烏魯木齊壓氣站1#電機吹掃系統故障原因分析

摘 要：電機吹掃系統又稱電機正壓通風系統，是西氣東輸電驅站場18MW同步電機的關鍵輔助系統，吹掃系統故障會直接導致變頻器跳機，進而引起機組停機，給站場的安全平穩運行帶來嚴重影響。針對烏魯木齊壓氣站1#電機吹掃系統故障，文章從電機吹掃系統的原理入手，用“故障樹分析法”深入分析了系統發生故障的原因，提出了整改措施，為今后電機吹掃系統的故障處理積累了寶貴經驗。

關鍵詞：電機吹掃系統；低壓報警；中壓報警；故障樹分析法

1 概述

電機吹掃系統又稱電機正壓通風系統，是西氣東輸電驅站場18MW同步電機的關鍵輔助系統，吹掃系統的安全可靠運行對站場的安全生產有重要意義。文章應用“故障樹分析法”分析了烏魯木齊站1#電機吹掃系統發生“低壓報警”和“中壓報警”的原因，并提出了整改措施，對今后電機吹掃系統的故障處理有重要的指導意義。

2 故障現象

2014年1月16日，烏魯木齊壓氣站1#電機處于待機狀態時，電機吹掃裝置發生“低壓報警”和“中壓報警”，值班人員關閉供氣閥后，再重新打開供氣閥，報警消失，大約4～5秒鐘后吹掃裝置安全閥打開，裝置出現“低壓報警”和“中壓報警”，吹掃系統無法進入正常“定時吹掃”狀態（定時吹掃的黃色指示燈不亮）。

3 電機吹掃系統工作原理

3.1 電機吹掃裝置的作用

在電機啟機前，電機吹掃裝置將站場空壓機提供的壓縮空氣送入電機內腔，對電機內腔內的原有氣體進行置換，將內腔內的原有氣體由頂部吹掃出口閥排出，吹掃完成后吹掃出口閥自動關閉，同時裝置給變頻器的PLC發出吹掃完成信號，電機進入泄漏補償狀態。在電機運行過程中電機內腔壓力始終高出外界壓力10mbar，防止可燃氣體進入殼體內部。

3.2 電機吹掃系統的工作流程

電機吹掃系統的工作可分為五個步驟：預吹掃之前→增壓預吹掃→啟動定時吹掃→完成定時吹掃→泄漏補償模式。下面分別對每個步驟的控制邏輯進行分析：

（1）預吹掃之前：打開供氣閥后，吹掃氣體通過吹掃閥進入電機腔體。此時系統不會發出遠傳信號。

（2）增壓預吹掃：由于吹掃氣體不斷進入電機殼體，電機內腔形成一個初始的內部壓力，通過電機殼體上所設的壓力監測點，將采集到的低壓、中壓和高壓信號反饋給系統，當電機內部壓力大于1.5mbar時，系統通過快速排氣閥上的吹掃出口閥進行預吹掃。同時裝置會發出低壓、中壓和高壓的遠傳信號到PLC中（低壓低于4mbar，發出報警信號；中壓低于5.5mbar，發出報警信號；高壓高于35mbar，發出報警信號）。

（3）啟動定時吹掃：快速排氣閥上的吹掃出口閥的流量將隨腔體壓力的增大而增大，當安全閥上的孔板壓差大于6.4mbar，中低壓感應器發出信號啟動計時器。

（4）完成定時吹掃：當達到系統設定時間75min后，時間閥門給出信號，吹掃完成閥閉合，吹掃出口閥關閉，系統會發出“吹掃完成”遠傳信號到PLC中。

（5）泄漏補償模式：通過電機殼體上所設的壓力監測點，將采集到的電機外殼壓力信號反饋給系統，當壓力低于系統設定值10mbar時，系統通過泄漏補償閥進行補氣，這時系統進入泄漏補償狀態，保證電機內腔壓力始終高于外界。

4 故障原因分析

根據故障現象，吹掃裝置在安全閥打開后，電機內部壓力必然下降，電機外殼的壓力監測點采集的壓力低信號反饋給吹掃系統，因此裝置會出現“低壓報警”和“中壓報警”，所以，安全閥打開的原因也就是故障發生的原因。

對于安全閥打開的原因，下面我們采用“故障樹分析法”進行分析。

如圖1所示，吹掃系統安全閥打開有兩個原因：一是安全閥損壞，二是電機內部壓力超過安全閥設定值30mbar。而導致電機內部壓力超過30mbar的原因只能是電機在增壓預吹掃過程中吹掃出口閥未打開，從而導致電機內部一直在增壓。

進一步分析，吹掃出口閥未打開的原因有兩個：一是吹掃出口閥損壞，二是打開吹掃出口閥的回路出現故障。導致打開吹掃出口閥的回路故障的原因有三個：一是吹掃出口啟動信號閥（1）未打開，二是吹掃出口啟動信號閥（2）未打開，三是快速排氣閥未打開。由于吹掃出口啟動信號閥（2）是常開閥（即沒有觸發氣時，閥門為打開狀態），因此吹掃出口啟動信號閥（2）未打開的原因只能是吹掃出口啟動信號閥（2）損壞。而快速排氣閥未打開的原因必然是快速排氣閥損壞。

由于吹掃出口啟動信號閥（1）為常關閥（即沒有觸發氣時，閥門為關閉狀態），因此吹掃出口啟動信號閥（1）未打開的原因有兩個：一是吹掃出口啟動信號閥（1）損壞；二是吹掃出口啟動信號閥（1）未觸發，也就是吹掃出口啟動信號閥（1）邏輯氣壓力不足。

在給吹到出口啟動信號閥（1）提供邏輯觸發氣的回路中，有五個原因會導致吹掃出口啟動信號閥（1）邏輯氣壓力不足。一是低壓感應器1未導通，二是低壓感應器2未導通，三是中低壓感應器漏氣，四是吹掃完成閥漏氣，五是低壓開關漏氣。

而引起低壓感應器1未導通的原因有三個：一是低壓感應器1損壞；二是低壓感應器1觸發氣回路漏氣；三是電機外殼壓力變送器損壞。相應的，引起低壓感應器2未導通的原因也有三個：一是低壓感應器2損壞；二是低壓感應器2觸發氣回路漏氣；三是二次接線盒外殼壓力變送器損壞。

至此，我們一共分析出14個可能導致安全閥打開的原因。對這14個原因，我們逐一進行排查，最終發現，吹掃完成閥有輕微的漏氣。

5 結論

由于吹掃完成閥有輕微漏氣，使得觸發吹掃出口啟動信號閥（1）的邏輯氣壓力降低（低于2bar，邏輯觸發氣壓力在2bar～2.4bar時，吹掃出口啟動信號閥（1）打開），導致吹掃出口啟動信號閥（1）沒有打開，進而導致快速排氣閥上的吹掃出口閥未打開，電機內部一直在充氣，卻沒有排氣的通道（電機外殼泄漏量很小），當電機內部壓力達到安全閥的動作壓力值30mbar以上時，安全閥打開，引起電機內部壓力下降，進而系統發出“低壓報警”和“中壓報警”。

6 處理措施

更換漏氣的吹掃完成閥后，系統恢復正常。

7 結束語

通過對烏魯木齊站1#電機吹掃系統故障原因的分析，我們不僅得出了故障的根本原因，而且總結出了處理類似問題的方法，并提出了整改措施，使得電機吹掃系統恢復了正常，同時也為今后電機吹掃系統的故障處理積累了寶貴的經驗。

作者簡介：韓小虎（1986-），男，助理工程師，學士，主要從事電氣自動化方面的工作。