電制動刀閘拒分導(dǎo)致停機失敗缺陷分析

鄭樹寶

（國網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山064309）

1 電廠概況

某抽水蓄能電廠控制流域庫面積223km2，上、下庫落差430m。該電站合計裝機容量80MW，設(shè)計年發(fā)電量12億kW·h。主要擔(dān)負(fù)該地區(qū)調(diào)峰和緊急事故備用電源，改善供電質(zhì)量；該電廠接入華北電力系統(tǒng)，與京津唐電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行；減少火電頻繁調(diào)整出力，具有填谷、調(diào)頻和調(diào)相等功能。

2 事件經(jīng)過

2017年 8月 6日 19：16時，某電廠 2號機組發(fā)電轉(zhuǎn)停過程中，機組轉(zhuǎn)速降至0，監(jiān)控出“EXCN TRIP（勵磁跳閘）”報警，2號機組出現(xiàn)勵磁系統(tǒng)現(xiàn)地控制盤出“short circ. br. Fail（短路刀故障）”、“stop overtime trip（勵磁停止程序超時跳閘）”報警。監(jiān)控和現(xiàn)地檢查，2號機組電制動刀閘未分開，2號機組發(fā)電轉(zhuǎn)停機失敗。

3 處理過程

3.1 現(xiàn)場處置情況

（1）值守：及時與調(diào)度的溝通，主動匯報故障情況；立即通知ON-CALL人員檢查電制動刀閘運行情況并現(xiàn)地檢查勵磁系統(tǒng)報警信號；通知運維負(fù)責(zé)人及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，說明2號機組發(fā)電轉(zhuǎn)停機過程中電制動刀閘未分開，通知設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行缺陷處理。

（2）操作/ON-CALL：ON-CALL人員現(xiàn)場檢查勵磁系統(tǒng)控制盤柜有報警信號，并將現(xiàn)地報警情況反饋值班人員及運維專責(zé)。

3.2 維護(hù)人員缺陷處理情況

（1）情況梳理：電制動刀閘分閘失敗，可能的原因有以下幾個：

1）控制電源開關(guān)故障；

2）勵磁控制柜至控制電制動分、合閘的回路故障；

3）電制動刀閘操作機構(gòu)故障。

（2）問題排查：

1）現(xiàn)地檢查發(fā)現(xiàn)電制動刀閘控制電源開關(guān)跳閘，檢查開關(guān)動作情況，均未發(fā)現(xiàn)異常。

2）從勵磁控制盤操作分、合電制動刀閘繼電器，電制動刀閘動作正常，排除勵磁控制柜至電制動刀閘分、合回路的故障。

3）現(xiàn)地使用搖把操作電制動開關(guān)，發(fā)現(xiàn)搖把卡澀，運行不流暢，初步判斷電制動刀閘操作機構(gòu)有缺陷，仔細(xì)檢查電制動刀閘傳動機構(gòu)中減速器的分位側(cè)軸承，發(fā)現(xiàn)其周圍有少量鐵屑和滾珠，進(jìn)一步證實電制動刀閘傳動機構(gòu)中的減速器的分位側(cè)軸承故障。

（3）確定故障點：電制動刀閘傳動機構(gòu)中的減速器分位側(cè)軸承磨損、卡澀。

（4）處理步驟：缺陷處理的方法是在不影響機組正常開機的情況下更換電制動刀閘傳動機構(gòu)的減速器。

1）將電制動刀閘操作箱斷電，并將接點位置送至勵磁、保護(hù)系統(tǒng)，保證機組正常發(fā)電和抽水運行；

2）準(zhǔn)備好備件和更換所需的工具；

3）將原減速器的位置做好標(biāo)記，并記錄限位塊位置（見圖1）；

圖1 做好減速器的位置標(biāo)記

4）拆除控制面板（見圖 2、3）；

圖2 拆除控制面板

圖3 控制面板拆除后

5）拆除舊減速器；

6）拆除舊減速器上的電機；

7）將電機安裝在新減速器上；

8）新減速器回裝及控制面板回裝；

9）調(diào)整電制動開關(guān)同期性和減速器動作行程；

10）恢復(fù)措施并進(jìn)行更換后試驗。

處理結(jié)果：電制動開關(guān)動作正常，恢復(fù)正常運行狀態(tài)。

4 原因分析

2號機組電制動刀閘于1995年投入運行，至今已22年。隨著運行次數(shù)的增多，操作機構(gòu)的磨損量也隨之增加。

本次故障的直接原因是電制動刀閘傳動機構(gòu)減速器的分位側(cè)軸承磨損，機構(gòu)卡澀。電制動刀閘分開時，減速器限位塊運行到分位行程開關(guān)的位置，行程開關(guān)動作，停電機，此時理論上限位塊應(yīng)停止向前運動，但是由于電機自身的慣性和電制動刀閘重力，限位塊還要向前運行并擠壓分位側(cè)軸承。為了緩沖限位塊的擠壓，運維人員已經(jīng)在限位塊和軸承之間增加了膠皮墊，合位側(cè)膠皮墊正常位置緊靠合位側(cè)軸承。分位側(cè)軸承和膠皮墊的位置與合位側(cè)相似，以膠皮墊的彈性減小限位塊對軸承的沖擊擠壓，雖然可以緩解，但卻不能消除該沖擊力。限位塊的沖擊，導(dǎo)致傳動機構(gòu)震動，軸承和軸存在輕微變形，軸承松動，加上運行年限的增加，震動、變形以及松動的累加，最終導(dǎo)致軸承嚴(yán)重磨損。

5 暴露的問題

隨著機組運行時間的增加，開關(guān)的動作次數(shù)也逐漸接近其機械壽命，其操作機構(gòu)的機械部件磨損量明顯增加。本次缺陷之后，從本次減速器的解體檢查結(jié)果來看，未出故障的軸承和軸都有磨損現(xiàn)象。這要求設(shè)備運維人員既要重視操作機構(gòu)的控制元件和電氣回路的維護(hù)，還要重視整體機械磨損。尤其是隱蔽的，難以觀察的地方，一定要想辦法仔細(xì)檢查，必要時借助內(nèi)窺鏡等儀器進(jìn)行內(nèi)部檢查，如果時間允許，還應(yīng)將遮蔽物拆除，以更好完成檢查工作。

6 防止對策

為預(yù)防和控制同類缺陷再次發(fā)生，采取相應(yīng)的技術(shù)措施、管理措施，以及舉一反三的排查和防控措施等。利用機組檢修和月度定檢排查其他機組傳動機構(gòu)減速器隱患。

7 結(jié)束語

本文針對抽水蓄能電廠在2號機組發(fā)電轉(zhuǎn)停過程中，機組轉(zhuǎn)速降至0，監(jiān)控和現(xiàn)地檢查，2號機組電制動刀閘未分開，導(dǎo)致2號機組發(fā)電轉(zhuǎn)停機失敗?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)電制動刀閘傳動機構(gòu)中的減速器分位側(cè)軸承磨損、卡澀。通過拆除舊減速器，將電機安裝在新減速器上，調(diào)整電制動開關(guān)同期性和減速器動作行程，更換后試驗電制動開關(guān)動作正常，恢復(fù)正常運行狀態(tài)。同時，制定了應(yīng)對措施，在日常巡回中利用機組檢修和月度定檢排查其他機組傳動機構(gòu)減速器隱患。發(fā)現(xiàn)缺陷立即解決，避免缺陷擴大，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運行。