ALSTOM整流裝置及配套設(shè)備故障的分析與處理

孔磊，馬建利

（山東濰坊亞星化學(xué)股份有限公司，山東濰坊261031）

ALSTOM整流裝置及配套設(shè)備故障的分析與處理

孔磊，馬建利

（山東濰坊亞星化學(xué)股份有限公司，山東濰坊261031）

介紹了ALSTOM整流裝置及配套設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生故障的原因及處理措施。關(guān)鍵詞：ALSTOM整流裝置；故障；分析；處理措施

亞星化學(xué)股份有限公司12萬t/a離子膜燒堿裝置采用德國Krupp Uhde公司BM－2.7型離子膜電解槽，6臺(tái)整流機(jī)組及配套設(shè)備全部從德國ALSTOM公司引進(jìn)（整流變壓器由國內(nèi)廠家提供）。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)為三相橋式整流機(jī)組，額定容量6 104 kVA、直流電壓200~436 V、額定直流電流14 kA、每橋臂4只可控硅元件（2 500 A/600 V）并聯(lián)運(yùn)行，無離子水單臺(tái)機(jī)組內(nèi)閉路循環(huán)冷卻。每臺(tái)機(jī)組主要配套設(shè)備為控制柜（H01）、阻尼柜（H11）、極化整流器、換熱器各1臺(tái)、直流隔離開關(guān)2臺(tái)、配套整流變壓器8 024/7 820 kVA，CM型35檔有載開關(guān)。

2003年一期6萬t/a裝置投產(chǎn)，2005年二期6萬t/a裝置投產(chǎn)。運(yùn)行幾年來，整流裝置與配套設(shè)備發(fā)生了一些故障，經(jīng)處理得到了解決。在分析和處理故障過程中，越來越意識(shí)到要盡可能地收集相關(guān)和當(dāng)時(shí)認(rèn)為不相關(guān)的異常信息以利于排除故障。

1 整流裝置故障及處理方法

1.1 單路脈沖丟失的故障及處理方法

2008年1月，整流機(jī)組C在電槽第1次換膜完成后送電，當(dāng)直流電流設(shè)定值為5.4 kA時(shí)，實(shí)際測量值只能達(dá)到3.6 kA，DCS室微機(jī)畫面上機(jī)組C直流電流曲線波動(dòng)劇烈但有規(guī)律。初步判斷為整流機(jī)組部分橋臂導(dǎo)通故障?，F(xiàn)場檢查整流機(jī)組，所有的24只可控硅元件及快熔無損壞跡象，整流機(jī)組控制柜（H01）內(nèi)的脈沖傳送器6路脈沖監(jiān)視燈全部正常，機(jī)組無報(bào)警，阻尼柜（H11）內(nèi)脈沖接收器六路脈沖監(jiān)視燈第4路略微黯淡、閃爍。通過備件替換檢查，最終判斷故障原因?yàn)槊}沖信號(hào)傳輸光纜接受端接口卡簧較軟，安裝時(shí)角度略有傾斜，導(dǎo)致脈沖接收器端口與光纜接口未對正或間隙較大，從而導(dǎo)致脈沖信號(hào)強(qiáng)度不足，造成了單路脈沖丟失，直流電流降低約1/3左右。

1.2脈沖全部丟失

2008年3月至6月，1臺(tái)整流機(jī)組多次出現(xiàn)電流波動(dòng)。最嚴(yán)重時(shí)，電流從滿負(fù)荷13.5 kA迅速降至零，又升至12 kA，其整個(gè)過程只有約2 s，10 kV配電室、整流室、DCS室沒有任何有效的報(bào)警信息，而且絕大多數(shù)情況下，出現(xiàn)故障后不需要人工干預(yù)，故障即在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)消除，或因?yàn)槠渌に囘B鎖條件造成停車后，馬上就可復(fù)位開車。分析故障原因很簡單，即觸點(diǎn)、端子接觸不良，或是PLC程序錯(cuò)誤造成脈沖封鎖，但要準(zhǔn)確定位故障位置很難。在對多次故障現(xiàn)象收集、整理的基礎(chǔ)上，通過檢查、監(jiān)控，最終發(fā)現(xiàn)是因?yàn)檎鳈C(jī)組控制柜脈沖驅(qū)動(dòng)器工作電源零線接觸不良，導(dǎo)致6路觸發(fā)脈沖全部丟失，造成了直流電流瞬間消失故障。將6臺(tái)機(jī)組類似接線由插接式全部改為壓接、焊接式后，未再發(fā)生同樣問題。

2 配套設(shè)備的故障及處理方法

2.1 整流變壓器異常發(fā)熱

一期裝置投運(yùn)不久，發(fā)現(xiàn)整流變壓器二次出線箱局部異常發(fā)熱。初步分析認(rèn)為是出線箱與變壓器本體箱為直角連接，可能存在油循環(huán)不暢，散熱不好等現(xiàn)象，未特別關(guān)注。但在二期裝置投運(yùn)，特別是油水換熱器經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行，換熱效率下降后，發(fā)現(xiàn)整流變壓器二次出線箱局部發(fā)熱問題嚴(yán)重。經(jīng)過測量，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)最高表面溫度已達(dá)到160℃，鋼板漆面出現(xiàn)焦化脫落，變壓器二次側(cè)低壓引線導(dǎo)電排與環(huán)氧樹脂護(hù)套已經(jīng)剝離，開始從裂縫處滲油。這種情況導(dǎo)致的直接結(jié)果是密封膠墊老化迅速，變壓器漏油嚴(yán)重；變壓器油在溫度達(dá)到或超過130℃時(shí)，油質(zhì)惡化迅速；變壓器空載損耗較高。

引起以上問題的原因在于整流變壓器內(nèi)的鋼板材質(zhì)本應(yīng)該為不導(dǎo)磁鋼的鋼板，實(shí)際為普通鋼板鑲嵌了寬度約10 cm的一條不銹鋼板，而且不銹鋼板長度不夠，還未將普通鋼板分為上下2部分（見圖1）。到2009年5月，把6臺(tái)整流變壓器二次出線箱的鋼板材質(zhì)全部更換為0Cr18Ni9Ti的不銹鋼板，同時(shí)，更換了變壓器二次側(cè)的低壓引線導(dǎo)電排環(huán)氧樹脂護(hù)套和密封膠墊，變壓器改造效果顯著，至今運(yùn)行良好。

2.2 單槽停車

2009年4月，在對整流變壓器C改造完畢，投入運(yùn)行當(dāng)天，先后出現(xiàn)2次單槽停車，停車原因信息在DCS室微機(jī)上沒有顯示。觀察電槽C運(yùn)行電流曲線記錄發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行直流電流為12 kA時(shí)，電壓曲線有近10 V的波動(dòng)，電流曲線穩(wěn)定?，F(xiàn)場檢查整流機(jī)組無異常，機(jī)組在停車后就可立即復(fù)位成功，具備送電條件，決定送電檢測有關(guān)數(shù)據(jù)。在整流變壓器C送電成功，而直流設(shè)定值仍然為零的情況下，一個(gè)之前忽略了的奇怪現(xiàn)象引起了注意，即DCS室微機(jī)顯示，電解槽A燒堿電磁流量計(jì)記錄曲線出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，鹽水流量計(jì)也有波動(dòng)，但幅值要小一些。使用示波器檢測整流機(jī)組C的直流輸出電壓波形，發(fā)現(xiàn)在沒有觸發(fā)脈沖的情況下，可以看到1 000 V左右微秒級(jí)波長的尖銳鋸齒波。斷開直流隔離開關(guān)后，電磁流量計(jì)干擾消失，尖銳鋸齒波同時(shí)消失。經(jīng)過再次仔細(xì)對整流機(jī)組、整流變壓器和真空斷路器的檢查，發(fā)現(xiàn)是在變壓器改造完成，有關(guān)試驗(yàn)結(jié)束后，在連接整流變壓器與整流機(jī)組的銅排時(shí)，操作人員將1個(gè)不銹鋼螺絲遺失在銅排的下側(cè)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，整流變壓器低壓側(cè)a相小電流間歇性對地放電，造成電壓波形嚴(yán)重畸變，其中某個(gè)頻率的高次諧波可以不經(jīng)觸發(fā)而直接穿過可控硅元件。通過整流機(jī)組的諧波流經(jīng)電槽、電磁流量計(jì)，再通過流量計(jì)流入接地極，最終回到整流變壓器接地極，與a相接地點(diǎn)形成回路。本次故障中，燒堿流量電磁流量計(jì)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)，應(yīng)該是由儀表接地不獨(dú)立，與動(dòng)力系統(tǒng)共地而受到諧波干擾造成的。

3 縮短停車檢修時(shí)間的方法

（1）分析故障信息，將系統(tǒng)劃分為幾部分，縮小查找范圍。

（2）借鑒電腦維修同類板卡替代試用方法，可以迅速解決絕大多數(shù)“腦部”問題。

（3）必要時(shí)，允許設(shè)備“帶病”運(yùn)行，輔助使用必要的儀器對運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，可以發(fā)現(xiàn)異常，這對故障排除幫助較大。

（4）充分利用企業(yè)大修時(shí)間，做好除塵、除濕等保養(yǎng)工作。

Analysisandmeasuresof faultsof ALSTOM rectifier and complete setsof equipments

KONG Lei,MA Jian-li
(ShandongWeifang Yaxing ChemicalCo.,Ltd.,Weifang 261031,China)

Analysisandmeasuresof the operating trouble of ALSTOM rectifier and auxiliary equipmentwere introduced.

ALSTOM rectifier;operating trouble;analysis;measures

book=6,ebook=109

TM461

B

1009－1785(2010)07－0006-02

2010-04-04