第一篇：船舶發(fā)電柴油機(jī)的管理與典型故障分析

船舶發(fā)電柴油機(jī)的管理與典型故障分析

發(fā)布時(shí)間:2009-03-05 瀏覽次數(shù):1837

摘要：對比雅馬（YANMAR）、大發(fā)（DAIHATSU）和瓦錫蘭（WARTSILA）3種典型型號船舶發(fā)電柴油機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)；分析典型故障；提出管理建議，減少機(jī)械事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：輔機(jī) 比較 故障 分析

0 引言

目前，我國遠(yuǎn)洋船舶使用的發(fā)電柴油機(jī)主要是YANMAR、DAIHATSU和WARTSILA這3類型號。中遠(yuǎn)散貨運(yùn)輸公司“晶瑩?！?、“安琪海”等輪的發(fā)電柴油機(jī)為YANMAR M200L，“泰谷?！薄?、泰山?！薄疤┌埠！?、等輪的發(fā)電柴油機(jī)為DAIHATSU 6DSD-22。WARTSILA 4L20型發(fā)電柴油機(jī)在90年代后期配船較多，如“許昌?！陛?。三種發(fā)電柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特點(diǎn)不盡相同，相應(yīng)的使用和管理也有不同的特點(diǎn)和要求。筆者先后在“泰谷?！?、“晶瑩海”、“許昌?！钡容喨温?，經(jīng)歷多次典型故障的維修，對這3種發(fā)電柴油機(jī)有了一些體會。3種主流型號輔機(jī)的總體介紹

1.1 燃油系統(tǒng)

1.1.1 燃料

YANMAR M200L（“晶瑩?！陛?，1986年9月下水）：原船設(shè)計(jì)可燒輕油和重油，配有燃油自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和燃油改質(zhì)器。2003年7月，由于1、3號發(fā)電柴油機(jī)連桿軸承連續(xù)出現(xiàn)抱軸燒瓦，改用輕油。

DAIHATSU 6DSD-22（“泰谷?！陛啠?988年6月下水）：以燒輕油為主。

WARTSILA 4L20（“許昌?！陛?，1997年9月下水）：以燒重油為主，屬經(jīng)濟(jì)型，配有應(yīng)急輕油轉(zhuǎn)換管路和重油循環(huán)加熱模塊。

1.1.2 油頭、高壓油泵和燃油泵

YANMAR M200L：由于加裝了高壓油管保護(hù)套，使更換油頭的工作變得不方便。燒輕油時(shí)2000h拆驗(yàn)，油頭的密封和霧化能保持良好。高壓油泵一般無卡死現(xiàn)象，高壓油泵漏油會漏至油泵外面，不會經(jīng)滾輪凸輪進(jìn)入油底殼。包括燃油泵、搖臂油泵、高壓油泵、冷卻油泵等組合泵的軸封漏泄易造成機(jī)油被污染。組合泵的泵軸容易被磨出凹痕，而新型泵軸無定位螺釘，容易竄動。輕重油經(jīng)常轉(zhuǎn)換，易出現(xiàn)雜質(zhì)而使油封出現(xiàn)漏泄。供油定時(shí)的調(diào)整可通過升降高壓油泵下面的調(diào)整螺絲單缸進(jìn)行。燒重油時(shí)，輔機(jī)循環(huán)泵和供給泵運(yùn)轉(zhuǎn)，燒輕油時(shí)則單走一路，自輕油日用柜直供輕重油轉(zhuǎn)換閥經(jīng)濾器到組合油泵。

DAIHATSU 6DSD-22：油頭附件較多，冷卻油及燃油的進(jìn)出油管均設(shè)在油頭的上部，高壓油管保護(hù)套的配裝合理。油嘴的密封和霧化不太理想。搖臂泵單獨(dú)設(shè)計(jì)軸帶，燃油泵軸封如果漏泄則漏至機(jī)體外，肉眼可直接觀察。搖臂油被燃油污染是常見故障，多為油頭冷卻油泄露。供油定時(shí)的調(diào)整可單缸進(jìn)行，拆掉高壓油泵通過加減頂桿上的墊片可以調(diào)整定時(shí)。

WARTSILA 4L20：整個(gè)設(shè)計(jì)緊湊，高壓油管保護(hù)套設(shè)計(jì)合理。有的船曾出現(xiàn)過油頭壓得過緊而將油嘴下面缸頭部分壓入氣缸內(nèi)的故障，原因是油頭熱脹冷縮將缸頭部分頂裂。換油頭時(shí)，應(yīng)先將油頭放入，預(yù)熱一段時(shí)間后，按說明書力矩要求上緊。高壓油泵容易卡死，說明書對此的說明不詳細(xì)，只介紹了正常的解體程序，卡死時(shí)則要整體拆解，工作量很大。燃油模塊的加熱器容易漏泄，可通過加熱器的回汽放殘考克檢查。供油定時(shí)單缸無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過轉(zhuǎn)動整個(gè)凸輪軸調(diào)整整體定時(shí)。

1.2 機(jī)油系統(tǒng)

YANMAR M200L：干式油底殼。帶預(yù)潤滑油泵，機(jī)油泵軸帶，傳動齒輪系統(tǒng)注油潤滑。泵前有粗細(xì)濾器，并配有小離心濾器。油冷卻器海水冷卻，設(shè)有自動調(diào)溫及手動轉(zhuǎn)換?；妥杂捅猛ㄟ^主軸承下瓦蓋進(jìn)入主軸承，經(jīng)曲軸的油腔到曲柄銷，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，每缸下部設(shè)有油泵嘴，在活塞運(yùn)動過程中噴入活塞冷卻；另外滑油經(jīng)各個(gè)注油點(diǎn)對齒輪及凸輪潤滑。

DAIHATSU 6DSD-22：干式油底殼。無預(yù)潤滑油泵，起動前需搖動手搖泵。軸帶機(jī)油泵，通過傳動齒輪箱傳動，齒輪箱單獨(dú)補(bǔ)油潤滑。配有CJC濾器。油冷器海水冷卻?；妥杂捅玫街鬏S承上瓦蓋，經(jīng)曲軸的油腔到由柄銷，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，到活塞；另外滑油經(jīng)各個(gè)注油點(diǎn)對齒輪及凸輪潤滑；一路去調(diào)速器。

WARTSILA 4L20：濕式油底殼。帶預(yù)潤滑油泵，機(jī)油泵浸入油中。機(jī)油濾器為紙質(zhì)一次性使用，耗量大，特別在變負(fù)荷情況下（如船吊裝卸貨期間）。配有小離心濾器。低溫淡水冷卻。滑油自油泵到主軸承下瓦，經(jīng)曲軸的油腔到曲柄銷，到連桿大端，經(jīng)連桿到小端，到活塞；一路到搖臂機(jī)構(gòu)后，經(jīng)注油點(diǎn)到凸輪；一路到透平增壓器；另外經(jīng)注油點(diǎn)對齒輪潤滑。平衡軸浸入油中。

機(jī)油的污染程度在船上可以作簡單分析：取機(jī)油滴在濾紙上，正常情況下油跡擴(kuò)散均勻；如果含有水則速度快而且不均勻。通過聞可以判斷是否混入燃油，燃油的氣味明顯異常。

1.3 冷卻水系統(tǒng)

YANMAR M200L：淡水泵軸帶，軸封外觀可見，軸封漏水漏到機(jī)體外，不會進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，冷卻器自動調(diào)溫。淡水冷卻缸套、缸頭及透平。空冷器海水冷卻。

DAIHATSU 6DSD-22：淡水泵軸帶，軸封外觀可見，軸封漏水漏到機(jī)體外，不會進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。淡水冷卻缸套、缸頭及透平?？绽淦骱Ｋ鋮s。

WARTDSILA 4L20：淡水泵軸帶，軸封外觀可見，軸封漏水漏到機(jī)體外，不會進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。

低溫淡水冷卻空冷器及機(jī)油冷卻器，配自動調(diào)溫系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)荷調(diào)節(jié)，因?yàn)榇系呢?fù)荷達(dá)不到85%，所以現(xiàn)在多改為手動調(diào)節(jié)。高溫水冷卻缸套、缸頭及透平。

1.4 起動系統(tǒng)

YANMAR M200L：氣動，配有空氣分配器和缸頭起動閥。

DAIHATSU 6DSD-22：氣功，配有空氣分配器和缸頭起動閥。

WARTSIL A4L20：氣動，配有起動馬達(dá)。典型故障分析

2.1 YANMAR M200L

2004年1-5月“晶瑩?！陛?、1號發(fā)電柴油機(jī)相繼出現(xiàn)連桿軸承抱瓦燒軸故障。后經(jīng)董氏鍍鐵修復(fù)，報(bào)告數(shù)據(jù)顯示損壞曲柄銷橢圓度很大。各缸連桿上瓦露銅嚴(yán)重。我在接班時(shí)（2004年11月）1號發(fā)電柴油機(jī)2缸已抱瓦，開始大修，并于開航前完成試車。3號發(fā)電柴油機(jī)因?yàn)榇诘脑蚓S持現(xiàn)狀，第5缸曲柄銷出現(xiàn)橢圓度較輕，短期使用100h換連桿軸瓦。后來船回青島3號發(fā)電柴油機(jī)大修。

1號發(fā)電柴油機(jī)大修運(yùn)行，透平工況不好，解體發(fā)現(xiàn)渦輪端很臟，噴嘴環(huán)有不同程度的燒蝕，裝復(fù)后效果明顯好轉(zhuǎn)，排煙溫度也降下來了。為查找故障原因，我們將運(yùn)行中的發(fā)電柴油機(jī)換用重油。說明書中要求30%負(fù)荷下應(yīng)換用輕油并盡量避免低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)所示70%負(fù)荷燒重油也無異常，說明書要求停車前換輕油運(yùn)行30min。檢查連桿軸瓦也無露銅，但是再次起車后，有游車現(xiàn)象發(fā)生，而此時(shí)燒的仍是輕油，起動時(shí)個(gè)別缸有爆燃現(xiàn)象，發(fā)出“啪啪”聲，吃負(fù)荷后游車現(xiàn)象逐漸消失。判斷燃油霧化不良，個(gè)別缸不發(fā)火或間歇發(fā)火，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)，致使轉(zhuǎn)速波動，冒黑煙。正是這個(gè)過程中爆燃使曲柄銷受到?jīng)_擊，軸瓦失去彈性，露銅發(fā)生。船上實(shí)際保護(hù)工作只是換軸瓦，長時(shí)間造成了曲柄銷的橢圓度。停車時(shí)，燃油不能在管路中形成充分的循環(huán)，大部分油在主油路的回流調(diào)壓管中回流，而油頭的設(shè)計(jì)是非循環(huán)的，高壓油泵也只有在運(yùn)行中才有回流。當(dāng)燒輕油時(shí)，以上現(xiàn)象基本消失，再次說明重油換用輕油過程中換油不徹底是根本原因。

筆者建議：

（1）恢復(fù)燒重油應(yīng)拆檢輕油重油轉(zhuǎn)換閥，保證開閉良好；

（2）停車前用輕油多運(yùn)行一段時(shí)間，起動前多沖車；

（3）經(jīng)常拆檢連桿瓦，觀察是否露銅，及時(shí)換瓦，做到“寧耗瓦勿傷軸”。具體工作：拆掉油頭，將曲柄銷盤至適當(dāng)位置，用專用工具自裝油頭處穿過缸頭將活塞吊住，配合盤車，將連桿瓦取出；

（4）定時(shí)測量爆發(fā)壓力，形成連續(xù)數(shù)據(jù)化觀測，養(yǎng)成及時(shí)調(diào)整的習(xí)慣

2.2 DAIHATSU 6DSD-22

2003年11月“泰谷海”輪3、1號發(fā)電柴油機(jī)連續(xù)出現(xiàn)No.4缸主軸承損壞故障。1號發(fā)電柴油機(jī)第4道主軸承上瓦蓋震裂開，軸瓦燒，3號發(fā)電柴油機(jī)第4道主軸承抱瓦，軸頸燒損。接班時(shí)（2004年12月），生產(chǎn)廠家陜西柴油機(jī)廠2名工程師到船，曲軸及機(jī)座和機(jī)架送董氏鍍鐵修理。6DSD型發(fā)電柴油機(jī)第4道主軸承出現(xiàn)此類故障已經(jīng)不是第1次了。陜柴的工程師介紹機(jī)座軸承孔在制造時(shí)定位后一刀切過，設(shè)計(jì)上上瓦蓋安裝在機(jī)座上是沒有齒型定位的，因此上瓦蓋的安裝很關(guān)鍵，上瓦蓋與機(jī)座的間隙左右測量以3絲為宜，不能超過5絲，而在實(shí)際過程中這一數(shù)值比較難控制。機(jī)油自上瓦蓋進(jìn)入對主軸承潤滑。通過后來的管理實(shí)踐，我對此種發(fā)電柴油機(jī)有不同的認(rèn)識。6DSD的轉(zhuǎn)速為900rpm，發(fā)火順序?yàn)?-2-4-6-5-3-1，單缸平衡。根據(jù)柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動理論可知，這種發(fā)火順序的設(shè)計(jì)本身存在著缺陷。作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的不平衡力和力矩是引起柴油機(jī)振動的震力源。對多缸柴油機(jī)來說，柴油機(jī)的離心力和1次2次往復(fù)慣性力矩不平衡。6DSD采用各缸平衡法來平衡每個(gè)曲柄的離心力，但是曲柄的排列方式和發(fā)火順序的設(shè)計(jì)導(dǎo)致處于中心位置的第4道主軸承工作條件惡劣，振動交替變化，撓曲變形，長期運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生疲勞，軸瓦失去彈性，一旦碰到突加負(fù)荷時(shí)，主軸瓦的油膜被破壞，干磨發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會燒瓦抱軸，高速運(yùn)動中振動和摩擦產(chǎn)生的熱量最后會波及瓦蓋和機(jī)座使之破壞。查看以前的記錄基本上是損壞-修理-使用-損壞-再修理。廠家介紹此種機(jī)型已經(jīng)停產(chǎn)，這不能不讓人考慮到設(shè)計(jì)的弊端。而中散公司“沱?！薄ⅰ奥！钡容喲b配的6PSHTC-26H型發(fā)電柴油機(jī)從未發(fā)生此類故障，其發(fā)火順序?yàn)?-5-3-6-2-4-1。船上監(jiān)控的手段有限，能做的是控制好機(jī)油的質(zhì)量，勤檢查，早發(fā)現(xiàn)故障的苗頭。筆者建議：

（1）及時(shí)清洗機(jī)油濾器，發(fā)現(xiàn)異物如脫鉛等應(yīng)停用檢查，力爭將事故損失降到最??；

（2）及時(shí)檢驗(yàn)，更換機(jī)油，保證CJC濾器運(yùn)轉(zhuǎn)；

（3）每次周期檢查要測量開檔并分析，形成聯(lián)續(xù)的數(shù)據(jù)化觀察；

（4）用塞尺測量上瓦蓋與機(jī)座之間的間隙看是否超標(biāo)。

思考：此型發(fā)電柴油機(jī)的凸輪軸各凸輪可以單獨(dú)調(diào)整，那么是否可以改變一下發(fā)火順序呢?這需要在實(shí)驗(yàn)臺上做論證。

2.3 WARTSIL A4L20

由于裝配了新型的BBC公司的TPS48型透平，改變了過去那種隔三差五解體透平的狀況，但是因?yàn)闊赜偷脑?，周期解體時(shí)噴嘴環(huán)仍有燒蝕現(xiàn)象。

機(jī)油污染多數(shù)是由于燃燒高壓油所致。檢驗(yàn)辦法是停掉預(yù)潤滑油泵，將各個(gè)凸輪擦干凈，盤車。如果高壓油泵漏泄則會從燃油滾輪處有燃油滴下，氣味不同于機(jī)油。另外更換油頭時(shí)，密封環(huán)要換新。說明書介紹吊缸時(shí)要對缸套進(jìn)行珩磨，缸套內(nèi)表面不要求光滑，作為阻擋燃燒產(chǎn)物進(jìn)入底殼的第一道關(guān)，這是不同于其他型號發(fā)電柴油機(jī)的。

以前出現(xiàn)的大故障如“伸腿事故”多數(shù)是由于連桿螺栓的安裝問題，或者是連桿螺栓質(zhì)量有

問題。公司多次發(fā)布通報(bào)及技術(shù)指導(dǎo)，現(xiàn)在這種事故很少見了。需要提醒的是中文版本說明書同英文版本說明書連桿螺栓的上緊力矩不一致，建議以英文版本為主。高壓油泵卡死是我遇到的常見故障，說明書不贊成卸載后的空轉(zhuǎn)運(yùn)行，但是卸載后馬上停車，高壓油泵卡死的機(jī)率很大，“許昌?！陛啂状慰ㄋ狼闆r均是這樣。后來我們將空載運(yùn)行延長5min，卡死現(xiàn)象減少了，判斷是高壓油泵柱塞熱脹冷縮的緣故。

筆者建議：

（1）周期檢查時(shí)，每次測量連桿螺栓的伸長量，形成連續(xù)的量化檢測，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)用液壓工具檢查；

（2）勤洗小離心濾器，船在吊裝卸貨期間堅(jiān)持每天清洗，可以延長機(jī)油紙濾器的使用壽命；

（3）雖然可以遙控起車，除非情況特殊，最好起動前沖活車；

（4）由于不能單缸調(diào)整定時(shí)，當(dāng)排煙溫度相差大時(shí)，及時(shí)調(diào)整油門，測量爆發(fā)壓力，換油頭。

小結(jié)

上述故障傷到曲軸，維修量大，費(fèi)用高。只有結(jié)合不同型號輔機(jī)的特點(diǎn)，正確的管理和維護(hù)，才能有效的減少機(jī)械事故的發(fā)生。

作者：王連海 來源：天津航海

第二篇：船舶主發(fā)電機(jī)典型故障的分析與排除

船舶主發(fā)電機(jī)典型故障的分析與排除

摘要:主發(fā)電機(jī)作為船舶主要的設(shè)備之一,管理系統(tǒng)高度自動化,但由于設(shè)備本身的故障或因誤操作等原因,故障率比較高,如何及時(shí)準(zhǔn)確的排除故障,確保船舶的安全運(yùn)行,已成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)之一。文章針對L23/30H型主發(fā)電機(jī)的典型故障的排除進(jìn)行了分析。

船舶主發(fā)電機(jī)是船舶電力系統(tǒng)的心臟,在船舶航行和靠岸時(shí)主發(fā)電機(jī)的正常工作對船舶的安全至關(guān)重要。所以對主發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的各種故障做出及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測和診斷是船舶安全營運(yùn)的關(guān)鍵。文章對L23/30H型主發(fā)電機(jī)中出現(xiàn)頻率最高的幾個(gè)重要故障的診斷和處理方案進(jìn)行了分析介紹。1 主發(fā)電機(jī)無法啟動

現(xiàn)場檢查結(jié)果:船舶進(jìn)行大功率負(fù)載啟動試驗(yàn)時(shí),第一備用2號主發(fā)電機(jī)無法啟動(集控室報(bào)警監(jiān)測系統(tǒng)顯示2號主發(fā)電機(jī)啟動失敗),第二備用1號主發(fā)電機(jī)啟動運(yùn)行。此時(shí)集控室船舶電站管理系統(tǒng)處于自動管理狀態(tài), 3號主發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài),負(fù)荷為645 kW, 1號及2號主發(fā)電機(jī)備車指示燈亮, 2號主發(fā)電機(jī)處于第一備用狀態(tài), 1號主發(fā)電機(jī)處于第二備用狀態(tài)。主發(fā)電機(jī)現(xiàn)場控制箱顯示2號主發(fā)電機(jī)處于遙控狀態(tài),燃油壓力為0.8MPa,燃油進(jìn)機(jī)溫度105℃,低溫水系統(tǒng)壓力為0.12MPa,高溫水系統(tǒng)壓力為0.12MPa,滑油預(yù)潤泵運(yùn)行,滑油預(yù)潤壓力為0.06MPa,滑油進(jìn)主軸承的壓力為0.025MPa,輔機(jī)空氣瓶壓力為2.8MPa,主發(fā)電機(jī)啟動空氣減壓閥后的壓力是0.8MPa。打開所有示功閥用盤車桿對主發(fā)電機(jī)進(jìn)行盤車檢查,確認(rèn)主發(fā)電機(jī)沒有其它問題后,在機(jī)旁操作啟動,發(fā)現(xiàn)主發(fā)電機(jī)的啟動阻力很大,啟動馬達(dá)帶不動,后改用應(yīng)急啟動方式啟動2號主發(fā)電機(jī), 2號主發(fā)電機(jī)可以啟動,同時(shí)主發(fā)電機(jī)運(yùn)行后一切工作正常。

故障分析:根據(jù)現(xiàn)場情況分析,主發(fā)電機(jī)啟動的各項(xiàng)條件都具備,而從機(jī)旁操作啟動的情況可以初步判斷是啟動馬達(dá)的風(fēng)葉磨損或葉片斷裂。因?yàn)橹靼l(fā)電機(jī)啟動是通過啟動空氣進(jìn)入啟動馬達(dá)后,啟動馬達(dá)的葉輪在啟動空氣的作用下,使啟動馬達(dá)的傳動齒輪與發(fā)電機(jī)的飛輪嚙合從而帶動發(fā)電機(jī)啟動。若葉輪的葉片磨損或葉片斷裂,啟動馬達(dá)的葉輪所產(chǎn)生的力就不足以帶動發(fā)電機(jī)啟動。所以進(jìn)一步分析確認(rèn)是啟動馬達(dá)葉輪的葉片磨損或葉片斷裂。

故障排除方案:拆下啟動馬達(dá)解體檢查。故障排除結(jié)果:拆下啟動馬達(dá)解體檢查后發(fā)現(xiàn)啟動馬達(dá)的所有葉輪片都從根部斷裂,并且粉末狀的顆粒比較多。分析認(rèn)為主要是啟動馬達(dá)的葉輪在高速旋轉(zhuǎn)的情況下被管路中的異物擊到,致使其中的一片葉輪斷裂,斷裂下來的葉輪片再進(jìn)一步引起其它葉輪的損壞。更換一臺新的啟動馬達(dá)后, 2號主發(fā)電機(jī)啟動工作正常。運(yùn)行工作正常,故障排除。

預(yù)防措施:船舶主發(fā)電機(jī)在啟動前應(yīng)加強(qiáng)管路清潔度的控制,在主發(fā)電機(jī)第一次啟動前應(yīng)進(jìn)行啟動空氣管路的吹除工作,同時(shí)在管路的吹除工作中應(yīng)用橡皮錘敲擊管路,以保證附著在管路內(nèi)的雜質(zhì)去除。同時(shí)注意機(jī)艙的通風(fēng),減少空氣中的粉塵,降低粉塵通過空壓機(jī)進(jìn)入啟動馬達(dá)從而引發(fā)啟動馬達(dá)故障的可能性。2 主發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)煙囪排氣管冒黑煙

現(xiàn)場檢查結(jié)果:主發(fā)電機(jī)運(yùn)行,負(fù)荷為545kW,調(diào)整器油量開關(guān)至最大油量,各缸排溫都在300~310℃左右,排氣總管溫度為300℃,經(jīng)空氣冷卻器冷卻后的空氣溫度為45℃,各缸冷卻水出口溫度都在73~76℃左右,低溫水系統(tǒng)壓力0.12MPa,高溫水系統(tǒng)壓力0.3MPa,滑油進(jìn)濾器前壓力為0.4MPa,滑油過濾后壓力為0.34MPa,煙囪排氣管冒黑煙。

故障分析:導(dǎo)致排氣管冒黑煙的因素有很多種,而對各項(xiàng)參數(shù)均正常的主發(fā)電機(jī)排氣管冒黑煙,可以初步判斷為:①增壓器的濾網(wǎng)太臟,使流阻增大,增壓能力降低,引起燃燒室內(nèi)的空氣不足

進(jìn)而產(chǎn)生后燃燒不良。②氣閥間隙大小不正確。在柴油機(jī)冷車狀態(tài)下,機(jī)械式氣閥傳動機(jī)構(gòu)中的搖臂端與氣閥閥桿之間要留有一定的間隙,為柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣閥機(jī)構(gòu)受熱后膨脹留有余地。若氣閥間隙過小將造成氣閥受熱后關(guān)閉不嚴(yán),而漏氣會使燃燒室內(nèi)空氣不足,產(chǎn)生后燃冒黑煙現(xiàn)象,若氣閥間隙過大,則造成氣閥遲開早關(guān),使廢氣殘留在燃燒室內(nèi)造成空氣質(zhì)量不好,進(jìn)而產(chǎn)生后燃燒不良的冒黑煙現(xiàn)象。③噴油嘴噴油壓力過低或噴油孔阻塞滴油,而造成燃油霧化油滴的平均直徑過大和霧化均勻度不好,無法與燃燒室內(nèi)的空氣完全混合從而造成燃燒過程粗暴、冒黑煙、積碳。④在額定負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn),若各缸的功率分配不均勻,個(gè)別汽缸中噴入的燃油未燃燒而不做功,使其余汽缸的負(fù)荷過載而冒黑煙。⑤活塞環(huán)裝配間隙過大或彈力不夠,潤滑油大量地進(jìn)入汽缸燃燒室內(nèi),活塞環(huán)粘住或折斷也會發(fā)生類似情況。⑥噴油開始時(shí)間太遲(即噴油提前角太小),使噴入汽缸內(nèi)的部分燃油未燃燒干凈就與廢氣一起排入排氣管中,而受高溫影響后才進(jìn)行燃燒(后燃現(xiàn)象),因而不僅僅使廢氣呈現(xiàn)深黑色而且此時(shí)的排氣溫度也會超出額定溫度。

故障排除方案:①清洗或更換增壓器的濾網(wǎng)。

②用塞尺檢查氣閥間隙大小并調(diào)整至規(guī)定的要求。

③將噴油嘴從汽缸蓋上卸下,拆下所有噴油嘴,在噴油嘴校驗(yàn)臺上校驗(yàn)其噴油壓力,如果發(fā)現(xiàn)噴油嘴有滴油或孔阻塞現(xiàn)象,則把噴油嘴拆開,檢查針閥與針閥體錐面閥座有無變形損壞,可重新研磨或換新。對于裂縫,則可用磁粉探傷方法檢查,發(fā)現(xiàn)有裂縫者,就必須更換。對于噴油器的阻塞則可用專用的通針對阻塞的噴油器的噴油孔進(jìn)行清理。④對各缸的負(fù)荷進(jìn)行測量,如果各缸負(fù)荷超出允許的偏差則進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。⑤吊出活塞,檢查活塞環(huán),有不符合要求的應(yīng)該換新。⑥檢查噴油正時(shí)并調(diào)整。

故障排除結(jié)果:根據(jù)故障排除方案①和②處理后,主發(fā)電機(jī)運(yùn)行,主發(fā)電機(jī)排煙管還是冒黑煙,再進(jìn)一步根據(jù)故障排除方案③處理后,再重啟主發(fā)電機(jī)運(yùn)行,主發(fā)電機(jī)排煙煙色正常,主發(fā)電機(jī)運(yùn)行,負(fù)荷從255 kW(約25%負(fù)荷)加至485 kW(約50%負(fù)荷),再加至750 kW(約75%負(fù)荷)再加至950 kW(約100%負(fù)荷),每個(gè)負(fù)荷段運(yùn)行30 min,并測出每個(gè)負(fù)荷段的各缸的爆壓基本一致,并且排氣總管溫度也降為280℃,主發(fā)電機(jī)排煙煙色都正常,故障排除。

預(yù)防措施:主發(fā)電機(jī)的日常管系必須經(jīng)過合格檢查,主發(fā)電機(jī)的用油必須是經(jīng)過分油機(jī)分油,所使用燃油溫度必須達(dá)到相應(yīng)的要求,確保主發(fā)電機(jī)用油清潔度、黏度、溫度達(dá)到相應(yīng)的要求,在條件允許的情況下盡量使用高品質(zhì)的燃油或柴油,同時(shí)增壓器的濾網(wǎng)也應(yīng)該經(jīng)常清洗,保持進(jìn)氣暢通。主發(fā)電機(jī)啟動后轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定

現(xiàn)場檢查結(jié)果:主發(fā)電機(jī)啟動前,機(jī)旁控制箱上的機(jī)旁啟動按鈕指示燈亮,滑油預(yù)潤泵運(yùn)行,滑油預(yù)潤壓力為0.07 MPa,進(jìn)主軸承滑油預(yù)潤壓力為0.025MPa,柴油壓力0.4 MPa,壓力無波動現(xiàn)象,低溫水系統(tǒng)壓力0.12 MPa,高溫水系統(tǒng)壓力0.3MPa,調(diào)速器油量旋鈕調(diào)至滿格10的位置,主發(fā)電機(jī)啟動后,出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低不穩(wěn)定現(xiàn)象。

故障分析:從參數(shù)指標(biāo)來看,各項(xiàng)參數(shù)均正常,初步判斷,主發(fā)電機(jī)啟動后轉(zhuǎn)速忽高忽低,有兩種可能。一是燃油管路漏氣造成燃油壓力不穩(wěn)定;二是調(diào)速器出現(xiàn)故障。但現(xiàn)場柴油壓力為0.4MPa并無波動現(xiàn)象,可以基本排除,因此可確認(rèn)是調(diào)速器出故障。

故障排除方案:檢查調(diào)速器的油位、各缸油門尺條清潔、閥桿卡阻等情況,檢查調(diào)速器內(nèi)部的傳動及伺服馬達(dá)的運(yùn)行,檢查調(diào)速器的反饋系統(tǒng)等是否發(fā)生故障。

故障排除結(jié)果:排除中發(fā)現(xiàn)調(diào)速器的油位太高,整個(gè)調(diào)速器的上蓋布滿水珠,停車電磁閥的閥桿有卡阻現(xiàn)象。排除方法如下:①對停車電磁閥的閥桿進(jìn)行修復(fù),并將調(diào)速器內(nèi)舊油經(jīng)放油旋塞放掉,重新加注調(diào)速器機(jī)油;②把調(diào)速器的油位加至正常位置,先將柴油機(jī)低速啟動運(yùn)行,然后將補(bǔ)償針閥旋出幾圈,使柴油機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的轉(zhuǎn)速波動,迫使油道內(nèi)的空氣從出油孔中排出，這種大幅度游車至少保持2 min,再慢慢關(guān)閉補(bǔ)償針閥,直到游車完全消除為止。重啟主發(fā)電機(jī),主發(fā)電機(jī)啟動后,轉(zhuǎn)速720 r/min,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,沒有再出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低的現(xiàn)象,負(fù)荷從255 kW(約25%負(fù)荷)加至485 kW(約50%負(fù)荷)再加至750 kW(約75%負(fù)荷)再加至950 kW(約100%負(fù)荷),每個(gè)負(fù)荷段運(yùn)行30 min,沒有再出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低的現(xiàn)象,故障排除。

預(yù)防措施:在監(jiān)視及巡檢過程中,應(yīng)注意調(diào)速器的油位必須保持在油位玻璃表的刻度線之間,不可過高或過低,如果油位液面下降過快,說明調(diào)速器有漏油或滲油處,應(yīng)立即查找和處理,如果過高應(yīng)注意調(diào)速器內(nèi)部油道的驅(qū)氣。同時(shí),注意調(diào)速器注油口的密封,應(yīng)防止滑油被污染,保證滑油的清潔,并注意調(diào)速器的油溫不能太高。經(jīng)常性的檢查各缸的燃油尺條是否清潔并及時(shí)加注滑油。4 結(jié)束語

雖然現(xiàn)代化的船舶主發(fā)電機(jī)運(yùn)行管理高度的自動化,但為了設(shè)備的安全運(yùn)行,加大監(jiān)視及巡檢力度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常,并在第一時(shí)間采取有效措施把故障消除在最初階段,為船舶安全經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)行提供有力的保證。處理主發(fā)電機(jī)故障的過程中的主要方法和措施可供類似的故障處理使用。

第三篇：繼電保護(hù)典型故障分析

繼電保護(hù)典型故障分析

摘 要 繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行具有重要的作用，它能保證電力系統(tǒng)的安全性，還能針對電力系統(tǒng)中不正常的運(yùn)行狀況進(jìn)行報(bào)警，監(jiān)控整個(gè)電力系統(tǒng)。目前我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作還是會存在一些問題，容易出現(xiàn)各種故障，造成電力系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。本文即分析了繼電保護(hù)的典型故障，并詳細(xì)闡述了繼電保護(hù)典型故障的防治策略。

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù) 典型故障 元器件 接線錯誤 短接法 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述

1.1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成要素

電力系統(tǒng)機(jī)電保護(hù)裝置的構(gòu)成一般包括輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分。

1.1.1 輸入部分

該部分通過隔離、低通濾波等前置處理方式對電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題和故障進(jìn)行前置處理。

1.1.2 測量部分

該部分主要負(fù)責(zé)將測量信號轉(zhuǎn)換為邏輯信號，進(jìn)而通過邏輯判斷按照一定的邏輯關(guān)系組合運(yùn)算，最后確定出執(zhí)行動作，并由輸出執(zhí)行部分最終完成。

1.2 繼電保護(hù)裝置的特征分析

1.2.1 選擇性特征

選擇性特征是繼電保護(hù)裝置智能化的表現(xiàn)，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠做到有選擇性的對出現(xiàn)故障的部分進(jìn)行處理，另一方面保證無故障部分的正常運(yùn)行，這樣便可以保證整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及電力供應(yīng)的連續(xù)。

1.2.2 快速性特征

快速性特征是繼電保護(hù)裝置高效率的體現(xiàn)，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠在第一時(shí)間切斷故障系統(tǒng)，從而減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度。

1.2.3 可靠性

可靠性是指電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在處理問題和故障時(shí)要科學(xué)可靠，減少不必要的損失。繼電保護(hù)的常見故障

2.1 設(shè)備故障

繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分，是保護(hù)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)和前提。一般設(shè)備有裝置元器件的損壞、回路絕緣的損壞以及電路本身抗干擾性能的損壞，具體的表現(xiàn)為整定計(jì)算錯誤，這主要是由于元器件的參數(shù)值和電力系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)值與實(shí)際電流傳輸?shù)膮?shù)值相差甚遠(yuǎn)，從而造成整定計(jì)無法正常工作。還有，設(shè)備很容易受到外界因素的影響，如溫度和濕度。由于設(shè)備具有不穩(wěn)定性，很容易由于溫度和濕度的變化而造成定值的自動漂移，有時(shí)候也可能是因?yàn)樵O(shè)備零部件的老化和損壞造成的。

2.2 人為操作

人為原因一般就是工作不夠細(xì)心，對系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備數(shù)值的讀數(shù)觀察不夠仔細(xì)，導(dǎo)致讀錯設(shè)備整定器上的計(jì)算數(shù)值，導(dǎo)致繼電保護(hù)故障，且對故障的檢查技術(shù)水平不夠，無法及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障段，從而造成大面積的電路故障問題，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常供電。

當(dāng)工作電源出現(xiàn)問題時(shí)，電力系統(tǒng)保護(hù)出口處的動作過大，造成電路內(nèi)波紋系數(shù)過高，輸出的功率就不夠，電壓便會不穩(wěn)定，當(dāng)電壓降低或者電流過大時(shí)，如果保護(hù)行為不恰當(dāng)極容易出現(xiàn)一系列的繼電保護(hù)故障。繼電保護(hù)典型故障的防治策略

3.1 元件替換法

元件替換法，顧名思義，就是用正常的元件將出現(xiàn)故障的元件替換下來，這樣能夠?qū)⒐收戏秶杆倏s小，提高維修人員的維修效率，因此是機(jī)電保護(hù)裝置故障處理中經(jīng)常用到的方法。

3.2 參照法

參照法是指通過對不同設(shè)備的技術(shù)參數(shù)的對照，找出不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。此法主要用于檢查認(rèn)為接線錯誤，定值校驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)測試值與預(yù)想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。另外需要注意的是，在繼電器訂制校驗(yàn)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)某一直繼電器的測試值與整定值相差很多，那么此時(shí)要用同只表計(jì)去測量其他相同回路的同類繼電器進(jìn)行進(jìn)一步的比較，錯誤的做法是在發(fā)現(xiàn)數(shù)值不同時(shí)，輕易調(diào)整繼電器的刻度表。

3.3 短接法

短接法是縮小故障范圍常用的一種方法，是將回路某一段或一部分用短接線接入為短接，進(jìn)而判斷出故障是存在短接線的范圍還是范圍外。短接法對判斷電磁鎖失靈、電流回路開路等故障具有明顯的優(yōu)勢。

3.4 繼電保護(hù)典型故障的預(yù)防措施

3.4.1 構(gòu)建完善的電力管理體系是基礎(chǔ)

構(gòu)建完善的電力管理體系是預(yù)防電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障的基礎(chǔ)，構(gòu)建該體系需要做好以下工作：

首先要逐步形成科學(xué)有序的管理體系，這其中，一支高素質(zhì)的管理隊(duì)伍是不可或缺的，這需要電力企業(yè)加強(qiáng)對管理人員和工作人員的培訓(xùn)，使其掌握電力系統(tǒng)管理的知識技能。另外管理體系內(nèi)的各個(gè)部分要職權(quán)分明、責(zé)任落實(shí)，這樣才能保證管理體系的井然有序和正常運(yùn)作。

其次，完善的監(jiān)測評價(jià)體系也是十分必要的。監(jiān)測評價(jià)體系具有監(jiān)督指導(dǎo)的作用，通過建立該體系，在全電力系統(tǒng)中形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣諊?，有利于很大程度上提高電力工作的質(zhì)量，進(jìn)而能夠及時(shí)正確的發(fā)現(xiàn)繼電故障，將故障消滅在萌芽狀態(tài)，從而保障電力系統(tǒng)的有序運(yùn)行。

3.4.2 加強(qiáng)電力系統(tǒng)的技術(shù)管理是核心

技術(shù)管理作為降低繼電保護(hù)故障率的核心，具有十分重要的意義?？梢酝ㄟ^采用先進(jìn)的技術(shù)來提高電力系統(tǒng)的智能化水平，從而有效減少繼電保護(hù)故障的發(fā)生。

第一，提高電力系統(tǒng)的自動化水平。在設(shè)計(jì)和開發(fā)電力系統(tǒng)時(shí)，要加強(qiáng)新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，包括自動控制技術(shù)和智能技術(shù)。這樣電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，智能化技術(shù)便能有效避免繼電保護(hù)障礙的發(fā)生。

第二，運(yùn)用新技術(shù)來增加電力系統(tǒng)設(shè)備的承受能力。比如，繼電保護(hù)中使用CPU容錯技術(shù)。由于CPU容錯技術(shù)具有一定的恢復(fù)能力，所以它能夠在更大程度和范圍內(nèi)降低電力系統(tǒng)硬件問題帶來的影響，從而起到保護(hù)繼電保護(hù)裝置的作用。

3.4.3 提高電力工作人員的素質(zhì)

電力工作人員素質(zhì)是影響電力系統(tǒng)管理水平的重要因素。因此，電力企業(yè)要加強(qiáng)對電力工作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的培訓(xùn)教育，提高其責(zé)任意識和安全意識，并通過一些業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高其實(shí)際操作能力，促使電力企業(yè)員工能夠更好的處理電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題。

參考文獻(xiàn)

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國網(wǎng)甘肅省電力公司檢修公司 甘肅省酒泉市 735000

第四篇：開關(guān)柜典型故障分析

高壓開關(guān)柜典型故障分析

電力系統(tǒng)廣泛使用10kV(含6kV)—35kV開關(guān)柜，擔(dān)負(fù)著發(fā)電廠用電、變電站和用戶供電的任務(wù)，且用量大，分布廣。由于1OkV－35kV開關(guān)柜的設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行維護(hù)等方面均存在不同程度的問題，因而開關(guān)柜事故率比較高，危及人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全，影響供電可靠性。

一、下面列舉幾種類型的開關(guān)柜事故（故障）案例：

（一）開關(guān)柜防爆性能不足或防誤性能不完善，危及人身安全； 由于開關(guān)柜防爆性能不足或防誤性能不完善，近幾年省內(nèi)外發(fā)生多起人身傷害事件，以下列舉四起事故：

1.2006年2月 24日，某 220kV變電站 10kV高壓開關(guān)柜（GGX2型）由于饋線故障，開關(guān)發(fā)生拒動，運(yùn)行人員在處理開關(guān)拒動過程中，當(dāng)拉開開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)位置指示處于分閘位置后，操作拉開隔離刀閘時(shí)，發(fā)生弧光短路，造成 2人重傷 1人輕傷。事故后現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：該開關(guān)操作機(jī)構(gòu) A、B相拐臂與絕緣拉桿連接處松脫，造成 A、B相主觸頭未分開，在操作拉開隔離刀閘時(shí)發(fā)生弧光短路。由于906柜壓力釋放通道設(shè)計(jì)不合理，下柜前門強(qiáng)度不足，弧光短路時(shí)被電弧氣浪沖開，造成現(xiàn)場人員被電弧灼傷。開關(guān)柜的上述問題是人員被電弧灼傷的直接原因。

2.7月 1日，某單位發(fā)生一起因變電運(yùn)行人員擅自打開10千伏開關(guān)柜柜門，誤碰帶電部位造成的人身觸電死亡事故。設(shè)備缺陷是事故發(fā)生的又一間接原因。由于 6522A相刀閘動觸頭絕緣護(hù)套老化，松動后偏移，刀閘斷開時(shí)護(hù)套卡入動觸頭與刀閘接地側(cè)的靜觸頭之間，造成刀閘合閘時(shí)卡澀合不上。且該 GG－1A型高壓開關(guān)柜系 60年代設(shè)計(jì)的老舊產(chǎn)品，96年生產(chǎn)，97年投運(yùn)；原安裝有機(jī)械程序防誤鎖，于 2002年改造為微機(jī)防誤裝置，由于此型號的高壓開關(guān)柜原設(shè)計(jì)不完善，不能實(shí)現(xiàn)線路有電強(qiáng)制閉鎖。

3.2009年9月30日，某220kV變電站發(fā)生一起10kV開關(guān)柜內(nèi)部三相短路，電弧產(chǎn)生高溫高壓氣浪沖開柜門，造成2名在開關(guān)柜外進(jìn)行現(xiàn)場檢查的運(yùn)行值班員被電弧灼傷，其中1人于10月1日死亡。

4.2010年8月19日，8月19日，某單位在更換某220kV變電站10kV I段母線PT過程中，工作班成員觸碰到帶電的母線避雷器上部接線樁頭，造成2人死亡、1人嚴(yán)重?zé)齻?/p>

初步分析，事故主要原因?yàn)閺S家設(shè)備一次接線錯誤。根據(jù)國家電網(wǎng)公司典設(shè)和設(shè)備訂貨技術(shù)協(xié)議書，10千伏母線電壓互感器和避雷器均裝設(shè)在10千伏母線設(shè)備間隔中，上述設(shè)備的一次接線應(yīng)接在母線設(shè)備間隔小車之后（見附圖1）。而開關(guān)柜廠家在實(shí)際接線中，僅將10千伏母線電壓互感器接在母線設(shè)備間隔小車之后，將10千伏避雷器直接連接在10千伏母線上，導(dǎo)致拉開10千伏母線電壓互感器9511小車后，10千伏避雷器仍然帶電（見附圖2）。

變電站運(yùn)行人員按照工作票要求，拉出10千伏Ⅰ段母線設(shè)備間隔9511小車至檢修位臵，斷開電壓互感器二次空開，在Ⅰ段母線電壓互感器柜懸掛“在此工作”標(biāo)示牌，在左右相鄰柜門前后各掛紅布幔和“止步，高壓危險(xiǎn)”警示牌后，向調(diào)度匯報(bào)。變電站運(yùn)行人員與工作負(fù)責(zé)人一同到現(xiàn)場對10千伏Ⅰ段電壓互感器進(jìn)行驗(yàn)電，由于電壓互感器位臵在9511柜后，必須由施工人員卸下柜后檔板才能進(jìn)行驗(yàn)電，在驗(yàn)明電壓互感器確無電壓之后，運(yùn)行人員許可施工人員工作。由于電壓互感器與避雷器共同安裝在10千伏Ⅰ段母線設(shè)備柜內(nèi)（見附圖3），施工人員在工作過程中，觸碰到帶電的避雷器上部接線樁頭，造成人員觸電傷亡。

圖1：

附圖2

附圖3：

（二）開關(guān)內(nèi)設(shè)備接（觸）頭過熱性故障

封閉式開關(guān)柜在運(yùn)行中不能打開，因此難以測量運(yùn)行中柜內(nèi)接（觸）頭的實(shí)際溫度，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理接（觸）頭過熱性缺陷，嚴(yán)重威脅電力安全生產(chǎn)。固定式開關(guān)柜每個(gè)進(jìn)出線間隔共有負(fù)荷電流流過的33或39個(gè)接（觸頭），小車移動式開關(guān)柜每個(gè)進(jìn)出線間隔共有負(fù)荷電流流過的24個(gè)（或更多）接（觸頭）。這些接（觸）頭直接流過負(fù)荷電流，當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)存在隱患的接（觸）頭就會嚴(yán)重發(fā)熱。由于發(fā)熱點(diǎn)在密封柜內(nèi)，運(yùn)行中的柜門禁止打開，值班人員無法通過正常的監(jiān)視手段發(fā)現(xiàn)發(fā)熱缺陷。一旦觸頭發(fā)熱嚴(yán)重必然造成事故發(fā)生，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。下邊四起故障分析。

1.2007年2月3日23時(shí)59分，某變電站10kV電容器組III644開關(guān)跳閘，保護(hù)裝置顯示“過流I段動作”?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，10kV配電室有濃煙，10kV電容器組III開關(guān)柜下部有著火現(xiàn)象。第二天檢查情況：10kV電容器組III 644開關(guān)柜內(nèi)B相CT和鋁排連接處松動引起發(fā)熱導(dǎo)致該處燒斷和熱縮材料燃燒，A、C相也有放電痕跡。

2.2009年8月16日晚，某變電站發(fā)生10kV開關(guān)柜故障，燒損多面開關(guān)柜。

10kV農(nóng)專Ⅰ線柜（開關(guān)、CT、靜觸頭及套管、母排及相接銅排、母排套管、保護(hù)測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；出線電纜頭輕微灼傷）；

A相 B相 C相

開關(guān) 電纜頭及CT 母線

10kV下白貨柜（母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護(hù)測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；相接銅排、開關(guān)、CT、出線電纜頭輕微灼傷）；

母排 保護(hù)及二次控纜

10kV醫(yī)院Ⅰ柜（母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護(hù)測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損；相接銅排、開關(guān)、CT、出線電纜頭輕微灼傷）；

保護(hù)及二次控纜 母排

故障原因分析：10kV農(nóng)專Ⅰ線開關(guān)柜由于隔離插頭接觸不良，開關(guān)長期在滿負(fù)荷運(yùn)行，觸頭發(fā)熱引起梅花觸頭的彈簧退火變形，失去彈性，造成該隔離插頭接觸電阻變大，運(yùn)行中發(fā)熱燒熔，燒損觸頭周圍的絕緣件，最終絕緣擊穿，造成觸頭相間短路故障。

2.2010年8月12日某變電站#1主變低壓側(cè)631開關(guān)因發(fā)熱造成開關(guān)柜內(nèi)部三相短路燒毀。

初步分析是：1#主變 10kV側(cè) 631手車開關(guān)柜內(nèi)斷路器 A相母線側(cè)梅花插頭（上側(cè)）與靜觸頭間接觸不良發(fā)熱，最終發(fā)展成梅花插頭對靜觸頭電弧放電，導(dǎo)致真空斷路器銅觸指嚴(yán)重?zé)龘p，散熱件熔化，穿墻套管燒毀并產(chǎn)生大量的含有金屬離子、碳合物的煙氣，造成母線三相對地短路（見附圖）。

1#變母排開關(guān)開關(guān)柜接線圖

斷路器A相觸指被電弧燒損。

3.2006年3月8日，某單位在處理某變電站#1主變10kV側(cè)61A3刀閘缺陷時(shí)發(fā)現(xiàn)：⑴、61A3刀閘斷不開，外觀檢查靜觸指存在局部過熱痕跡。⑵、#1主變10kV側(cè)61A1刀閘下斷口A相丟掉兩只靜觸指，靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡，C相靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡（有三只彈簧熔在一起），C相支柱絕緣子上有被熱氣薰的痕跡。⑶、10kV分段回路6001刀閘下斷口C相丟掉一只靜觸指，靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡（有一只彈簧熔在一起），上斷口也存在類似的問題。

該變電站該段母線的開關(guān)柜型號為GGX2，61A1、61A3刀閘和10kV分段回路6001刀閘均為戶內(nèi)高壓旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)，型號均為GN30-10，4S熱穩(wěn)定電流均為40kA，額定電流：3150A（61A1、61A3刀閘）、2000A（6001刀閘）。

動靜觸頭過熱的原因分析：這種刀閘合閘時(shí)，靜觸指與靜觸座間有間隙，接觸的點(diǎn)、面少，在通過大電流時(shí)，固定靜觸指與夾緊彈簧的螺栓和夾緊彈簧參與分流、導(dǎo)電，造成有些螺栓燒斷（靜觸指丟落的原因）和夾緊彈簧過熱退火，也造成動、靜觸頭接觸不是很好，造成動靜觸頭局部過熱、熔焊。

圖

161A1刀閘C相觸頭的過熱情況

圖2 61A1刀閘A相觸頭的過熱情況

圖3 10kV分段回路6001刀閘的過熱情況

圖4 丟落的靜觸指和燒斷的固定靜觸指、夾緊彈簧的螺栓

（三）小動物進(jìn)入開關(guān)柜引起短路故障

2006年9月14日，某單位某變電站#1主變后備保護(hù)動作，跳三側(cè)開關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)，10kV開關(guān)室煙霧彌漫，10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜內(nèi)6001刀閘與10kV母聯(lián)600開關(guān)之間連接線發(fā)生相間短路，10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜下柜門被沖開，下柜門上的觀察窗與、斷路器前柜門上電磁鎖被高溫熔化，后柜門下方被電弧燒個(gè)洞。10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜底部有只毛燒光的死老鼠，隔壁柜（備用柜）底部電纜孔洞未封堵（該開關(guān)柜原為運(yùn)行間隔，配網(wǎng)調(diào)整間隔，該柜內(nèi)電纜調(diào)到其它開關(guān)柜，電纜抽走后孔洞未封堵），10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜與隔壁柜間的接地銅排穿孔未封堵。

故障原因分析：老鼠從隔壁柜電纜孔進(jìn)入，再經(jīng)10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜與隔壁柜間的接地銅排穿孔爬到10kVI、II段母線聯(lián)絡(luò)柜，老鼠活動時(shí)引起短路。

（四）開關(guān)柜內(nèi)組件絕緣爬距或絕緣距離不足引起開關(guān)柜故障 早期投運(yùn)的開關(guān)柜支持瓷瓶及電流互感器等的外絕緣爬距較小，當(dāng)運(yùn)行中絕緣表面出現(xiàn)凝露或有污穢時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)不高的過電壓或運(yùn)行電壓下發(fā)生絕緣件沿面閃絡(luò)。還存在對地和相間距離不夠，在系統(tǒng)單相接地諧振或雷電等過電壓情況下，直接造成對地或相間擊穿。

《福建省電力有限公司戶內(nèi)交流金屬封閉高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)規(guī)范》（閩電生產(chǎn)〔2008〕480號）高壓開關(guān)柜中各組件及其支持絕緣件的外絕緣爬電比距（即高壓電器組件外絕緣的爬電距離與額定電壓之比）相應(yīng)值的應(yīng)用范圍應(yīng)不小于 18mm/kV。單純以空氣作為絕緣介質(zhì)的開關(guān)柜，柜內(nèi)各相導(dǎo)體的相間與對地距離、手車開關(guān)隔離觸頭與靜觸頭絕緣護(hù)罩的凈空氣距離、相間隔板與絕緣隔板的凈空氣距離：12kV為125mm，40.5kV為300mm。

《戶內(nèi)交流高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)條件》（DL 404-1997）規(guī)定：在金屬封閉式高壓開關(guān)柜中，凡采用非金屬制成的隔板來加強(qiáng)相間或相對地間絕緣時(shí)，7.2~12kV高壓帶電裸導(dǎo)體與該絕緣板間還應(yīng)保持不小于30mm的空氣間隙；40.5kV，保持不小于60mm的空氣間隙，且為阻燃材料制成。

2008年9月6日，某變電站#1主變差動速斷動作跳閘。從現(xiàn)場檢查分析認(rèn)為：#1主變中壓側(cè)33A開關(guān)柜過壓保護(hù)器的A、B相跳線（從固定鋁排引至過壓保護(hù)器的連接銅線）過長，跳線彎曲弧度較大，A、B相跳線同時(shí)側(cè)向絕緣隔板，其跳線與絕緣隔板的電氣距離（最小處）僅5cm左右。A、B相跳線之間的絕緣僅通過絕緣隔板隔離，長時(shí)間運(yùn)行中造成A、B相跳線對絕緣隔板放電，絕緣檔板被碳化后，絕緣破壞并擊穿，引起A、B相短路。

A相

B相

（五）開關(guān)柜組件質(zhì)量（如過電壓保護(hù)器、傳感器等）劣引起開關(guān)柜故障

1.9月30日8時(shí)31分，某變電站10kV中亭I線633開關(guān)因過流Ⅰ段保護(hù)動作跳閘?，F(xiàn)場檢查10kV中亭I線633開關(guān)柜內(nèi)過電壓保護(hù)器A、B相爆炸，該開關(guān)柜前柜門下柜門被沖開，前柜門中柜門（斷路器前門）輕微變形，柜內(nèi)其他設(shè)備未損傷。

2.2004年11月10日，某110kV變電站因10kV開關(guān)短路引發(fā)10kV母線故障，造成該變電站全停及10kV部分設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。

現(xiàn)場檢查情況：最嚴(yán)重的母聯(lián)刀閘柜的帶電顯示器傳感器（福州高新高壓電器有限公司產(chǎn)品）燒損情況：發(fā)現(xiàn)A、B相已燒成灰，C相略好；結(jié)合刀閘觸頭燒損情況：C相觸頭基本完好、A相略有燒損、B相最為嚴(yán)重。推測故障是從B相帶電顯示器引發(fā)，導(dǎo)致電弧相間短路。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證造成本次事故的原因，對開關(guān)柜內(nèi)未損壞的帶電顯示器傳感器，抽兩只傳感器進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部芯棒填充劑軟化，存在絕緣薄弱點(diǎn)。由于10kV系統(tǒng)出現(xiàn)失地引起過電壓，使傳感器內(nèi)部局部放電，逐步發(fā)展為貫穿性擊穿，造成相間短路。

此外，開關(guān)柜故障的原因還有檢修預(yù)試時(shí)在開關(guān)柜遺留工具或短接線接地線、誤操作等。開關(guān)柜故障往往會出現(xiàn)“火燒連營”事故，多面開關(guān)柜被電弧燒毀，“慘”不忍睹。造成事故擴(kuò)大的原因主要有三點(diǎn)：首先，由于開關(guān)柜母線室是連通的，當(dāng)一個(gè)間隔故障時(shí)，電弧侵犯鄰柜造成“火燒連營”;其次，繼電保護(hù)整定配合不盡合理，保護(hù)動作時(shí)間過長或保護(hù)有缺陷不動作靠上一級保護(hù)動作隔離故障，故障時(shí)間長造成電弧損害加重;最后一個(gè)原因則是高壓電弧故障時(shí)引起保護(hù)損壞或直流電源故障，造成保護(hù)失靈，短路長時(shí)間不消失，整個(gè)高壓室?guī)缀跛械拈_關(guān)柜均燒毀，最后連主變lOkV低壓架空母線都被弧光燒斷，直至越級跳閘，往往連主變也被長時(shí)間短路所損壞。

二、防范措施：

（一）加快老舊開關(guān)柜（如GG1A、GGX2、XGN型等）改造或完善化大修。各單位要按《關(guān)于印發(fā)2008-2010年縣供電企業(yè)電氣設(shè)備技改、大修指導(dǎo)性意見的通知》（生變〔2007〕145號）加大老舊開關(guān)柜技改力度，運(yùn)行時(shí)間短、達(dá)不到技改的條件的開關(guān)柜要按省公司完善化方案開展完善化大修。

開關(guān)柜內(nèi)絕緣可靠性低的酚醛環(huán)氧類絕緣子和爬距不足的絕緣子安排更換為符合要求的瓷絕緣子。母線加阻燃熱縮絕緣套，絕緣套本身應(yīng)耐受20 U,的交流耐壓，目的是防止小動物爬人柜內(nèi)造成短路,也可防止因煙氣、游離氣體進(jìn)人時(shí)空氣間隙絕緣降低造成的弧光短路。

（二）做好開關(guān)柜訂貨、出廠前驗(yàn)收、安裝與驗(yàn)收管理工作 根據(jù)國際、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和《預(yù)防交流高壓開關(guān)事故措施》（國家電網(wǎng)公司生〔2004〕641號）、《預(yù)防12kV-40.5kV交流高壓開關(guān)柜事故補(bǔ)充措施》（國家電網(wǎng)生〔2010〕811號）、《福建省電力有限公司戶內(nèi)交流金屬封閉高壓開關(guān)柜訂貨技術(shù)規(guī)范》（閩電生產(chǎn)〔2008〕480號）等文件，做好開關(guān)柜招標(biāo)文件、訂貨技術(shù)協(xié)議的審查工作，開關(guān)柜出廠前赴廠驗(yàn)收，開關(guān)柜安裝調(diào)試過程安排專業(yè)人員開展技術(shù)監(jiān)督工作，組織做好開關(guān)柜投產(chǎn)前的驗(yàn)收工作。

把好10kV開關(guān)柜的選型及采購關(guān)。選型要注意開關(guān)設(shè)備有關(guān)參數(shù)是否滿足現(xiàn)場運(yùn)行條件。對開關(guān)柜所配的元件應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，盡量選用運(yùn)行情況良好的產(chǎn)品；并要求驗(yàn)收時(shí)，開關(guān)設(shè)備配置要有各元件試驗(yàn)報(bào)告，特別是帶電顯示器的傳感器的局放試驗(yàn)報(bào)告，杜絕不良設(shè)備入網(wǎng)。

（三）加強(qiáng)巡視運(yùn)行管理

1.加強(qiáng)巡視中的安全管理，巡視或操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照安規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)文本(含標(biāo)準(zhǔn)巡視卡)或 PDA以及操作票的要求進(jìn)行，巡視或操作時(shí)著裝應(yīng)規(guī)范，并注意站位。

2.開關(guān)柜操作前應(yīng)確認(rèn)柜內(nèi)斷路器和隔離開關(guān)的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行倒閘操作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視設(shè)備的動作情況，如發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)卡澀、動觸頭不能插入靜觸頭、合閘不到位等，應(yīng)停止操作，待缺陷按規(guī)定程序消除后再行操作。3.對防誤、防爆等功能不符合規(guī)范要求的開關(guān)柜，應(yīng)逐一列出清單，做好危險(xiǎn)點(diǎn)分析和預(yù)控措施，納入紅線設(shè)備管理，并根據(jù)紅線設(shè)備要求在開關(guān)柜面板上張貼標(biāo)識，有計(jì)劃地安排改造。

4.巡視中應(yīng)注意開關(guān)柜的門和面板是否鎖緊，對螺栓丟失、損壞的，應(yīng)及時(shí)上報(bào)缺陷處理。

5.嚴(yán)格按照《福建省電力有限公司高壓帶電顯示裝置管理規(guī)定》的要求，做好開關(guān)柜帶電顯示裝置的巡視和維護(hù)工作，確保帶電顯示裝置工作正常。

6.對重負(fù)荷的開關(guān)柜，應(yīng)重點(diǎn)巡查。無法開展柜內(nèi)測溫的開關(guān)柜，可檢查柜體溫度是否異常。

7.加強(qiáng)保護(hù)定值及壓板投退管理，避免由于定值或壓板投退錯誤造成事故擴(kuò)大。

8.在開關(guān)柜配電室配置通風(fēng)、防潮設(shè)備和濕度計(jì)，并在梅雨、多雨季節(jié)或運(yùn)行需要時(shí)啟動。

（四）加強(qiáng)檢修維護(hù)管理

1.開關(guān)柜檢修重點(diǎn)對觸頭接觸情況（有無過熱變色的痕跡）、柜內(nèi)電氣主回路連接螺栓緊固、傳動部件軸銷的固定情況、機(jī)構(gòu)輔助開關(guān)接觸、操作機(jī)構(gòu)手車軌道及閉鎖裝置部件是否有機(jī)械變形或損壞等情況等進(jìn)行檢查。對于變電站電容器組等操作頻繁的高壓開關(guān)柜要適當(dāng)縮短巡視檢查和維護(hù)周期。

2.已運(yùn)行的開關(guān)柜結(jié)合停電檢查，開關(guān)柜底部以及柜與柜間孔洞是否封堵，有無小動物進(jìn)入的可能。3.檢修試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)重點(diǎn)檢查開關(guān)柜有無遺留工具、物件以及試驗(yàn)用的短接線、接地線。

4.由于GGX2、XGN等型號開關(guān)柜選用運(yùn)行中易造成發(fā)熱的旋轉(zhuǎn)隔離開關(guān)(如GN30-12型隔離開關(guān))，應(yīng)結(jié)合停電檢查隔離開關(guān)觸頭（含彈簧）有無過熱或燒損，重點(diǎn)為大電流開關(guān)柜（如主變進(jìn)線柜、分段開關(guān)柜等）。

5.對重負(fù)荷且無法開展測溫的開關(guān)柜盡快安排停電檢查，可選一、二座變電站嘗試安裝開關(guān)柜在線測溫裝置。

6.結(jié)合停電檢查開關(guān)柜各相帶電體之間、相對地之間空氣距離是否符合規(guī)范要求（如35kV開關(guān)柜的為300mm，10kV開關(guān)柜的為125mm）。

7.結(jié)合停電檢查開關(guān)柜的機(jī)械聯(lián)鎖，是否滿足“五防”要求。檢查開關(guān)柜內(nèi)手車活門打開、關(guān)閉是否靈活正常。

（五）10、35kV出線多的變電站安排10、35kV系統(tǒng)電容電流測量，10kV電纜線路電容電流達(dá)30A和35kV系統(tǒng)電容電流達(dá)10A需安排安裝消弧線圈。10—35kV母線PT安裝消諧裝置。

第五篇：直流系統(tǒng)典型故障分析與對策

直流系統(tǒng)典型故障分析與對策

設(shè)備工程部 張建全

【摘要】本文介紹了直流系統(tǒng)的常見配置、絕緣監(jiān)察裝置的原理和數(shù)學(xué)模型，針對發(fā)電廠直流系統(tǒng)的接地、交流竄入直流、寄生回路等典型故障，分析了不同故障產(chǎn)生的原因及分析方法，總結(jié)了應(yīng)對直流系統(tǒng)典型故障的對策，以期為設(shè)計(jì)、檢修及維護(hù)人員的直流改造、設(shè)備驗(yàn)收、故障消除等工作提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng) 直流接地 交流串入直流 寄生回路 引言

直流系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，為一些重要負(fù)荷、繼電保護(hù)及自動裝置、交流不停電電源（UPS）、遠(yuǎn)動通訊裝置、控制及信號回路提供穩(wěn)定可靠地工作電源。發(fā)電廠直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，常因回路設(shè)計(jì)不完善、誤接線、元件生產(chǎn)工藝落后以及在長期運(yùn)行中環(huán)境的改變、氣候的變化引起的電纜及接頭老化等問題，不可避免的會出現(xiàn)直流接地、交流串入直流、不同直流系統(tǒng)間形成寄生回路等故障，這些故障不僅會造成直流電源的短路、引起熔斷器熔斷或電源開關(guān)斷開，使電力設(shè)備失去控制電源；甚至?xí)鹦盘栄b置、繼電保護(hù)及自動裝置、斷路器的誤動或拒動，引發(fā)電力系統(tǒng)故障乃至事故，從而對發(fā)電廠、電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此關(guān)于直流系統(tǒng)的可靠性與安全性以及如何迅速有效的解決故障等問題，得到了研究、設(shè)計(jì)、檢修及維護(hù)人員的廣泛關(guān)注。2 直流系統(tǒng)的配置、絕緣監(jiān)察原理和數(shù)學(xué)模型 2.1 直流系統(tǒng)的常見配置

直流系統(tǒng)的常見配置如圖1所示。直流系統(tǒng)由兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，每個(gè)子系統(tǒng)都有獨(dú)立的充電機(jī)、蓄電池組和絕緣監(jiān)察裝置。兩個(gè)直流子系統(tǒng)通過直流分電屏分別提供兩組直流母線KM1（控制母線電源1）、BM1(保護(hù)母線電源1)和KM2（控制母線電源2）、BM2(保護(hù)母線電源2)。將保護(hù)裝置的直流電源與操作控制的直流電源分開，以保證雙重化配置的兩套保護(hù)的直流電源、兩個(gè)控制回路的控制電源相互獨(dú)立[1]。

圖1 直流系統(tǒng)的配置

2.2 絕緣監(jiān)察裝置的原理和數(shù)學(xué)模型

直流絕緣監(jiān)察裝置的原理如圖2所示，虛線內(nèi)為主機(jī)內(nèi)部分，主機(jī)檢測正、負(fù)母線對地電壓，通過對地電壓計(jì)算出正負(fù)母線對地絕緣電阻，當(dāng)絕緣電阻低于設(shè)定值時(shí)，裝置報(bào)警。

圖2 直流絕緣監(jiān)察裝置原理

其中，R+為直流正母線對地電阻值，R-為直流負(fù)母線對地電阻值，V1為直流正母線對地電壓值，V2為直流負(fù)母線對地電壓值，R1、R2為裝置內(nèi)設(shè)定電阻，R1=R2，數(shù)學(xué)模型如下：

當(dāng)K1閉合，K2打開，測得一組V1,V2實(shí)際數(shù)值，得出方程（1）

V1/V2=（R1//R+）/R-（1）

當(dāng)K1斷開，K2閉合，測得一組V1’,V2’實(shí)際數(shù)值，得出方程（2）

V1’/V2’=R+/（R2//R-）（2）聯(lián)立方程（1）、（2）即可求得正、負(fù)母線的對地電阻值R+、R-，當(dāng)計(jì)算值R+、R-低于設(shè)定值時(shí)，裝置報(bào)出正、負(fù)接地告警信號。3 直流系統(tǒng)典型故障及分析 3.1 直流系統(tǒng)接地

直流系統(tǒng)接地故障因其發(fā)生率高、危害性大而成為發(fā)電廠電氣維護(hù)工作中的一個(gè)頑疾。在豐潤熱電公司兩臺機(jī)組運(yùn)行5年發(fā)現(xiàn)的電氣二次缺陷中，直流系統(tǒng)接地故障占有很大的比例。僅2011年涉及直流接地故障就有5次之多。

當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)金屬性接地時(shí)，因其不能形成回路，不會產(chǎn)生短路電流，故不會影響設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，但是必須及時(shí)消除。否則，再發(fā)生另一點(diǎn)金屬性接地，就有可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護(hù)、信號、自動裝置誤動或拒動；造成直流保險(xiǎn)熔斷，使繼電保護(hù)及自動裝置、控制回路失去電源，從而引發(fā)電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障乃至事故[2]。

3.1.1直流正極兩點(diǎn)接地導(dǎo)致誤動

直流正極兩點(diǎn)接地有使繼電保護(hù)及自動裝置、斷路器線圈誤動的可能，如圖3所示，若A、B兩點(diǎn)接地，則KA1、KA2的接點(diǎn)被短接，KM將誤動跳閘。若A、C兩點(diǎn)接地，則KM接點(diǎn)被短接從而引起相關(guān)開關(guān)誤跳閘。同理，正極兩點(diǎn)接地還可能造成誤合閘，誤報(bào)信號。

圖3 直流系統(tǒng)接地情況圖

3.1.2直流負(fù)極兩點(diǎn)接地導(dǎo)致拒動

直流負(fù)極兩點(diǎn)接地有使繼電保護(hù)及自動裝置、斷路器線圈拒動的可能，如圖3所示，若B、E兩點(diǎn)地，則KM線圈被短接，保護(hù)動作時(shí)KM線圈不動作，開關(guān)不會跳閘。若D、E兩點(diǎn)接地，則LT線圈被短接，保護(hù)動作及操作時(shí)開關(guān)拒跳。同理，負(fù)極兩點(diǎn)接地開關(guān)也可能合不上閘，信號不能報(bào)出。3.1.3正負(fù)極兩點(diǎn)接地引起熔絲熔斷

當(dāng)直流正負(fù)極兩端兩點(diǎn)接地時(shí)，如圖3所示，當(dāng)A、E兩點(diǎn)接地時(shí)，將引起熔絲熔斷。當(dāng)B、E和C、E兩點(diǎn)接地,保護(hù)又動作時(shí)，不但斷路器拒跳，而且熔絲會熔斷、可能燒壞繼電器的觸點(diǎn)[3]。3.2 交流串入及耦合電容對直流系統(tǒng)的影響

在電廠、變電站現(xiàn)場除了直流回路外，還存在著大量而廣泛的交流回路，例如照明及墻壁電源、低壓電動機(jī)交流控制、電壓互感器以及電流互感器二次回路等。由于他們的一端是連接大地的，這些回路與直流回路串電時(shí)，不僅導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地[4]，甚至引起保護(hù)及自動裝置的誤動作。

2010年6月豐潤熱電公司1號機(jī)機(jī)爐PC A段進(jìn)線等三個(gè)進(jìn)線開關(guān)跳閘，跳閘前DCS系統(tǒng)檢測到直流負(fù)母線發(fā)生過接地故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)某端子箱內(nèi)交、直流相鄰端子有短接燒黑痕跡，確定因此發(fā)生了220V交流電串入直流負(fù)端。直流負(fù)端串入交流電壓后，DIC對DI的電位某些時(shí)刻超過動作電壓值，同時(shí)因?yàn)镈I端存在的耦合電容導(dǎo)致DI端的電位不能發(fā)生突變（電容特性），導(dǎo)致DI的兩端存在大于動作值的電位差，測控裝置檢測到DI動作，開關(guān)發(fā)生跳閘。

圖4 模擬實(shí)驗(yàn)原理圖

我們對相關(guān)測控裝置進(jìn)行了交流串入直流的模擬實(shí)驗(yàn)，原理如圖4所示，K1、K2、R1、R2為絕緣檢查裝置內(nèi)部元件，監(jiān)察原理如2.2所述，在控制回路負(fù)端加入交流220V電壓，當(dāng)耦合電容達(dá)到0.4μF時(shí)，光耦發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

從而可以得出結(jié)論：因控制線路教長而存在耦合電容，當(dāng)耦合電容達(dá)到一定量時(shí)，若發(fā)生直流負(fù)極接地或負(fù)極串入交流電源信號時(shí)將導(dǎo)致光耦電路產(chǎn)生電平變位。同理若直流正極或外部分閘接點(diǎn)下口線路發(fā)生交流串入，風(fēng)險(xiǎn)等同。3.2 寄生回路造成接地假象

2013年8月，豐潤熱電公司I、II段兩獨(dú)立直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置同時(shí)報(bào)警，I段母線發(fā)負(fù)接地信號,I號絕緣監(jiān)察裝置顯示正母線對地電壓為230V，負(fù)母線對地電壓0V；II段母線發(fā)正接地信號,II號絕緣監(jiān)察裝置顯示正母線對地電壓為0V，負(fù)母線對地電壓-230V。同時(shí)啟備變B套保護(hù)裝置告警。經(jīng)查在B套保護(hù)裝置的操作箱內(nèi)“顯示與復(fù)歸”板件端子焊點(diǎn)處有短路燒黑痕跡。其板件原理圖如圖5所示，板件元件布置情況如圖6所示。

圖5 顯示與復(fù)歸原理圖

圖6 板件實(shí)際布置圖

因板件焊點(diǎn)9J1ac4和焊點(diǎn)9J1ac5在板件上的距離接近，制造工藝不良，再加上環(huán)境變化及積塵的影響導(dǎo)致了兩個(gè)焊點(diǎn)間的短路。從而形成寄生回路將II段直流正電與I段直流負(fù)電短接。兩段直流短接后形成了一個(gè)端電壓為460V的電池組，中點(diǎn)對地電壓為零，又因?yàn)槊拷M直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置均有一個(gè)接地點(diǎn)（原理見2.2），短路后直流系統(tǒng)中存在兩個(gè)接地點(diǎn)。所以II段直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置判斷為正極接地，I段直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察裝置判斷為負(fù)極接地。4 直流系統(tǒng)典型故障相應(yīng)對策

鑒于直流系統(tǒng)的重要性、故障造成的危害性以及現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，如何將風(fēng)險(xiǎn)降至最低，如何將缺陷消除于萌芽，如何迅速有效的解決故障成為繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、制造和檢修維護(hù)人員緊迫問題。為此，本文針對上述直流系統(tǒng)典型故障進(jìn)行分析并總結(jié)相應(yīng)對策，已期能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供一定的參考。

（1）對于運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、環(huán)境惡略的場所的直流電纜，在設(shè)計(jì)、建設(shè)施工期間的電纜選型應(yīng)考慮足夠的備用芯，檢修維護(hù)人員可利用設(shè)備停修的機(jī)會，對直流回路進(jìn)行絕緣測試做好記錄，并進(jìn)行劣化分析。對于絕緣水平低，或出現(xiàn)接地芯線時(shí)可及時(shí)更換。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，雖不至引起危害，但必須及時(shí)消除，以免發(fā)生兩點(diǎn)接地給系統(tǒng)造成影響。對于直流系統(tǒng)接地故障的查找方法和注意事項(xiàng)可參見相關(guān)規(guī)程，本文不再贅述。

（2）為避免交流串入直流的影響，應(yīng)在端子箱或屏柜端子處將交流端子做明顯的標(biāo)識，并與直流端子以明顯距離隔開。同時(shí)直流回路繼電器與交流繼電器、接觸器、小開關(guān)等設(shè)備保持相當(dāng)?shù)木嚯x，以免交流回路的電壓切換中產(chǎn)生電弧將交流電壓引入直流回路[2]。為避免直流長線路耦合電容的影響，可在控制回路，特別是跳合閘出口回路加裝大功率的重動繼電器。

（3）對于設(shè)備數(shù)量多、回路復(fù)雜的發(fā)電廠直流系統(tǒng)，由于輸煤、除灰、廢水等輔助系統(tǒng)的工況和環(huán)境惡略，建議將這些輔助系統(tǒng)的直流電源與主系統(tǒng)的直流電源分開布置，以提高主系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（4）為防止出現(xiàn)寄生回路并造成影響，除了在直流回路的設(shè)計(jì)、改造、施工、驗(yàn)收中嚴(yán)格審核把關(guān)外，還可以在定期檢驗(yàn)過程中以測量兩組獨(dú)立的直流系統(tǒng)之間的絕緣的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。對于板件內(nèi)回路應(yīng)盡可能采用弱電源設(shè)計(jì)，且兩組不同的直流回路之間應(yīng)留有足夠的絕緣距離，提高制造工藝，以防焊點(diǎn)接近虛接而形成寄生回路。

（5）加強(qiáng)日常巡檢及特巡力度、保持電纜溝排水通暢，定期清掃灰、粉塵、檢查接線端子發(fā)熱情況，二次回路退出運(yùn)行或多余的電纜頭應(yīng)包扎好，工作完畢注意清理現(xiàn)場勿將金屬零件遺留屏內(nèi)，保持好設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[3]毛錦慶，等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答 中國電力出版社，1999；

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