系統思維 周密排查，專業維修干燥空氣發生器的常見故障及排除

劉建東 田清來

【摘 要】本案例主要介紹了在一個大型變電站變壓器檢修施工過程中由于施工項目對于干燥空氣發生器重用輕管弱保，操作人員對相關設備工作原理與構造認識不深，現場電源質量不高，應急處置措施準備不足，主電纜壓降過大導致設備無法正常啟動;在排除電纜故障設備啟動后干燥氣體露點不到-40℃以下，無法滿足大型變壓器檢修條件，造成了現場停工誤工。經專業檢修人員現場排查，更換主電纜、空壓機油分離器和被污染的熱干機吸附劑，設備恢復正常。本案例集中了電氣、機械、氣動故障于一體，相關排查處置方式，通過案例講解，意在指導現場人員熟練掌握干燥空氣發生器的常見問題及故障排除。學習本案例，對于機械操作人員、維護人員以及現場管理人員，也有很強的借鑒與指導意義。

【關鍵詞】干燥空氣;電纜;油精分離器;露點;微熱再生熱干機

1.事件簡要經過

（1）事件背景

2017年末，XX省為了保證在建特高壓工程能夠按期送電，需要一些500kV新建、改擴建變電站首先同時具備帶電條件。A點的500kV變電站作為核心聯絡站點，位置尤為關鍵，其能否按期投運是關系到特高壓工程是否能如期送電的關鍵制約因素。該變電站遠景規劃主變容量4X1000MVA，本期建2X1000MVA，500kV本期出線4回，至黃河2回，至B城2回，220kV本期出線10回，本期無功補償功率安裝為：高抗安裝60Mvar + 電容器補償60Mvar。

主變安裝完成后，在通流試驗過程發生主變有載分接調壓開關擊穿故障，導致變壓器絕緣油需要全部放出，人工進入變壓器內部更換開關，重新注油循環測試。在工期還余20天的情況下，變壓器的修復成為整個項目的焦點。

變壓器的安裝以及檢修都需要一臺專用設備---干燥空氣發生器。根據DL/T573變壓器檢修導則，110kV及以上電力變壓器檢修排油后應有滿足充氣保護（露點-40℃以下）要求設計的一套變壓器檢修設備，此設備能為變壓器、電抗器等大型電力設備安裝、檢修時供應干燥空氣，而干燥空氣能確保電力設備內部絕緣不受潮，進而防止檢修人員在設備內部工作時因缺氧而窒息，相比于氮氣更安全、可靠、經濟、方便。

由于該公司干燥空氣發生器配置較少，需要在各個站之間來回調劑使用。本次現場使用干燥空氣發生器基本配置為PUMA螺桿式空壓機+冷干機+熱干機，整機啟動運行以及加熱吸附式再生干燥機均采用PLC控制方式。該機設計簡化，未采用儲氣罐過渡方式，空壓機產生壓縮氣體能直接進行油過濾、冷干、熱干等處理。

現場臨時電源用進站變壓器在整個變電站的東北角，負責整個廠區的施工和生活用電。干燥空氣發生器所處工位在整個變電站的西部偏南，兩者距離200米。施工電纜為以前工地項目退轉的電纜（3X25+1*10與3X16+1X8），每根電纜中間都有接頭。由于現場動力電纜不夠長，設備動力電纜采用2種電纜搭接方式，電纜線徑明顯不夠。

干燥空氣發生器所用設備配電箱采用一進三出方式，也就是該配電箱除了為干燥空氣發生器供電以外，還要為現場2臺真空機組供電。

（2）事件經過

2017年10月12 日，1#變壓器的濾油機、儲油罐等設施準備完畢，準備注入干燥空氣同時進行排油作業，按照工作要求，需要充干燥空氣。操作人員李某（進場工作2年）原來崗位為真空濾油機操作員，由于項目人手短缺，項目部認為干燥空氣發生器設備自動化程度高，基本能夠實現無人值守，經過臨時培訓，安排該名同志上崗操作該機器），變壓器安裝班班長（XXX，20年工齡）同意了項目安排并對該名操作手進行了安全技術交底。

早上08：40，操作員在二級配電箱檢查干燥空氣發生器接線情況，在檢查完螺桿空壓機油位以及各閥門后，按規程合閘啟動干燥空氣發生器，設備啟動幾秒后瞬間停機，設備故障報警電極不平衡，測量發現啟動壓降過大，項目部電工劉某（10年工作經驗，持有交流電工證）調節站內臨時供電變壓器后繼續啟動機器，測量電壓壓降仍然過大，無法正常開機。

項目部立即組織人員將干燥空氣發生器移至變電站臨時供電變壓器旁，重新接電進行試機，啟動成功。施工項目初步判定動力電纜有問題，立即安排電工劉某在現場鋪設一根輔助電纜。

設備試機運轉一段時間后發現干燥空氣發生器露點達不到規定要求，檢查調節再生溫度并長時間運轉3h后露點一直沒能達到指定要求。測量空氣出口濕度跟干燥空氣生氣面板顯示相符，排除機體露點儀以及顯示器故障;檢查A、B塔工作壓力正常，A、B塔氣動閥可以正常開啟轉換;螺桿空壓機主機及熱干機控制系統面板顯示均正常，無缺油、高溫報警現象。

變壓器安裝班班長立即聯系上一個項目詢問工地使用情況，獲得回復是螺桿式空壓機在使用過程存在機油位下降，可采用不定期添加方式進行處理。

現場人員經過8個小時排查處置，設備仍然無法使用，最終向公司機具管理部門反映問題，并要求調換設備或者派專業人員現場維修，由于其它類似設備都在使用，無法替換，只能現場維修。機具管理部門在充分分析設備故障現象和設備運行維護檔案后，連夜準備維修備品配件趕往現場搶修。經更換油精分離器、熱干機吸附干燥劑后重新測試，空氣出口露點溫度降低到-40℃以下，滿足現場要求。同時電纜敷設工作完成，最終在午夜12時，設備就位并正常作業。

2.原因分析

（1）直接原因

1）螺桿式空壓機啟動電源質量要求高，現場電源質量不符合要求。本站所用動力電纜原來使用受過傷，存在接頭，且線徑不一、接線偏長，這些都是引起電壓下降的直接因素。二級配電箱同時掛接2臺真空機組，更是形成了分流效應，而螺桿壓縮機屬于大功率用電設備，啟動電流大，因此要求電源質量必須達到要求，電源線更要使用合乎規格。由于現場鋪設電纜長，有的地方需要壓接連接導致了現場壓降大，外加干燥空氣發生器螺桿壓縮機啟動電流大導致了設備故障報警停機。因此，為了安全可靠地使用干燥空氣發生器，必須首先保證電壓達到要求，電纜完好并合乎規格。

2）設備維護與保養不到位，導致熱干機的干燥劑污染，油精分離器失效，導致吸附功能弱化甚至失效，導致露點不達標。此次故障中干燥空氣發生器露點達不到要求是由于吸干機吸附劑老化、污染導致吸附效果變差，以至于不能得到滿足要求的干燥空氣。二吸附劑污染老化有時是因為螺桿式空壓機維護保養不及時，油精分離器失效沒有及時更換造成的。查閱分公司大型機械管理檔案，發現該機器兩年內全面保養記錄缺失，從側面印證設備維修保養不到位。為了現場安全可靠地得到干燥空氣，干燥空氣發生器必須按時定期進行檢修維護保養并測試各項壓力表、排污、氣動閥件、參數是否正常，維修保養記錄要同時錄入。

3）現場操作人員業務技能差，現場應急排查處置故障能力欠缺，特別是缺少機電氣一體化技術和PLC自動化控制技術方面的技能儲備，遇到問題只能簡單向上級部門反映。

4）未真正履行好大型機械進場把關工作。對于大型設備進場把關概念領會膚淺，執行不嚴。如果設備到達工地后操作人員先在變壓器旁測試區試機運行，可提前發現故障異常，也為后續排查動力電纜接線故障節省大量時間。

（2）間接原因

1）現場動力電源與電纜布設不科學。施工項目未充分考慮到施工高峰期全部動力設備用電負荷需求并充分準備動力電纜，配備足夠數量的二級配電箱。

2）設備設計存在缺陷。該套設備沒有配備儲氣罐，只是在氣體回路中增加了輔助冷卻器，缺少了2個功能：一是緩沖氣體壓力的波動，二是對泵入空氣進行初步冷卻并攔截部分油水殘留。該套設備對于后續冷干機和熱干機的氣體凈化處理帶來了一定負擔。

3）設備機具保管部門針對干燥空氣發生器使用管理不到位。上一個工地出現了空壓機機油缺少故障，現場操作人員進行簡單補充后繼續使用，沒有深入排查故障，也沒有對后續施工項目進行提示。經本次專業人員現場拆檢，油精分離器失效，導致部分空壓機油未充分攔截回收進入了后續管路系統，污染了熱干機吸附劑，導致熱干機功效降低。

3.暴露出問題

（1）項目在臨時電源管理上存在漏洞

項目開工前策劃不到位。項目部在臨時電源配置、走線及配電箱布置、動力設備負荷預測、電纜線徑選擇等方面考慮不到位，既增加了現場取電用電風險，也降低了用電可靠性。

（2）大型專業機械技能培訓不到位

針對大型專業機械的教育培訓流于形式，效果不好。參與培訓和實際干活的人員兩張皮。出現故障明顯暴露了現場人員的技能不足。

（3）大型專業機械管理制度不完善

大型機械現場管理執行差，拼設備、重用輕保現象普遍存在。無論是工地間設備調撥與交接、設備的維修保養與記錄等環節存在漏洞。

（4）施工現場管理存在漏洞

項目管理人員對于設備工作特性沒有深入調查，人員組織使用上隨意，編制施工方案缺少針對性措施，應急處置措施不力。

4.整改防范措施

（1）認真執行維修保養辦法

設備保障保管部門針對大型機械嚴格執行保養規程，認真開展自檢、互檢、專檢等程序，嚴格把關，確保設備維修保養做實做細，認真記錄可追溯。

（2）切實專業設備的技術培訓和崗位技能培訓

加大培訓和實操力度，一是對大型或復雜設備的結構、知識培訓和常見故障培訓，使施工人員能具備基本故障判斷分析能力;二是對規范操作的培訓，必須熟練掌握。

（3）提高現場施工管理水平

對于大型工程施工，必須提前作好策劃，

（4）進一步修訂公司大型施工機械管理制度

針對對于大型機械固定操作手，做到每名工作人員都責任落實到位。

（作者單位：山東送變電工程有限公司）