DQZHAN技術(shù)訊：電氣設(shè)備的故障分析及預(yù)防
電氣設(shè)備是電力系統(tǒng)的元件，其可靠工作直接關(guān)系到整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的**。文章對(duì)電氣設(shè)備故障進(jìn)行了研究，分析了變電設(shè)備引起的故障，供電線(xiàn)路引起的故障，控制電路和控制設(shè)備引起的故障，并對(duì)管理模式的改變進(jìn)行探索。

生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中，有時(shí)會(huì)發(fā)生意想不到的事故，此時(shí)應(yīng)能夠準(zhǔn)確判斷事故產(chǎn)生的原因，以便盡快采取相應(yīng)的對(duì)策。然而經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于電氣故障來(lái)說(shuō)，某些單純的故障在調(diào)查診斷期間有時(shí)卻意外地自動(dòng)恢復(fù)正常，而故障的原因卻始終不甚明了。對(duì)故障狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷是非常重要的，這是因?yàn)榕袛嗟慕Y(jié)果會(huì)對(duì)故障處理產(chǎn)生很大的影響。然而在事故現(xiàn)場(chǎng)，處理事故所允許的時(shí)間往往十分有限，又往往只能利用簡(jiǎn)單的測(cè)量?jī)x表來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，這些情況都容易導(dǎo)致對(duì)故障判斷的失誤。因此，必須對(duì)電氣設(shè)備的故障有足夠的認(rèn)識(shí)。本文主要對(duì)電氣設(shè)備的故障進(jìn)行了分析并進(jìn)行了管理研究。

一、變電設(shè)備引起的故障

近年來(lái)，受變電設(shè)備已經(jīng)基本上可以做到免維護(hù)，對(duì)于受變電設(shè)備關(guān)注程度則越來(lái)越低。但是，一旦受變電設(shè)備和機(jī)器發(fā)生故障，就會(huì)直接導(dǎo)致所有工廠停工等重大事故發(fā)生。

變壓器絕緣性能下降、氣體壓力升高。油浸式變壓器的絕緣油與空氣相接觸時(shí)，就會(huì)因吸濕、氧化等作用而使絕緣油性能變壞，使變壓器線(xiàn)圈的絕緣性能變壞，從而使整個(gè)變壓器的絕緣性能下降。為了防止上述情況的發(fā)生，對(duì)于大容量變壓器，可在其內(nèi)部密封氮?dú)?，以防止絕緣油氧化。由于線(xiàn)圈的局部過(guò)熱和局部放電，以及鐵心的異常等原因，將會(huì)引起變壓器內(nèi)部的溫度上升。溫度的上升將引起絕緣油熱分解和氧化，進(jìn)而產(chǎn)生異常氣體并溶解或滯留于絕緣油中。上述情況較輕時(shí)，氣體壓力將顯示異常;如果有異常發(fā)熱或短路等情況發(fā)生，則氣體壓力將急劇升高，可導(dǎo)致沖擊壓力繼電器動(dòng)作。為了對(duì)上述來(lái)自變壓器內(nèi)部的故障實(shí)施保護(hù)，需要設(shè)置雙浮子繼電器。

變壓器、發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈發(fā)生短路或接地。變壓器或發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈發(fā)生短路或接地時(shí)，其供電電路將被切斷，但是這種事故很少發(fā)生。首先，對(duì)這種類(lèi)型的事故而言，在現(xiàn)場(chǎng)作緊急處理是不可能的，屬于必須回到制造廠進(jìn)行修理的重大事故。如果是油浸式變壓器發(fā)生線(xiàn)圈短路或接地事故，則存在從短路部位的燒毀發(fā)展成變壓器火災(zāi)的嚴(yán)重危險(xiǎn)。因此，電氣設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對(duì)于額定容量為5MVA以上的變壓器，必須設(shè)置內(nèi)部故障保護(hù)裝置，以便在發(fā)生故障時(shí)迅速切斷供電電路。為了達(dá)到上述目的，建議采用比率差動(dòng)繼電器。
停電作業(yè)失誤。因需要進(jìn)行設(shè)備檢修，一般來(lái)說(shuō)，變電所每年要進(jìn)行1～2次的全停電作業(yè)。由于平時(shí)很少有與變電所設(shè)備直接接觸的機(jī)會(huì)，因此檢修時(shí)需要格外仔細(xì)地進(jìn)行，即使這樣，有時(shí)還是會(huì)發(fā)生意想不到的錯(cuò)誤。特別需要注意以下幾種情況：檢修后不要忘記檢查設(shè)備的接地線(xiàn)是否可靠接好;是否有檢修工具等忘記在控制柜內(nèi);等等。實(shí)際上，上述錯(cuò)誤往往是由檢修人員的漫不經(jīng)心造成的，為了防止這些事故的發(fā)生，檢修作業(yè)后恢復(fù)確認(rèn)環(huán)節(jié)是極其重要的。

二、供電線(xiàn)路引發(fā)的事故

因線(xiàn)路關(guān)系而發(fā)生的對(duì)地短路和線(xiàn)間短路事故也會(huì)引起系統(tǒng)停電，但要了解短路原因及其位置并不簡(jiǎn)單。在*初設(shè)計(jì)線(xiàn)路時(shí)，就應(yīng)當(dāng)選擇適合使用設(shè)備的開(kāi)關(guān)裝置和導(dǎo)線(xiàn)容量，以及嚴(yán)格按照電氣設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工。在正常環(huán)境使用的情況下，加強(qiáng)了線(xiàn)路絕緣的維護(hù)管理，在所使用的保護(hù)裝置和選擇和設(shè)定上采取了保護(hù)協(xié)調(diào)措施，使保護(hù)裝置的動(dòng)作更加合理，也杜絕了波及其他系統(tǒng)事故的可能性。交流三相電路和交流單相電路的理論很容易與工廠配電線(xiàn)路相結(jié)合，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。

變壓器中性點(diǎn)接地?cái)嗑€(xiàn)。單相3線(xiàn)式變壓器可以輸出兩種電壓。當(dāng)3線(xiàn)采用同樣粗細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，與單相2線(xiàn)式相比，用銅量可以減少37.5%。單相3線(xiàn)式變壓器廣泛應(yīng)用于照明、電熱負(fù)載，以及滿(mǎn)足一般單相負(fù)載的電力供應(yīng)。變壓器的一次側(cè)為單相高壓、二次側(cè)為210V和105V兩個(gè)輸出電壓等級(jí)，二次側(cè)的中性線(xiàn)采用B類(lèi)接地施工。因此，變壓器的對(duì)地電壓小于150V，還可以在發(fā)生高壓側(cè)與低壓側(cè)混線(xiàn)接觸時(shí)，防止低壓側(cè)電壓升高的危險(xiǎn)。然而，當(dāng)接地線(xiàn)已經(jīng)斷線(xiàn)但變壓器仍然給負(fù)載供電時(shí)，這種情況是非常危險(xiǎn)的，如果這時(shí)其他電壓相發(fā)生對(duì)地短路，則接地線(xiàn)的接地電阻值對(duì)于配電線(xiàn)路、變壓器及二次側(cè)的設(shè)備機(jī)器等都將產(chǎn)生很大的影響。

地下高壓電纜對(duì)地短路事故。從供電線(xiàn)路的條件、線(xiàn)路的保護(hù)、景觀上是否合適，以及所需要的經(jīng)費(fèi)等方面綜合考慮，工廠內(nèi)部大多采用地下供電方式。因此工廠供電線(xiàn)路是不需要進(jìn)行外觀檢驗(yàn)和事故修理的，也正因?yàn)槿绱?，電纜敷設(shè)場(chǎng)所的溫度應(yīng)能保持穩(wěn)定，從外傷保護(hù)的角度來(lái)說(shuō)敷設(shè)場(chǎng)所應(yīng)該是**的。

地下電纜的敷設(shè)可以分為地溝式、地下管道式以及直接埋設(shè)式等幾種方式。當(dāng)然，一旦發(fā)生對(duì)地短路或者線(xiàn)間短路事故時(shí)，地下供電方式將給故障點(diǎn)的確定和修理帶來(lái)很大困難。特別是對(duì)于大容量電纜，到貨時(shí)間需要1個(gè)月以上，如果沒(méi)有庫(kù)存的備品，工廠將被迫長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)。因此，現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況是為了不影響生產(chǎn)，必須千方百計(jì)地對(duì)事故點(diǎn)進(jìn)行*低限度的應(yīng)急處理，以便能夠盡快送電。由于事故原因的多種多樣，在電纜施工時(shí)需要解決很多問(wèn)題，只有充分做好預(yù)防保全工作，才有可能預(yù)防事故發(fā)生。
三、控制電路和控制設(shè)備引起的故障

斷路器投入錯(cuò)誤。每當(dāng)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)修理或改造作業(yè)完工后，需要將斷路器重新投入電源，以便確認(rèn)電路運(yùn)行是否已恢復(fù)正常。生產(chǎn)設(shè)備的電源電路由動(dòng)力電路和控制電路兩部分組成。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)首先激活控制電路的電源，繼電器和電磁開(kāi)閉器不應(yīng)發(fā)生異常動(dòng)作，在確認(rèn)沒(méi)有警報(bào)等其他異常情況后，方可投入動(dòng)力電源。

線(xiàn)路電容對(duì)控制繼電器的影響。PLC和DCS等系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)通信時(shí)，需要快速處理大量的信息，為了防止上述干擾事故的發(fā)生，*好采用不受上述感應(yīng)作用影響的光纜通信等專(zhuān)用通信方式。

線(xiàn)路絕緣處理**的影響。正常運(yùn)行的設(shè)備未經(jīng)報(bào)警就緊急停車(chē)，如果出了事故，多數(shù)是發(fā)生了短路或者對(duì)地短路事故，在這種情況下，由于保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作，因此事故原因是可以調(diào)查清楚的。一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化程度是很高的，有一個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)故障停機(jī)，整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)就會(huì)停止運(yùn)行，這時(shí)在中央監(jiān)控室會(huì)發(fā)出“停車(chē)”警報(bào)。只有檢修完畢排除故障后，生產(chǎn)線(xiàn)才能恢復(fù)正常的運(yùn)行，如果經(jīng)常發(fā)生停車(chē)事故，其原因調(diào)查起來(lái)就會(huì)很困難，但是可以說(shuō)基本上是電氣方面的原因。

電磁接觸器燒損的背景。需要對(duì)運(yùn)行中的負(fù)載頻繁進(jìn)行起動(dòng)、停止控制時(shí)，可以使用電磁接觸器。選擇電磁接觸器時(shí)，可以根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)及其運(yùn)行特性選用合適的型號(hào)和規(guī)格。電磁接觸器的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，使用壽命長(zhǎng)。主接點(diǎn)是電磁接觸器需要維護(hù)的主要部分。在工程實(shí)際中，一般根據(jù)運(yùn)行時(shí)的聲音是否異常，或者通過(guò)觀察外觀來(lái)判斷接觸器工作是否正常，要想及時(shí)發(fā)現(xiàn)主接點(diǎn)的異常較為困難。有時(shí)發(fā)生了意外事故，事后回想起來(lái)才意識(shí)到當(dāng)初的異常，但往往為時(shí)已晚。造成電磁接觸器燒損的原因有很多，例如設(shè)置場(chǎng)所的粉塵、環(huán)境空氣的溫度和濕度等的影響，絕緣劣化引起的故障電流的影響等，都可能引起電磁接觸器主接點(diǎn)燒損。

四、結(jié)論

電氣設(shè)備的故障會(huì)引起整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的故障，需要我們把精力投入到更加科學(xué)合理的電氣設(shè)備管理模式研究上來(lái)，不斷增強(qiáng)電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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