乌鲁木齐压气站1#电机吹扫系统故障原因分析

摘 要：电机吹扫系统又称电机正压通风系统，是西气东输电驱站场18MW同步电机的关键辅助系统，吹扫系统故障会直接导致变频器跳机，进而引起机组停机，给站场的安全平稳运行带来严重影响。针对乌鲁木齐压气站1#电机吹扫系统故障，文章从电机吹扫系统的原理入手，用“故障树分析法”深入分析了系统发生故障的原因，提出了整改措施，为今后电机吹扫系统的故障处理积累了宝贵经验。

关键词：电机吹扫系统；低压报警；中压报警；故障树分析法

1 概述

电机吹扫系统又称电机正压通风系统，是西气东输电驱站场18MW同步电机的关键辅助系统，吹扫系统的安全可靠运行对站场的安全生产有重要意义。文章应用“故障树分析法”分析了乌鲁木齐站1#电机吹扫系统发生“低压报警”和“中压报警”的原因，并提出了整改措施，对今后电机吹扫系统的故障处理有重要的指导意义。

2 故障现象

2014年1月16日，乌鲁木齐压气站1#电机处于待机状态时，电机吹扫装置发生“低压报警”和“中压报警”，值班人员关闭供气阀后，再重新打开供气阀，报警消失，大约4～5秒钟后吹扫装置安全阀打开，装置出现“低压报警”和“中压报警”，吹扫系统无法进入正常“定时吹扫”状态（定时吹扫的黄色指示灯不亮）。

3 电机吹扫系统工作原理

3.1 电机吹扫装置的作用

在电机启机前，电机吹扫装置将站场空压机提供的压缩空气送入电机内腔，对电机内腔内的原有气体进行置换，将内腔内的原有气体由顶部吹扫出口阀排出，吹扫完成后吹扫出口阀自动关闭，同时装置给变频器的PLC发出吹扫完成信号，电机进入泄漏补偿状态。在电机运行过程中电机内腔压力始终高出外界压力10mbar，防止可燃气体进入壳体内部。

3.2 电机吹扫系统的工作流程

电机吹扫系统的工作可分为五个步骤：预吹扫之前→增压预吹扫→启动定时吹扫→完成定时吹扫→泄漏补偿模式。下面分别对每个步骤的控制逻辑进行分析：

（1）预吹扫之前：打开供气阀后，吹扫气体通过吹扫阀进入电机腔体。此时系统不会发出远传信号。

（2）增压预吹扫：由于吹扫气体不断进入电机壳体，电机内腔形成一个初始的内部压力，通过电机壳体上所设的压力监测点，将采集到的低压、中压和高压信号反馈给系统，当电机内部压力大于1.5mbar时，系统通过快速排气阀上的吹扫出口阀进行预吹扫。同时装置会发出低压、中压和高压的远传信号到PLC中（低压低于4mbar，发出报警信号；中压低于5.5mbar，发出报警信号；高压高于35mbar，发出报警信号）。

（3）启动定时吹扫：快速排气阀上的吹扫出口阀的流量将随腔体压力的增大而增大，当安全阀上的孔板压差大于6.4mbar，中低压感应器发出信号启动计时器。

（4）完成定时吹扫：当达到系统设定时间75min后，时间阀门给出信号，吹扫完成阀闭合，吹扫出口阀关闭，系统会发出“吹扫完成”远传信号到PLC中。

（5）泄漏补偿模式：通过电机壳体上所设的压力监测点，将采集到的电机外壳压力信号反馈给系统，当压力低于系统设定值10mbar时，系统通过泄漏补偿阀进行补气，这时系统进入泄漏补偿状态，保证电机内腔压力始终高于外界。

4 故障原因分析

根据故障现象，吹扫装置在安全阀打开后，电机内部压力必然下降，电机外壳的压力监测点采集的压力低信号反馈给吹扫系统，因此装置会出现“低压报警”和“中压报警”，所以，安全阀打开的原因也就是故障发生的原因。

对于安全阀打开的原因，下面我们采用“故障树分析法”进行分析。

如圖1所示，吹扫系统安全阀打开有两个原因：一是安全阀损坏，二是电机内部压力超过安全阀设定值30mbar。而导致电机内部压力超过30mbar的原因只能是电机在增压预吹扫过程中吹扫出口阀未打开，从而导致电机内部一直在增压。

进一步分析，吹扫出口阀未打开的原因有两个：一是吹扫出口阀损坏，二是打开吹扫出口阀的回路出现故障。导致打开吹扫出口阀的回路故障的原因有三个：一是吹扫出口启动信号阀（1）未打开，二是吹扫出口启动信号阀（2）未打开，三是快速排气阀未打开。由于吹扫出口启动信号阀（2）是常开阀（即没有触发气时，阀门为打开状态），因此吹扫出口启动信号阀（2）未打开的原因只能是吹扫出口启动信号阀（2）损坏。而快速排气阀未打开的原因必然是快速排气阀损坏。

由于吹扫出口启动信号阀（1）为常关阀（即没有触发气时，阀门为关闭状态），因此吹扫出口启动信号阀（1）未打开的原因有两个：一是吹扫出口启动信号阀（1）损坏；二是吹扫出口启动信号阀（1）未触发，也就是吹扫出口启动信号阀（1）逻辑气压力不足。

在给吹到出口启动信号阀（1）提供逻辑触发气的回路中，有五个原因会导致吹扫出口启动信号阀（1）逻辑气压力不足。一是低压感应器1未导通，二是低压感应器2未导通，三是中低压感应器漏气，四是吹扫完成阀漏气，五是低压开关漏气。

而引起低压感应器1未导通的原因有三个：一是低压感应器1损坏；二是低压感应器1触发气回路漏气；三是电机外壳压力变送器损坏。相应的，引起低压感应器2未导通的原因也有三个：一是低压感应器2损坏；二是低压感应器2触发气回路漏气；三是二次接线盒外壳压力变送器损坏。

至此，我们一共分析出14个可能导致安全阀打开的原因。对这14个原因，我们逐一进行排查，最终发现，吹扫完成阀有轻微的漏气。

5 结论

由于吹扫完成阀有轻微漏气，使得触发吹扫出口启动信号阀（1）的逻辑气压力降低（低于2bar，逻辑触发气压力在2bar～2.4bar时，吹扫出口启动信号阀（1）打开），导致吹扫出口启动信号阀（1）没有打开，进而导致快速排气阀上的吹扫出口阀未打开，电机内部一直在充气，却没有排气的通道（电机外壳泄漏量很小），当电机内部压力达到安全阀的动作压力值30mbar以上时，安全阀打开，引起电机内部压力下降，进而系统发出“低压报警”和“中压报警”。

6 处理措施

更换漏气的吹扫完成阀后，系统恢复正常。

7 结束语

通过对乌鲁木齐站1#电机吹扫系统故障原因的分析，我们不仅得出了故障的根本原因，而且总结出了处理类似问题的方法，并提出了整改措施，使得电机吹扫系统恢复了正常，同时也为今后电机吹扫系统的故障处理积累了宝贵的经验。

作者简介：韩小虎（1986-），男，助理工程师，学士，主要从事电气自动化方面的工作。