揚水泵站設備故障分析與運行管理維護要點分析

寧夏回族自治區固海揚水管理處 田騏瑜 雍 奇

泵站設備運行中，故障一方面來自自身因素；另一方面受運行環境等客觀原因影響。結合現有運行故障來看，故障的形成對整個設備的運行質量都將是重大威脅，如果維護管理措施較為表面，勢必會造成揚水泵站設備安全運行和穩定性下降，對揚水工程造成不必要的損失。基于此，針對泵站設備維護管理，需要結合實際，通過故障類型分析，制定有效運行管理措施，在故障問題解決的基礎上，確保揚水泵站設備運行達標。

1 設備故障類型分析

1.1 變壓器故障

變壓器屬于揚水泵站運行系統里的核心，變壓器故障對整個系統影響頗深，需要高度重視。科學研究表明，變壓器故障類型眾多，無論是內、外部故障，形成原因都比較復雜。其中內部故障比較難以把控，主要是指變壓器服役期間，本體內部出現鐵芯接地斷線、繞組的相間短路，單相匝間短路及接地短路等故障。這類故障的形成，常常給維修管理帶來較大的難度。外部故障相對好理解，主要是指輔助設備出現故障，如在變壓器使用中出現異常升溫、冷卻裝置故障、油位異常、輕瓦斯繼電器動作、油箱外部絕緣套管及其引出線上發生的各種故障。都可能導致變壓器溫度異常、保護動作、跳閘、起火等次生危害，影響設備的安全。在現實工作中，變壓器作為揚水泵站的重要設備之一，一旦出現故障，將會導致整個泵站癱瘓無法運行，因此針對變壓器的故障，需要高度警惕和重視，想要確保系統穩定、高品質運行，變壓器的運行一定要穩定，這是最基礎的保障，不容忽視。基于此，需要結合泵站設備性能和運行實際，認真評判變壓器故障原因，通過分析總結掌握故障特點。在此前提下，制定故障排除方案，從源頭保障變壓器性能，將故障消滅在萌芽狀態。

1.2 高壓開關柜故障

高壓開關柜是泵站設備電力系統的重要裝置，保證其性能無異常非常關鍵，若發生事故，整個泵站將會面臨癱瘓，影響系統運行效率。高壓開關柜的故障原因，多發生在絕緣、導電和機械方面。主要包括拒動、誤動故障、開斷與關合故障、絕緣故障、載流故障、接地、誤操作、外力及其他故障等，故障一旦形成，不僅會危及操作人員的安全，還會造成不可預估的經濟損失和再建設成本，不得不引起重視。高壓開關柜的故障構成因素較多，但總體來看，可以概括為以下幾點。第一，因操動機構故障導致的故障，此類故障影響較大；第二，因電氣控制不佳造成的故障或者是輔助回路造成的故障；第三，對于真空斷路器而言，在實際服役期間，故障表現比較明顯，為滅弧室及波紋管漏氣。除此之外，還有可能發生真空度降低等，甚至造成陶瓷管破裂等問題；第四，絕緣方面的故障同樣較多，主要表現為外絕緣出現嚴重的對地閃絡擊穿。當然也不能排除相間絕緣閃絡擊穿的可能性。在實際應用期間，雷電過電壓閃絡擊穿概率較高，電容套管閃絡、污閃、爆炸，瓷瓶斷裂等均會存在較大影響；第五，載流故障，主要因開關柜里隔離插頭接觸不良導致的觸頭燒熔；第六，其他外力及不可抗力等造成的意外故障，如自然災害，動物進入等。在早期的揚水泵站高壓開關柜事故中，主要是人為的誤操作和小動物進入柜內導致的短路，在現在的事故中，主要是設備的老化、絕緣方面、自然災害等其他不可抗力造成的故障較多，因此在工作中，我們要有針對性的高壓開關柜進行運行前和運行中的巡視檢查。

1.3 電容故障

電容器的損壞有多種表現，除了內部斷路、短路等，還存在漏電、容量下降等問題。例如電容器本身質量欠佳、外界環境較差、工作時間長等。當電容器損壞后，故障現象也是各有不同：（1）電容器鼓肚現象。在實際應用中，電容器發生鼓肚的風險較高，屬于所有故障現象中發生概率最大的類型。通過研究發現，當鼓肚明顯時就要高度關注，這意味著電容器不能再修復，此時需要停用電容器，并完成更換新電容器的操作，以免發生爆炸危險。（2）電容器熔絲熔斷現象同樣比較常出現，這一現象集中發生在大容量的電容器當中。發生嚴重損壞的原因是電容器在服役期間受潮或者是彈簧拉力下降等[1]。當出現故障后，若無法將熔斷隔離，故障波及面就會擴大，引起周邊電容器群爆，從而出現拒動現象。（3）電容器滲油現象。在電容器服役期間，電容器滲油現象影響較大，形成該現象的原因是關鍵部位螺栓不牢固，從而導致密封不嚴。當密封效果不理想時，許多雜質會滲透到油箱內部，例如水分、空氣等，造成絕緣受損。（4）電容器斷路、爆炸。通過實踐表明，電容器的觸點位置會產生很強的火花，這一現象具有較大危險性。在高壓點火裝置中，突然的電容擊穿短路，就會誘發爆炸。

1.4 電動機故障

揚水泵站運行期間，電動機故障是比較常見的故障，屬于重要故障類型。從現有情況了解到，電動機的故障主要有缺相導致的電動機不轉或轉動停止；冷卻水不通、冷卻器破損導致電機溫度升高；軸承室的油位降低、漏油、變質會造成相對嚴重的軸瓦抱死或軸承缺油抱死，轉子不平衡、彎曲、不對中會造成定轉子發生掃膛冒煙及聲音異常等；軸承磨損或滾珠損壞導致轉子不平衡，電機聲音異常以及其他危害電機運行的情況。由此可見，電動機運行中，溫度異常可能有多種因素造成，是巡視檢查中的一項重要檢查指標。基于此，電動機的穩定性牽連甚廣，電動機的運行狀態，將會直接影響生產率。如果電動機出現故障，安全隱患就會增多，泵站的安全運行就時刻處在隱患中。在設備故障的分析中，需要綜合考量多項因素，高度重視電動機故障，將其作為重要的故障類型，結合設備運行特點采取針對性方案，確保電動機故障消除。

1.5 水泵故障

根據揚水泵站實際運行情況來看，常見故障有軸承盒缺油，導致軸承缺油磨損、聲音異常；進水水位過低，導致水泵產生汽蝕現象、流量降低和產生巨大的振動；冷卻水不通導致軸承升溫，潤滑油變質，軸承抱死；泵軸和中間軸軸向和徑向不平衡，導致水泵聲音異常；填料函盤根不足導致漏水嚴重及其他異常現象。水泵在運行前，要對地腳螺栓、軸承盒螺絲、填料函壓蓋螺絲進行檢查，使其緊固程度達標。除此之外，還需檢查連接閥門等關鍵環節配件，密封是否良好，連接是否牢靠，顯示是否正常，保證水泵在運行中可以達到連接線路基本要求，確保配件組成合理，各項指標達標，能夠滿足運行要求。在維護階段，需要結合現狀，做好巡視工作，在必要的情況下更改巡視頻率，確保水泵安全運行。在水泵投運前，進行全面細致有效的檢查，確保達到理想檢查效果，提高水泵運行質量[2]。

1.6 蝶閥故障

蝶閥是揚水泵站設備里一個很小的設備，但是它的作用卻不可忽視，它主管著水道的暢通與阻斷，在日常巡視過程中，蝶閥的故障主要有油箱漏油導致油位不足，閥門密封面發生泄漏回水，油泵建立不起壓力，液壓系統保壓能力差，不能實現快慢關，行程開關損壞導致開閥開不到位，油缸內滲漏油等異常現象。

2 揚水泵站運行設備維護管理措施

2.1 變壓器的管理

從前文分析可知，變壓器至關重要。為了提升維護的質量，應綜合考慮多項因素，將變壓器視為核心管理內容，借此提高變壓器的應用水平。在日常使用中，想要使變壓器達到理想的運行狀態，應當對變壓器性能進行綜合性檢查，并對運行狀態進行針對性管理，在有效措施保障下，消除變壓器安全隱患。在日常運行管理維護中，需要做好投運前的細致性檢查，試驗變壓器的性能，確保各項參數符合規定，各裝置部件穩定可靠；在運行過程中，嚴格按照日常巡視規程對變壓器進行巡視，盡早地發現異常現象，消除隱患。除此之外，要結合變壓器的性能特點，進行多角度的變壓器內部檢查，合理掌控變壓器工作狀態，確保變壓器運行穩定，一旦出現異常情況，要借助可行措施消除故障。

2.2 高壓開關柜的管理

針對高壓開關柜的故障，在日常工作中，我們主要從以下幾方面進行管理。第一，加強投運前的檢查，在此期間確保投運前小車推、拉部分靈活、無卡阻；機械和電氣聯鎖動作準確、可靠；控制回路插接件連接緊密，具有良好接觸性；各指示燈、顯示儀表測量表計與實際相符、絕緣良好、接地正常。第二，日常巡視檢查，檢查各部位各部件無積塵、污垢；母線表面應光潔平整、無裂損；各導電部分連接點緊密完好；各緊固件牢固可靠；各指示燈、顯示儀表測量表計與實際相符。第三，做好停運后的各類實驗性質的檢查，主要是評判絕緣性能是否良好。

2.3 電容的管理

電容器的狀況十分復雜，其故障檢測和查找可用萬用表來實現。在實際工作中，有些電容的損傷比較明顯，可用肉眼直接觀察，例如常見的漏油和電容器鼓肚等。通常情況下，出現上述問題后，會在設備表面形成小洞，造成設備外表損壞或腐蝕嚴重。當出現明顯現象時，需更換合適電容。針對爆炸電容器的位置，需要深刻剖析產生爆炸原因，在此基礎上，合理改進電容器電路，不斷優化設計方案，確保電容器修理后，狀態能夠長期穩定。現實中，對于漏電的電容器，同樣需要加強管理。因電容器會異常發熱，在運行一段時間后，可以感覺到電容器燙手的熱量，此時需要將其更換，確保整個系統運行安全。若是電容容量減小，要借助科學設備檢測電容的電容量、耐壓等核心參數，通過參數的檢測分析，找出存在的故障。研究發現，電容器是重要元件,因其屬于無功補償，所以被廣泛使用。但相關研究顯示，因電容損壞誘發的電路故障概率是比較高的，其中電解電容的損壞占據最大比例。在合適環境溫度下，需要對運行電壓、電流合理控制，延長電容器的壽命，在此前提下，保證電路安全運行。為了達成理想的效果，在電路電容器設計階段，需綜合考慮電容器保護問題，結合現實需求選用合理的避雷器接線方案。借助避雷器的連接，避免串聯諧振問題，對諧振、過電壓等異常情況進行有效抑制。另外，運行人員需制定計劃，定期巡視電路情況，預判電容器的狀態，判斷其是否存在故障，保障電路安全可靠，借此提高揚水泵站的運行效率。

2.4 電動機的管理

在設備運行中，電動機的性能影響頗深，電動機的維護管理，需要考慮到各項因素。基于電動機的特點以及重要性，運行管理維護需要全面、具體，應從以下三方面內容開展：啟動前檢查（保障性措施，不容忽視）、合閘時觀察（可行性措施）、運行中監視。在工作中，一旦發生異常情況，系統雖能夠及時報警，但是部分故障系統還是不能夠及時的報警，就需要我們運行人員在日常的定點巡視中發現，及時查找出隱患，確保隱患能夠及時盡早的消除。通過對電動機的日常巡視管理維護，能夠預防性的規避各類風險隱患，提高電動機安全性能及可靠性，保障電動機運行效率。在運行當中，需要嚴格遵循電動機巡視流程，詳細檢查電動機的各個部分，確保滿足運行要求，提高運行質量。與此同時，細致、全面檢查電動機運行情況，在此階段要重點分析電動機運行的異常情況，一旦發現異常情況，在危及人身和危害設備安全的情況下要及時停機檢查并上報，其他異常情況經檢查可以繼續運行的要加強監視，發現異常擴大要及時停止運行。

2.5 立式機組水泵的管理

揚水泵站除了上述設備的管理，水泵的管理同樣關鍵。對立式機組水泵的管理，需要運行維護人員對水泵的故障有清楚的認知，并且有強有力的業務能力作支撐，同時具備維護意識和系統化的設備管理經驗，在此基礎上將機組故障及時發現并消除。想要達到運行管理的效果，就要從不同角度加強防范，在制度建設方面采取合理的強化措施，借此綜合提高設備運行維護管理的嚴謹性、規范性，保障設備各項性能達標。在現實工作中，各個設備運行管理，都離不開運維人員和技術的支持，因此需要注重運維人員的知識儲備和素質的提升，同時在管理中融入現代信息技術，借此提高設備管理能力和自動化工作水平。在多項措施保障下，構筑設備維護機制，提高設備自動化運維能力，不斷完善檢修系統，將故障精準排除的同時，實現設備管理質量升級，不斷強化維護效果。需要強調的是，進行維護管理時，為了達到預期目標，需要結合現有故障類型，提出針對性解決策略，運用全面性檢測方法，將故障有效清除。現實應用中，監測手段主要包括振動檢測、溫度檢測等。在監測時，需要結合現有情況，靈活選擇監測方式和措施，落實好全方位的監測。制定詳細的監測計劃，合理、及時將具體故障消除，在自動化管理設備的輔助下清晰標記故障點。故障點標記后，通常情況下應進行模擬運行（針對故障狀態），提高故障排除水平。

2.6 蝶閥的故障管理

在現實工作中，蝶閥故障影響較大。因此需要加強運行維護管理，加強投運前和運行中的巡視檢查，投運前的巡視要仔細認真，確保設備能夠正常開啟；運行過程中嚴格按照巡視規程，認真巡視，做到對設備的運行狀態心中有數，及時發現影響設備運行的隱患，將隱患消滅在萌芽狀態。在日常管理中，蝶閥故障排查需要找準重點，將監測核心放到液壓部分油位是否正常以及觀測壓力是否正常上，查看有無泄壓現象。實際操作中，只有確保保護裝置性能良好，閘板能正常關閉，蝶閥才能發揮作用。

綜上所述，對于揚水泵站而言，各部分設備緊密相連，不可分割，缺一不可，每一部分設備是否能夠安全可靠的運行，都時刻影響著整個泵站的運行質量。在泵站運行的各個環節中，任何一個環節出現故障，都將導致整個泵站設備癱瘓，無法運行。基于這樣的前提，運維人員有了高要求，需要努力學習業務知識，掌握泵站各設備的構造、性能及工作原理，嚴格按照設備的巡視檢查項目，對設備進行投運前和運行狀態下的巡視檢查。利用現有的自動化監測設備，如溫度、振動、擺度等監測設備，對設備的運行狀態進行實時監測，及時發現設備存在的安全隱患，有針對性的進行檢修與維護，及時處理缺陷，確保揚水泵站平穩運行，提高運行水平。