泵站电气设备故障案例分析

邵 茜

(安徽省茨淮新河工程管理局,安徽 怀远 233400)

在大型泵站中，电气设备故障时有发生，影响系统运行。因此，快速排除故障、恢复系统正常是维护人员的重要工作。电气设备故障多种多样，原因各不相同。分析故障原因，有助于及时排除。

1 故障案例分析

1.1 设计上的原因

(1)案例1-主变保护试验拒动。2009年某泵站安装结束后进行主变保护出口动作试验时，重瓦斯、温度保护等开关量输入保护，报警、跳闸动作正常，可做过流、速断、过负荷等电流量输入保护试验时，出口始终没有动作。

分析其原因是设计图纸对测控柜上的电流互感器的保护和测量外接线端子功能标注颠倒，按设计图纸输入保护动作电流实际是接入测量回路，调换接线和修改图纸后，保护出口动作试验正常，属设计粗心。

(2)案例2-过负荷保护动作异常。2001年上桥泵站继电保护装置更新改造工程完工后，第1次带载试机时，第1台水泵机组启动结束(此时已经投励)，过负荷保护出口动作，引发水泵电动机跳闸。

分析其原因是过负荷保护延时定值设定太短(1.3In,7s,)，启动时间不够，修改动作时间为12s，机组投运正常，属设定值随意。

(3)案例3-涡轮流量计异常停转。2001年上桥泵站计算机监控和保护系统改造后试运行时，主泵冷却水回路中涡轮流量计常常运行几小时后就无法进行正常工作。

分析其原因是直接引用的自然河水中含有较多絮状纤维和渔网残丝，极易缠绕转轴，造成转轮卡转，清理投运几小时后又出现卡轮。后改用热导流流量计，水量计量系统工作正常。属选型不当。

1.2 设备制造的原因

(1)案例1-开关室漏油。1997年上桥6kV站变投运1周后，巡视发现有载调压分接开关室的端盖处溢油，后打开其盖板取出多余变压器油至正常油位，2天后仍旧溢油，且变压器油枕油位有明显下降。

分析其原因是玻璃钢材质的有载调压分接开关油室有条4cm长的裂缝，造成主变压器油枕的高位油通过器身向开关油室渗透，造成开关室油满溢，后经厂家更新，溢油情况解决。属制造质量原因。

(2)案例2-主断路器合闸异常。2001年上桥抽水站励磁系统改造后第1次现场联调时，出现主断路器合闸即跳现象。

分析其原因是属于励磁PLC程序设计失误，失电保护没有设置短延时，实际合闸联动中跳闸继电器有个瞬间动作、复归的过程，引发装置失电保护动作的情况，出厂前调试无法带主断路器联调，没能及时发现。后修改PLC流程，增设失电保护短延时，设备运行正常。属于出厂检验不严谨造成。

(3)案例3——励磁早投。2015年上桥泵站4号泵组开启时，机组出现异常震动，转子抖动剧烈，随即手动停机。

分析其原因是励磁装置检测交流分量的直流分流器接线端子松动、掉线，泵组启动时，控制器采样不到感应的交流分量，控制器判定系统是在“调试”态而下、发执行“调试”程序，主可控硅瞬间触发开通，出现励磁早投。接好并紧固掉落线后，该机组启动正常。属柜体配线和出厂检验马虎疏忽所致。

(4)案例4-绝缘电阻不合格。2007年某泵站泵组改造后，做投运前预防性试验时，发现4号高压电动机定子B相绝缘电阻不合格。

分析其原因是电机在进场检查时，发现该电机B相进线穿芯瓷套有缺陷，厂家来人更换时，因匆忙，出库时已经受潮的瓷套未按规定进行清洁、干燥处理，造成其泄漏电流偏大、绝缘电阻偏低，后拆下，对该瓷套用电力清洁剂清洁并置于烘箱内120℃干燥4h处理后使用，绝缘电阻正常。属于工作人员马虎所致。

(5)案例5-风机异常停运。2018年上桥泵站进行抗旱抽水时，5号泵组冷却风机突然跳闸停运，该泵组也随后被迫停机。

分析其原因是2015年该配电柜出厂时，5号风机抽屉箱中的主接线和插接头连接螺丝出厂时没拧紧，安装和运行期间皆未发现，接头处接触不良，长期打火运行，最终线路因碳化而发生相间短路，引发风机停运，更换烧坏的插接头和接线后，该冷却风机恢复正常运行。属于出厂检验不仔细所致。

(6)案例6-断路器合闸故障。2009年上桥泵站35kV变电所2号六氟化硫断路器分合闸调试时，合闸后因合闸线圈没有及时自动断电而烧坏，2015年1号六氟化硫断路器合闸时又出现一合即跳的情况，多次合闸均为失败。

分析其原因是第1次为控制回路合闸按钮卡滞、没有及时复归，造成合闸线圈长时间带电而烧坏，第2次则为分闸按钮卡滞，分闸回路一直处于接通状态而造成的。更换新按钮后，断路器操作正常。属于设备元件质量问题，

1.3 安装方面

(1)案例1-励磁控制器烧坏引发泵组跳闸。2011年上桥泵站3号泵组因励磁控制器烧坏，引发该主电机跳闸。

分析其原因是安装剥线时选用的剥线钳口径选择过小伤及配电系统零线，同时因为平时维护的碰线及现场震动，造成零线的断落，励磁控制器内的三相不平衡负载造成其内部脉冲变压器烧毁2只，同步电机因控制器失电保护跳闸，零线经处理和恢复及更换新励磁控制器后，泵组恢复正常运行。属于违反施工规范，没选用相应口径的剥线钳剥线造成。

(2)案例2-电压不平衡引发电器烧毁事故。2014年上桥泵站管理房3个楼层供电电压严重不平衡，电压高的楼层，网络收发器和部分灯泡烧毁；电压低的楼层，单项供水泵、空调无法工作。

分析其原因是该三相四线制系统中因零线使用铝接线鼻和铜零母线排直接连接，经多年运行(2009年改造)，铜铝电化反应产生的灰色的三氧化二铝粉末(高阻抗性)，造成连接处电阻增大，在三相负载不平衡的情况下(零线有不平衡电流流过)零线电位发生漂移，出现三相电压严重不平衡，使系统运行异常。处理措施为改用铜鼻子和铜质零母排连接，系统电压恢复正常。属违反施工规范造成。

(3)案例3-蓄电池异常报警。2014年上桥泵站直流装置监控仪发出“单体电池欠压”报警信号，显示55号-60号的5只电池电压为零，而实际测量表明对应电池端电压却均为正常。

分析其原因是电池采样线插接排2颗紧固螺丝松紧不平衡，插接排翘头，造成部分回路接触不良，部分电池电压采样为零，对松动的螺丝紧固后，报警消除。属安装马虎所致。

(4)案例4-电缆头着火。2015年五河某泵站计量箱35kV进线电缆头着火、三相线芯因内绝缘碳化而短路，引发上级断路器保护跳闸。

分析其原因是电缆头封堵不严，露天存放，造成电缆内部受潮、绝缘下降，投运前又没有进行严格的试验，投运后因放电，造成电缆头烧坏、短路。更换该段电缆后，系统恢复正常运行。属电缆违规存放所致。

1.4 管理不善、维护不当方面的原因

(1)案例1-高频整流开关损坏。2001年上桥泵站直流装置改造后投运不久，就出现A相高频整流器损坏停运。

分析其原因是当时系统运行环境灰尘较大，高频整流开关因为冷却风机的运转，大量的灰尘被吸入，滤网被堵，散热不良，系统仅投运4个月就出现整流器内部元件烧坏。此后在保持运行环境清洁的基础上，需维护人员每3个月就利用毛刷、皮老虎和电子清洗剂对高频整流开关进行1次除尘保洁，至今未出现过类似的损坏情况。属于维护不及时造成。

(2)案例2-水泵电机碳刷打火。上桥泵站在2009年前，每次泵组启动时几乎都会出现碳刷打火的现象，甚至引发过起火燃烧。

分析其原因是机组运行时碳刷磨损碳粉没有及时清除，加上机组上导油盆有甩油、调节机渗滴油的原因，形成油泥污染了碳刷。机组设备长时间的停运，风干的油泥堵塞了刷盒和碳刷间的运行间隙，妨碍碳刷在刷盒中活动，开机前没有及时清洁，造成碳刷和滑环接触不良，引发打火。后来制定专项管理条例，在每次开机前都对碳刷和滑环进行检查、去污、保洁，至今未出现过碳刷打火情况。也属维护不及时的原因。

(3)案例3-机组跳闸。2012年汛前检修结束后，试机时，2号水泵机组刚启动，纵差保护出现动作引发机组跳闸。

分析其原因是汛前检修时，做完该机组继电保护出口动作试验后，保护柜上B相尾端电流互感器连接片没有及时复归，造成该台电动机差动保护动作。复归该连接片后，机组运行正常。属运管上的疏忽。

2 结束语

隐患来源于设计、制造、安装和运管各个环节，为了从源头上消除故障隐患，需要工程建管各方在各阶段严格按规程、规范履行职责。只有这样才能抑制故障的发生，降低故障率，保证安全运行。