电制动刀闸拒分导致停机失败缺陷分析

郑树宝

（国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山064309）

1 电厂概况

某抽水蓄能电厂控制流域库面积223km2，上、下库落差430m。该电站合计装机容量80MW，设计年发电量12亿kW·h。主要担负该地区调峰和紧急事故备用电源，改善供电质量；该电厂接入华北电力系统，与京津唐电网联网运行；减少火电频繁调整出力，具有填谷、调频和调相等功能。

2 事件经过

2017年 8月 6日 19：16时，某电厂 2号机组发电转停过程中，机组转速降至0，监控出“EXCN TRIP（励磁跳闸）”报警，2号机组出现励磁系统现地控制盘出“short circ. br. Fail（短路刀故障）”、“stop overtime trip（励磁停止程序超时跳闸）”报警。监控和现地检查，2号机组电制动刀闸未分开，2号机组发电转停机失败。

3 处理过程

3.1 现场处置情况

（1）值守：及时与调度的沟通，主动汇报故障情况；立即通知ON-CALL人员检查电制动刀闸运行情况并现地检查励磁系统报警信号；通知运维负责人及相关领导，说明2号机组发电转停机过程中电制动刀闸未分开，通知设备维护人员进行缺陷处理。

（2）操作/ON-CALL：ON-CALL人员现场检查励磁系统控制盘柜有报警信号，并将现地报警情况反馈值班人员及运维专责。

3.2 维护人员缺陷处理情况

（1）情况梳理：电制动刀闸分闸失败，可能的原因有以下几个：

1）控制电源开关故障；

2）励磁控制柜至控制电制动分、合闸的回路故障；

3）电制动刀闸操作机构故障。

（2）问题排查：

1）现地检查发现电制动刀闸控制电源开关跳闸，检查开关动作情况，均未发现异常。

2）从励磁控制盘操作分、合电制动刀闸继电器，电制动刀闸动作正常，排除励磁控制柜至电制动刀闸分、合回路的故障。

3）现地使用摇把操作电制动开关，发现摇把卡涩，运行不流畅，初步判断电制动刀闸操作机构有缺陷，仔细检查电制动刀闸传动机构中减速器的分位侧轴承，发现其周围有少量铁屑和滚珠，进一步证实电制动刀闸传动机构中的减速器的分位侧轴承故障。

（3）确定故障点：电制动刀闸传动机构中的减速器分位侧轴承磨损、卡涩。

（4）处理步骤：缺陷处理的方法是在不影响机组正常开机的情况下更换电制动刀闸传动机构的减速器。

1）将电制动刀闸操作箱断电，并将接点位置送至励磁、保护系统，保证机组正常发电和抽水运行；

2）准备好备件和更换所需的工具；

3）将原减速器的位置做好标记，并记录限位块位置（见图1）；

图1 做好减速器的位置标记

4）拆除控制面板（见图 2、3）；

图2 拆除控制面板

图3 控制面板拆除后

5）拆除旧减速器；

6）拆除旧减速器上的电机；

7）将电机安装在新减速器上；

8）新减速器回装及控制面板回装；

9）调整电制动开关同期性和减速器动作行程；

10）恢复措施并进行更换后试验。

处理结果：电制动开关动作正常，恢复正常运行状态。

4 原因分析

2号机组电制动刀闸于1995年投入运行，至今已22年。随着运行次数的增多，操作机构的磨损量也随之增加。

本次故障的直接原因是电制动刀闸传动机构减速器的分位侧轴承磨损，机构卡涩。电制动刀闸分开时，减速器限位块运行到分位行程开关的位置，行程开关动作，停电机，此时理论上限位块应停止向前运动，但是由于电机自身的惯性和电制动刀闸重力，限位块还要向前运行并挤压分位侧轴承。为了缓冲限位块的挤压，运维人员已经在限位块和轴承之间增加了胶皮垫，合位侧胶皮垫正常位置紧靠合位侧轴承。分位侧轴承和胶皮垫的位置与合位侧相似，以胶皮垫的弹性减小限位块对轴承的冲击挤压，虽然可以缓解，但却不能消除该冲击力。限位块的冲击，导致传动机构震动，轴承和轴存在轻微变形，轴承松动，加上运行年限的增加，震动、变形以及松动的累加，最终导致轴承严重磨损。

5 暴露的问题

随着机组运行时间的增加，开关的动作次数也逐渐接近其机械寿命，其操作机构的机械部件磨损量明显增加。本次缺陷之后，从本次减速器的解体检查结果来看，未出故障的轴承和轴都有磨损现象。这要求设备运维人员既要重视操作机构的控制元件和电气回路的维护，还要重视整体机械磨损。尤其是隐蔽的，难以观察的地方，一定要想办法仔细检查，必要时借助内窥镜等仪器进行内部检查，如果时间允许，还应将遮蔽物拆除，以更好完成检查工作。

6 防止对策

为预防和控制同类缺陷再次发生，采取相应的技术措施、管理措施，以及举一反三的排查和防控措施等。利用机组检修和月度定检排查其他机组传动机构减速器隐患。

7 结束语

本文针对抽水蓄能电厂在2号机组发电转停过程中，机组转速降至0，监控和现地检查，2号机组电制动刀闸未分开，导致2号机组发电转停机失败。现场检查发现电制动刀闸传动机构中的减速器分位侧轴承磨损、卡涩。通过拆除旧减速器，将电机安装在新减速器上，调整电制动开关同期性和减速器动作行程，更换后试验电制动开关动作正常，恢复正常运行状态。同时，制定了应对措施，在日常巡回中利用机组检修和月度定检排查其他机组传动机构减速器隐患。发现缺陷立即解决，避免缺陷扩大，确保设备安全稳定运行。