泵站電氣設(shè)備故障分析及維護(hù)管理

孟凡兵，秦 峰，朱德龍

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

南水北調(diào)東線一期工程自2002 年開(kāi)工建設(shè)，2013 年實(shí)現(xiàn)全線正式通水運(yùn)行，為解決沿途城市工農(nóng)業(yè)用水提供了有力保障。工程實(shí)施分三期，建成的第一期工程有21 座泵站，二、三期工程還會(huì)陸續(xù)增加。與之配套建設(shè)的泵站電氣設(shè)備數(shù)量繁多、種類繁雜，所以做好泵站電氣設(shè)備的管理工作顯得尤為重要。

二級(jí)壩泵站輸電工程由110 kV 架空線路專線供電，經(jīng)110 kV GIS 開(kāi)關(guān)室、2 臺(tái)主變壓器降壓110 kV/6 kV 供機(jī)組運(yùn)行。泵站主要的電氣設(shè)備包括110 kV GIS 開(kāi)關(guān)室、10 000 kVA 油浸式變壓器、630 kVA 干式變壓器、6 kV 高開(kāi)室、西門子羅賓康高壓變頻器、6 kV 高壓同步電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)、阿?，m微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)、輸電線路等。

1 電氣設(shè)備故障分析

1.1 GIS 設(shè)備故障分析

1）GIS 設(shè)備本體漏氣。二級(jí)壩泵站調(diào)試運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)GIS 設(shè)備系統(tǒng)2#主變進(jìn)線間隔有漏氣現(xiàn)象。該故障多發(fā)生在新設(shè)備投運(yùn)的一年之內(nèi)，通常是由于安裝工藝不恰當(dāng)，或密封件調(diào)整不到位引起，當(dāng)巡檢中發(fā)現(xiàn)氣體壓力表數(shù)值前后有變化或聽(tīng)到有“呲呲”聲時(shí)應(yīng)引起足夠重視，檢查SF6 氣體在線監(jiān)測(cè)裝置有無(wú)報(bào)警信息，條件允許可用SF6 氣體檢漏儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，但應(yīng)做好自身防護(hù)措施以防中毒。一般漏氣會(huì)在SF6 氣體微水含量試驗(yàn)中有所反應(yīng)，此類問(wèn)題出現(xiàn)應(yīng)高度重視，及時(shí)聯(lián)系廠家及相關(guān)安裝單位處理，消除SF6 氣體泄漏對(duì)人身和設(shè)備的安全隱患。

2）GIS 室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性不高。GIS 開(kāi)關(guān)室一般均在室內(nèi)地面層安裝有風(fēng)機(jī)設(shè)備，而控制柜一般裝在進(jìn)門處，由于紅外探頭安裝位置不當(dāng)，或檢測(cè)不靈敏引起進(jìn)出人員誤檢測(cè)，或SF6傳感器沒(méi)有定期進(jìn)行校驗(yàn)都會(huì)引起風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行。在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)紅外探頭在雨季極易進(jìn)水造成損壞，所以為提高運(yùn)行可靠性可考慮增加一套冗余探頭，并對(duì)SF6 傳感器進(jìn)行定期返廠校驗(yàn)。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，二級(jí)壩泵站風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠性大幅提高。

1.2 變壓器故障分析

1）主變壓器溫度顯示故障。變壓器的溫度測(cè)量一般采用分度號(hào)Pt100 的鉑熱電阻，測(cè)量范圍為-50～150 ℃。而油浸式變壓器一般為室外設(shè)備，變壓器溫度信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)。二級(jí)壩泵站運(yùn)行人員在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)控制室顯示溫度與變壓器現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)溫度均有10 ℃以內(nèi)的偏差，分析為Pt100 的信號(hào)傳輸是靠電阻值的大小來(lái)進(jìn)行溫度的換算，線路接頭的連接質(zhì)量直接影響到溫度數(shù)據(jù)的顯示，工作中發(fā)現(xiàn)螺栓壓接式的接線端子接觸電阻較大，在不同季節(jié)對(duì)溫度的變化比較靈敏，不易應(yīng)用于溫度測(cè)量回路，后統(tǒng)一更換為彈簧式鳳凰端子，運(yùn)行一年后一切正常。

2）高壓套管污閃問(wèn)題。室外高壓設(shè)備進(jìn)出線套管因處室外，長(zhǎng)期日曬雨淋，加之灰塵積聚容易引起污閃現(xiàn)象，通過(guò)在套管處噴涂RTV 防污閃涂料，可在一定程度上杜絕污閃問(wèn)題的出現(xiàn)，但灰塵積聚在涂層表面后很難清除，清理時(shí)容易引起防污閃涂層破壞，建議2～3 年復(fù)涂一次。

1.3 高開(kāi)柜故障分析

1）高壓真空斷路器分合閘不同期、彈跳數(shù)值大。真空斷路器因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于6 kV 配電系統(tǒng)中。使用過(guò)程中由于操作桿間距調(diào)整不合適，或本體機(jī)械性能下降都會(huì)引起分合閘不同期、彈跳數(shù)值大的問(wèn)題。二級(jí)壩泵站在進(jìn)入通水運(yùn)行期間遇到過(guò)合閘過(guò)程中出現(xiàn)兩次聲響的現(xiàn)象，但并不是每次都會(huì)出現(xiàn)，后經(jīng)特性測(cè)試儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)合閘不同期率大大超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到設(shè)備投運(yùn)才兩年，并且使用次數(shù)還不到百次，聯(lián)系廠家人員現(xiàn)場(chǎng)處理，通過(guò)拆解發(fā)現(xiàn)三相連桿端阻尼均有不同程度的變形，更換進(jìn)口阻尼件并調(diào)整三相絕緣拉桿的長(zhǎng)度，問(wèn)題得到解決。

2）6 kV 高開(kāi)柜數(shù)顯表顯示誤差大。高壓系統(tǒng)中電壓、電流信號(hào)一般是通過(guò)互感器變換而來(lái)。泵站試運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)6 kV 多功能數(shù)顯表電壓顯示值與實(shí)際值有一定的誤差，經(jīng)查閱設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)接線均未發(fā)現(xiàn)異常。分析原因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員誤以為高壓系統(tǒng)中電壓互感器廣泛采用2PT 開(kāi)口三角接線方式，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際電壓信號(hào)是從消弧消諧柜取得，連接形式為一臺(tái)三相五柱電壓互感器接成Y0/Y0/Δ（開(kāi)口三角形），接成Y0 形的二次繞組供給該數(shù)顯表。輔助二次繞組接成開(kāi)口三角形供給絕緣監(jiān)察電壓繼電器，用來(lái)檢測(cè)三相回路接地情況，電壓信號(hào)回路中均接入公共線后，問(wèn)題得到解決。

3）西門子高壓變頻器故障分析。（1）上控制電報(bào)“CPU Temperature Alarm”。在變頻器投運(yùn)前需先上380 V 控制電，開(kāi)啟控制系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)后才允許上高壓，在冬季運(yùn)行時(shí)“CPU Temperature Alarm”問(wèn)題較為突出，經(jīng)查閱相關(guān)資料只有CPU溫度超過(guò)70 ℃時(shí)才會(huì)報(bào)該故障。首先結(jié)合當(dāng)時(shí)室溫判斷有無(wú)超溫的可能性，其次檢查CPU 散熱器情況，排除外部可能性，結(jié)合當(dāng)時(shí)氣溫及現(xiàn)場(chǎng)情況基本可以斷定為誤報(bào)警信息，分析原因只能是測(cè)溫元件檢測(cè)錯(cuò)誤了，一般出現(xiàn)該問(wèn)題后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)通風(fēng)0.5 h 以上再重新開(kāi)機(jī)問(wèn)題即得到解決。（2）變頻運(yùn)行報(bào)“IOC”故障。變頻模式運(yùn)行過(guò)程中報(bào)“IOC”瞬時(shí)過(guò)流故障，導(dǎo)致機(jī)組急停，而在旁路模式運(yùn)行時(shí)該故障不會(huì)出現(xiàn)。首先查看機(jī)組運(yùn)行情況，查看電壓電流是否在規(guī)定值內(nèi)，用搖表?yè)u測(cè)高壓電纜及電機(jī)繞組絕緣情況，條件允許可繼續(xù)測(cè)量電機(jī)直阻是否正常。排除負(fù)載問(wèn)題后可懷疑為系統(tǒng)接口板和信號(hào)調(diào)理板檢測(cè)回路故障，一般系統(tǒng)接口板出現(xiàn)該問(wèn)題的可能性較大，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，廠家一般會(huì)對(duì)相關(guān)配件進(jìn)行升級(jí)換代，考慮到設(shè)備安全運(yùn)行可適時(shí)進(jìn)行升級(jí)改造。

2 泵站主要電氣設(shè)備運(yùn)行管理和維護(hù)

2.1 GIS 設(shè)備的運(yùn)行管理和維護(hù)

GIS 為利用六氟化硫氣體進(jìn)行絕緣操作的設(shè)備。每天至少巡視檢查1 次，在進(jìn)入GIS 室前，應(yīng)通風(fēng)15 min 以上，通過(guò)六氟化硫監(jiān)控主機(jī)查看室內(nèi)氧氣及各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的六氟化硫濃度是否超標(biāo)。氧氣含量不得低于18%。進(jìn)入室內(nèi)主要對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢查，如各刀閘開(kāi)關(guān)等的位置指示是否與實(shí)際運(yùn)行工況相符；各種壓力表和油位計(jì)的指示值是否合理（斷路器室壓力不得小于0.55 MPa，其他氣室不得小于0.5 MPa）；避雷器的動(dòng)作計(jì)數(shù)器指示情況；GIS 本體有無(wú)異常聲響及氣味；設(shè)備的操動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制箱門是否關(guān)嚴(yán)；外殼、支架及接地端子有無(wú)發(fā)熱、銹蝕；室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)是否正常工作等。檢修維護(hù)工作除應(yīng)按照設(shè)備廠家規(guī)定以外還應(yīng)結(jié)合電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL/T603-2006 氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)規(guī)程》規(guī)定執(zhí)行。

2.2 變壓器的運(yùn)行管理和維護(hù)

變壓器按冷卻方式的不同可分為干式和油浸式兩大類，因?yàn)橹圃旃に嚰袄鋮s原理的不同其運(yùn)行管理和維護(hù)方法也有所不同。油浸式變壓器主要是進(jìn)行外觀檢查，巡視中應(yīng)注意保持安全距離：聽(tīng)運(yùn)行的聲音（嗡嗡）是否有異常；吸濕器內(nèi)變色硅膠是否變色，示溫蠟片是否變色，也可用紅外測(cè)溫槍測(cè)量各部位溫度并作好記錄；油位和油溫是否正常（頂層油溫一般不宜經(jīng)常超過(guò)85 ℃，一般限值為95 ℃）；變壓器本體及放取油口、瓦斯繼電器部位有無(wú)滲漏油情況；檢測(cè)變壓器帶載情況，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)視電流最大的一相，且中性線電流不得超過(guò)額定電流的25%；外殼接地是否良好。

2.3 西門子高壓變頻器運(yùn)行管理和維護(hù)

1）環(huán)境溫度需保持在0～40 ℃，濕度應(yīng)在運(yùn)行中95% 無(wú)冷凝，室內(nèi)避免進(jìn)入碳粉、金屬顆粒、硫化物等導(dǎo)電性、腐蝕性粉塵。

2）變頻器啟動(dòng)以前，應(yīng)首先開(kāi)啟空調(diào)（如果有除濕功能，請(qǐng)啟動(dòng)除濕功能），再上控制電，最后上高壓強(qiáng)電。如果停機(jī)，步驟應(yīng)相反，即先停高壓電，再?？刂齐姡詈箨P(guān)閉空調(diào)。如果長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行，建議開(kāi)啟空調(diào)后，上控制電使風(fēng)扇運(yùn)行4 h以上，使變頻器內(nèi)部充分的干燥后再考慮上高壓電運(yùn)行。另外柜內(nèi)放置的干燥劑應(yīng)定期進(jìn)行更換，如果環(huán)境潮濕比較厲害，建議在變頻器柜體內(nèi)部加裝加熱器。變頻器室應(yīng)避免溫度的劇烈變化，避免由于溫度變化引起的凝水凝露而造成電路板的損壞。

3）定期（6 個(gè)月）檢查進(jìn)線、出線口的密封，避免異物以及小的生物體進(jìn)入變頻器柜體。

4）每次運(yùn)行完成后應(yīng)檢查變頻器內(nèi)部主回路各連接點(diǎn)是否有發(fā)熱變色或松動(dòng)現(xiàn)象，也可粘貼示溫蠟片觀察；檢查控制板元器件是否異常，積灰情況并清理；檢查電容有無(wú)膨脹變形、漏液等。

5）濾網(wǎng)應(yīng)每3 個(gè)月維護(hù)、清理或更換，如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣，維護(hù)周期應(yīng)適當(dāng)縮短。

6）如果需要二次送高壓電第一、二次送高壓電的時(shí)間間隔不應(yīng)小于30 min。

2.4 年度電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)

預(yù)防性試驗(yàn)工作是電力設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效手段之一。管理人員可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果做出綜合分析判斷后，對(duì)不合要求的設(shè)備進(jìn)行維修或更換，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中設(shè)備的隱患、預(yù)防發(fā)生事故。另外對(duì)于投運(yùn)不久的廠站來(lái)說(shuō)，預(yù)防性試驗(yàn)工作就顯得尤為重要，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝期間存在的缺陷及漏項(xiàng)。設(shè)備從選型、安裝、試運(yùn)行到后期的運(yùn)行管理經(jīng)過(guò)了不同單位不同人員的參與，加之參與人員的技術(shù)水平參差不齊，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤及漏項(xiàng)。

3 建 議

3.1 制定相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行管理細(xì)則

由于每個(gè)泵站所處地理位置和設(shè)備選型不同，設(shè)備維護(hù)方法和運(yùn)行管理方式就有所不同。運(yùn)行管理人員應(yīng)根據(jù)各自泵站設(shè)備特點(diǎn)，依據(jù)廠家提供的設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)和《NSBD16-2012 南水北調(diào)泵站工程管理規(guī)程》《SL255-2010 泵站技術(shù)管理規(guī)程》等行業(yè)有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)組織編寫(xiě)各自泵站的《安全運(yùn)行管理細(xì)則》，為今后的設(shè)備運(yùn)行管理維護(hù)工作提供依據(jù)。

3.2 加強(qiáng)設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理工作

設(shè)備管理主要分為日常養(yǎng)護(hù)、定期養(yǎng)護(hù)和特殊養(yǎng)護(hù)內(nèi)容。日常養(yǎng)護(hù)側(cè)重設(shè)備清掃、簡(jiǎn)單問(wèn)題處理，確保設(shè)備可以正常使用。定期養(yǎng)護(hù)和特殊養(yǎng)護(hù)偏重于系統(tǒng)性的。定崗定責(zé)，嚴(yán)格要求設(shè)備管理人員按相關(guān)規(guī)范要求組織開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作。

3.3 機(jī)電設(shè)備標(biāo)識(shí)標(biāo)牌規(guī)范化

前期泵站機(jī)電設(shè)備標(biāo)識(shí)標(biāo)牌大都為廠家或安裝單位制作安裝的，出于企業(yè)宣傳或節(jié)省方面的考慮，大部分標(biāo)牌存在規(guī)范不統(tǒng)一，字體、顏色、尺寸不符合相關(guān)規(guī)范要求。按照電力行業(yè)《Q/GDW434-2010國(guó)家電網(wǎng)公司安全設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)變電和電力線路》的要求可進(jìn)行統(tǒng)一制作粘貼，使泵站管理向精細(xì)化的方向又邁進(jìn)一步。

3.4 加強(qiáng)員工培訓(xùn)，提高整體素質(zhì)

日常的業(yè)務(wù)培訓(xùn)應(yīng)該更加注重技能實(shí)操，可由主干員工帶頭制定各設(shè)備安全操作及運(yùn)行維護(hù)規(guī)則，擬定各項(xiàng)操作分值，形成單一設(shè)備業(yè)務(wù)熟練程度考核細(xì)則，定期組織開(kāi)展一線崗位設(shè)備業(yè)務(wù)技能大比拼活動(dòng)?？己思?xì)則側(cè)重操作、運(yùn)行及維護(hù)方面的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)設(shè)計(jì)、制作各設(shè)備模型，采用手指、口述的方式。

4 結(jié) 語(yǔ)

泵站設(shè)備的安全管理與維護(hù)工作需要泵站運(yùn)行管理人員在工作中要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提前預(yù)判事故風(fēng)險(xiǎn)，遏制事故發(fā)生，抓實(shí)、抓牢設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)工作，時(shí)刻保持調(diào)水工作處于安全穩(wěn)定高效狀態(tài)。