口動作試驗時，重瓦斯、溫度保護等開關量輸入保護，報警、跳閘動作正常，可做過流、速斷、過負荷等電流量輸入保護試驗時，出口始終沒有動作。

分析其原因是設計圖紙對測控柜上的電流互感器的保護和測量外接線端子功能標注顛倒，按設計圖紙輸入保護動作電流實際是接入測量回路，調換接線和修改圖紙后，保護出口動作試驗正常，屬設計粗心。

(2)案例2-過負荷保護動作異常。2001年上橋泵站繼電保護裝置更新改造工程完工后，第1次帶載試機時，第1臺水泵機組啟動結束(此時已經(jīng)投勵)，過負荷保護出口動作，引發(fā)水泵電動機跳閘。

分析其原因是過負荷保護延時定值設定太短(1.3In,7s,)，啟動時間不夠，修改動作時間為12s，機組投運正常，屬設定值隨意。

(3)案例3-渦輪流量計異常停轉。2001年上橋泵站計算機監(jiān)控和保護系統(tǒng)改造后試運行時，主泵冷卻水回路中渦輪流量計常常運行幾小時后就無法進行正常工作。

分析其原因是直接引用的自然河水中含有較多絮狀纖維和漁網(wǎng)殘絲，極易纏繞轉軸，造成轉輪卡轉，清理投運幾小時后又出現(xiàn)卡輪。后改用熱導流流量計，水量計量系統(tǒng)工作正常。屬選型不當。

1.2 設備制造的原因

(1)案例1-開關室漏油。1997年上橋6kV站變投運1周后，巡視發(fā)現(xiàn)有載調壓分接開關室的端蓋處溢油，后打開其蓋板取出多余變壓器油至正常油位，2天后仍舊溢油，且變壓器油枕油位有明顯下降。

分析其原因是玻璃鋼材質的有載調壓分接開關油室有條4cm長的裂縫，造成主變壓器油枕的高位油通過器身向開關油室滲透，造成開關室油滿溢，后經(jīng)廠家更新，溢油情況解決。屬制造質量原因。

(2)案例2-主斷路器合閘異常。2001年上橋抽水站勵磁系統(tǒng)改造后第1次現(xiàn)場聯(lián)調時，出現(xiàn)主斷路器合閘即跳現(xiàn)象。

分析其原因是屬于勵磁PLC程序設計失誤，失電保護沒有設置短延時，實際合閘聯(lián)動中跳閘繼電器有個瞬間動作、復歸的過程，引發(fā)裝置失電保護動作的情況，出廠前調試無法帶主斷路器聯(lián)調，沒能及時發(fā)現(xiàn)。后修改PLC流程，增設失電保護短延時，設備運行正常。屬于出廠檢驗不嚴謹造成。

(3)案例3——勵磁早投。2015年上橋泵站4號泵組開啟時，機組出現(xiàn)異常震動，轉子抖動劇烈，隨即手動停機。

分析其原因是勵磁裝置檢測交流分量的直流分流器接線端子松動、掉線，泵組啟動時，控制器采樣不到感應的交流分量，控制器判定系統(tǒng)是在“調試”態(tài)而下、發(fā)執(zhí)行“調試”程序，主可控硅瞬間觸發(fā)開通，出現(xiàn)勵磁早投。接好并緊固掉落線后，該機組啟動正常。屬柜體配線和出廠檢驗馬虎疏忽所致。

(4)案例4-絕緣電阻不合格。2007年某泵站泵組改造后，做投運前預防性試驗時，發(fā)現(xiàn)4號高壓電動機定子B相絕緣電阻不合格。

分析其原因是電機在進場檢查時，發(fā)現(xiàn)該電機B相進線穿芯瓷套有缺陷，廠家來人更換時，因匆忙，出庫時已經(jīng)受潮的瓷套未按規(guī)定進行清潔、干燥處理，造成其泄漏電流偏大、絕緣電阻偏低，后拆下，對該瓷套用電力清潔劑清潔并置于烘箱內120℃干燥4h處理后使用，絕緣電阻正常。屬于工作人員馬虎所致。

(5)案例5-風機異常停運。2018年上橋泵站進行抗旱抽水時，5號泵組冷卻風機突然跳閘停運，該泵組也隨后被迫停機。

分析其原因是2015年該配電柜出廠時，5號風機抽屜箱中的主接線和插接頭連接螺絲出廠時沒擰緊，安裝和運行期間皆未發(fā)現(xiàn)，接頭處接觸不良，長期打火運行，最終線路因碳化而發(fā)生相間短路，引發(fā)風機停運，更換燒壞的插接頭和接線后，該冷卻風機恢復正常運行。屬于出廠檢驗不仔細所致。

(6)案例6-斷路器合閘故障。2009年上橋泵站35kV變電所2號六氟化硫斷路器分合閘調試時，合閘后因合閘線圈沒有及時自動斷電而燒壞，2015年1號六氟化硫斷路器合閘時又出現(xiàn)一合即跳的情況，多次合閘均為失敗。

分析其原因是第1次為控制回路合閘按鈕卡滯、沒有及時復歸，造成合閘線圈長時間帶電而燒壞，第2次則為分閘按鈕卡滯，分閘回路一直處于接通狀態(tài)而造成的。更換新按鈕后，斷路器操作正常。屬于設備元件質量問題，

1.3 安裝方面

(1)案例1-勵磁控制器燒壞引發(fā)泵組跳閘。2011年上橋泵站3號泵組因勵磁控制器燒壞，引發(fā)該主電機跳閘。

分析其原因是安裝剝線時選用的剝線鉗口徑選擇過小傷及配電系統(tǒng)零線，同時因為平時維護的碰線及現(xiàn)場震動，造成零線的斷落，勵磁控制器內的三相不平衡負載造成其內部脈沖變壓器燒毀2只，同步電機因控制器失電保護跳閘，零線經(jīng)處理和恢復及更換新勵磁控制器后，泵組恢復正常運行。屬于違反施工規(guī)范，沒選用相應口徑的剝線鉗剝線造成。

(2)案例2-電壓不平衡引發(fā)電器燒毀事故。2014年上橋泵站管理房3個樓層供電電壓嚴重不平衡，電壓高的樓層，網(wǎng)絡收發(fā)器和部分燈泡燒毀；電壓低的樓層，單項供水泵、空調無法工作。

分析其原因是該三相四線制系統(tǒng)中因零線使用鋁接線鼻和銅零母線排直接連接，經(jīng)多年運行(2009年改造)，銅鋁電化反應產(chǎn)生的灰色的三氧化二鋁粉末(高阻抗性)，造成連接處電阻增大，在三相負載不平衡的情況下(零線有不平衡電流流過)零線電位發(fā)生漂移，出現(xiàn)三相電壓嚴重不平衡，使系統(tǒng)運行異常。處理措施為改用銅鼻子和銅質零母排連接，系統(tǒng)電壓恢復正常。屬違反施工規(guī)范造成。

(3)案例3-蓄電池異常報警。2014年上橋泵站直流裝置監(jiān)控儀發(fā)出“單體電池欠壓”報警信號，顯示55號-60號的5只電池電壓為零，而實際測量表明對應電池端電壓卻均為正常。

分析其原因是電池采樣線插接排2顆緊固螺絲松緊不平衡，插接排翹頭，造成部分回路接觸不良，部分電池電壓采樣為零，對松動的螺絲緊固后，報警消除。屬安裝馬虎所致。

(4)案例4-電纜頭著火。2015年五河某泵站計量箱35kV進線電纜頭著火、三相線芯因內絕緣碳化而短路，引發(fā)上級斷路器保護跳閘。

分析其原因是電纜頭封堵不嚴，露天存放，造成電纜內部受潮、絕緣下降，投運前又沒有進行嚴格的試驗，投運后因放電，造成電纜頭燒壞、短路。更換該段電纜后，系統(tǒng)恢復正常運行。屬電纜違規(guī)存放所致。

1.4 管理不善、維護不當方面的原因

(1)案例1-高頻整流開關損壞。2001年上橋泵站直流裝置改造后投運不久，就出現(xiàn)A相高頻整流器損壞停運。

分析其原因是當時系統(tǒng)運行環(huán)境灰塵較大，高頻整流開關因為冷卻風機的運轉，大量的灰塵被吸入，濾網(wǎng)被堵，散熱不良，系統(tǒng)僅投運4個月就出現(xiàn)整流器內部元件燒壞。此后在保持運行環(huán)境清潔的基礎上，需維護人員每3個月就利用毛刷、皮老虎和電子清洗劑對高頻整流開關進行1次除塵保潔，至今未出現(xiàn)過類似的損壞情況。屬于維護不及時造成。

(2)案例2-水泵電機碳刷打火。上橋泵站在2009年前，每次泵組啟動時幾乎都會出現(xiàn)碳刷打火的現(xiàn)象，甚至引發(fā)過起火燃燒。

分析其原因是機組運行時碳刷磨損碳粉沒有及時清除，加上機組上導油盆有甩油、調節(jié)機滲滴油的原因，形成油泥污染了碳刷。機組設備長時間的停運，風干的油泥堵塞了刷盒和碳刷間的運行間隙，妨礙碳刷在刷盒中活動，開機前沒有及時清潔，造成碳刷和滑環(huán)接觸不良，引發(fā)打火。后來制定專項管理條例，在每次開機前都對碳刷和滑環(huán)進行檢查、去污、保潔，至今未出現(xiàn)過碳刷打火情況。也屬維護不及時的原因。

(3)案例3-機組跳閘。2012年汛前檢修結束后，試機時，2號水泵機組剛啟動，縱差保護出現(xiàn)動作引發(fā)機組跳閘。

分析其原因是汛前檢修時，做完該機組繼電保護出口動作試驗后，保護柜上B相尾端電流互感器連接片沒有及時復歸，造成該臺電動機差動保護動作。復歸該連接片后，機組運行正常。屬運管上的疏忽。

2 結束語

隱患來源于設計、制造、安裝和運管各個環(huán)節(jié)，為了從源頭上消除故障隱患，需要工程建管各方在各階段嚴格按規(guī)程、規(guī)范履行職責。只有這樣才能抑制故障的發(fā)生，降低故障率，保證安全運行。