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電氣設備的故障分析與管理探討

適合爐型:其它爐型   時間:2016年10月02日 15:12:28  【加入收藏夾】【舉報】【關閉

工廠設備運轉中,有時會發生意想不到的事故,此時應能夠準確判斷事故產生的原因,以便盡快采取相應的對策。然而經驗表明,對于電氣故障來說,某些單純的故障在調查診斷期間有時卻意外地自動恢復正常,而故障的原因卻始終不甚明了。對故障狀態的準確判斷是非常重要的,這是因為判斷的結果會對故障處理產生很大的影響。然而在事故現場,處理事故所允許的時間往往十分有限,又往往只能利用簡單的測量儀表來進行檢測,這些情況都容易導致對故障判斷的失誤。因此,必須對電氣設備的故障有足夠的認識。本文主要對電氣設備的故障進行了分析并進行了管理研究。
變電設備引起的故障
  近年來,受變電設備已經基本上可以做到免維護,我們的工作精力也因此轉移到生產線的控制和改造上來,對于受變電設備關注程度則越來越低。但是,一旦受變電設備和機器發生故障,就會直接導致所有工廠停工等重大事故發生。有些時候,常常沒有準備必要的備用設備,也沒有其他應急處理預案,這種情況下,在工廠內部可供選擇的應急處理手段將十分有限。在警報已發出的情況下,若原因已經確認,能夠及時處理的應該盡快處理,一旦處理延遲或者難以恢復,則事故的危害程度將會進一步增大。
  (1)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,就會因吸濕、氧化等作用而使絕緣油性能變壞,使變壓器線圈的絕緣性能變壞,從而使整個變壓器的絕緣性能下降。為了防止上述情況的發生,對于大容量變壓器,可在其內部密封氮氣,以防止絕緣油氧化。由于線圈的局部過熱和局部放電,以及鐵心的異常等原因,將會引起變壓器內部的溫度上升。溫度的上升將引起絕緣油熱分解和氧化,進而產生異常氣體并溶解或滯留于絕緣油中。上述情況較輕時,氣體壓力將顯示異常;如果有異常發熱或短路等情況發生,則氣體壓力將急劇升高,可導致沖擊壓力繼電器動作。為了對上述來自變壓器內部的故障實施保護,需要設置雙浮子繼電器。
  (2)變壓器、發電機線圈發生短路或接地。變壓器或發電機的線圈發生短路或接地時,其供電電路將被切斷,但是這種事故很少發生。首先,對這種類型的事故而言,在現場作緊急處理是不可能的,屬于必須回到制造廠進行修理的重大事故。如果是油浸式變壓器發生線圈短路或接地事故,則存在從短路部位的燒毀發展成變壓器火災的嚴重危險。因此,電氣設備技術標準中規定,對于額定容量為5MVA以上的變壓器,必須設置內部故障保護裝置,以便在發生故障時迅速切斷供電電路。為了達到上述目的,建議采用比率差動繼電器。
  (3)停電作業失誤。因需要進行設備檢修,一般來說,工廠的變電所每年要進行1~2次的全停電作業。由于平時很少有與變電所設備直接接觸的機會,因此檢修時需要格外仔細地進行,即使這樣,有時還是會發生意想不到的錯誤。特別需要注意以下幾種情況:檢修后不要忘記檢查設備的接地線是否可靠接好;是否有檢修工具等忘記在控制柜內;等等。實際上,上述錯誤往往是由檢修人員的漫不經心造成的,為了防止這些事故的發生,檢修作業后恢復確認環節是極其重要的。
供電線路引發的事故
  因線路關系而發生的對地短路和線間短路事故也會引起系統停電,但要了解短路原因及其位置并不簡單。如果線路出現燒毀或斷線,對于低壓電路,作應急處理還比較容易,但對于高壓電路來說,修理或變更線路路徑就不是一件容易的事情了。因此,在最初設計線路時,就應當選擇適合使用設備的開關裝置和導線容量,以及嚴格按照電氣設備技術標準的要求進行施工。在正常環境使用的情況下,加強了線路絕緣的維護管理,在所使用的保護裝置和選擇和設定上采取了保護協調措施,使保護裝置的動作更加合理,也杜絕了波及其他系統事故的可能性。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路相結合,因此獲得了廣泛的應用。
  2.1 變壓器中性點接地斷線。單相3線式變壓器可以輸出兩種電壓。當3線采用同樣粗細的導線時,與單相2線式相比,用銅量可以減少37.5%。單相3線式變壓器廣泛應用于工廠照明、電熱負載,以及滿足一般單相負載的電力供應。變壓器的一次側為單相高壓、二次側為210V和105V兩個輸出電壓等級,二次側的中性線采用B類接地施工。因此,變壓器的對地電壓小于150V,從安全上來說,還可以在發生高壓側與低壓側混線接觸時,防止低壓側電壓升高的危險。然而,當接地線已經斷線但變壓器仍然給負載供電時,這種情況是非常危險的,如果這時其他電壓相發生對地短路,則接地線的接地電阻值對于配電線路、變壓器及二次側的設備機器等都將產生很大的影響。
  2.2 地下高壓電纜對地短路事故。
  (1)從供電線路的條件、線路的保護、景觀上是否合適,以及所需要的經費等方面綜合考慮,工廠內部大多采用地下供電方式。因此工廠供電線路是不需要進行外觀檢驗和事故修理的,也正因為如此,電纜敷設場所的溫度應能保持穩定,從外傷保護的角度來說敷設場所應該是安全的。
  (2)地下電纜的敷設可以分為地溝式、地下管道式以及直接埋設式等幾種方式。當然,一旦發生對地短路或者線間短路事故時,地下供電方式將給故障點的確定和修理帶來很大困難。特別是對于大容量電纜,到貨時間需要1個月以上,如果沒有庫存的備品,工廠將被迫長時間停產。因此,現場的實際情況是為了不影響生產,必須千方百計地對事故點進行最低限度的應急處理,以便能夠盡快送電。由于事故原因的多種多樣,在電纜施工時需要解決很多問題,只有充分做好預防保全工作,才有可能預防事故發生。
控制電路和設備引起的故障
  控制電路已經進入基本程序控制的軟件化階段,由硬件構成的部分已經變得很少了。利用軟件可以實現復雜的控制,使機器設備的操作及故障診斷等都變得很容易實現。但是,由于動作信號較弱,環境溫度和噪聲對控制信號的影響不能忽視,使得控制電路和控制設備所使用的零部件和保護裝置的種類很多,所構成的控制電路也比較復雜,倉庫里也必須儲備很多備用零部件,以備不時之需。由于控制電路的復雜性,當控制設備發生事故時,從外部進行的調查變得比較困難,一旦發生事故,往往需要一定的調查時間,有時甚至最終也查不出原因。
  3.1 斷路器投入錯誤。每當設備進行檢驗修理或改造作業完工后,需要將斷路器重新投入電源,以便確認電路運行是否已恢復正常。生產設備的電源電路由動力電路和控制電路兩部分組成。一般來說,應首先激活控制電路的電源,繼電器和電磁開閉器不應發生異常動作,在確認沒有警報等其他異常情況后,方可投入動力電源。如果將上述操作順序反過來,一旦存在配線錯誤,或者具有保持功能的繼電器仍然保持著上次操作后的狀態,或者切換開關還帶著負載等情況,若首先激活動力電路,則有可能發生短路事故或者毫無預期的機器動作,導致發生人身安全事故和設備損傷。
  3.2 線路電容對控制繼電器的影響。表面上看是可編程控制器模塊的裝配施工,從實際運行來看,有時會出現繼電器動作不穩定甚至不動作。另外,常使用傳感器來控制遠處的電動機,使之起動、制動或調速。當控制線路附件有交流動力線路通過時,動力線路就會在線路電容的作用下在附件的控制線路中產生感應電壓,從而對控制裝置的正常工作產生不利影響。PLC和DCS等系統進行信號通信時,需要快速處理大量的信息,為了防止上述干擾事故的發生,最好采用不受上述感應作用影響的光纜通信等專用通信方式。
  3.3 線路絕緣處理不良的影響。正常運行的設備未經報警就緊急停車,如果出了事故,多數是發生了短路或者對地短路事故,在這種情況下,由于保護裝置已經動作,因此事故原因是可以調查清楚的。一般來說,生產線的自動化程度是很高的,有一個運行環節故障停機,整個生產線就會停止運行,這時在中央監控室會發出“停車”警報。只有檢修完畢排除故障后,生產線才能恢復正常的運行,如果經常發生停車事故,其原因調查起來就會很困難,但是可以說基本上是電氣方面的原因。
  3.4 電磁接觸器燒損的背景。需要對運行中的負載頻繁進行起動、停止控制時,可以使用電磁接觸器。選擇電磁接觸器時,可以根據負載的性質及其運行特性選用合適的型號和規格。電磁接觸器的結構堅固,使用壽命長。主接點是電磁接觸器需要維護的主要部分。在工程實際中,一般根據運行時的聲音是否異常,或者通過觀察外觀來判斷接觸器工作是否正常,要想及時發現主接點的異常較為困難。有時發生了意外事故,事后回想起來才意識到當初的異常,但往往為時已晚。造成電磁接觸器燒損的原因有很多,例如設置場所的粉塵、環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燒損。
結論
  電氣設備的故障會引起電力系統的事故,導致電力系統正常運行的中斷。應對電氣設備管理模式進行探索,研究更加科學合理的電氣設備管理模式,增強電氣設備運行的可靠性,提高電力系統的穩定性。

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