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電路(系統)誕失規定功能稱為故障,在模擬電路中的故障類型及原因如下:從故障性質來分有早期故障、偶然故障和損耗故障。早期故障是由設計、制造的缺陷等原因造成的、在使用初期發生的故障,早期故障率較高并隨時間而迅速下降。統計表明,數字電路的早期故障率為3~10%,模擬電路的早期故障率為1~5%,晶體管的早期故障率為0.75~2%,二極管的早期故障率為0.2~1%,電容器的早期故障率為0.1~1%。
偶然故障是由偶然因素造成的、在有效使用期內發生的故障,偶然故障率較低且為常數。損耗故障是由老化、磨損、損耗、疲勞等原因造成的、在使用后期發生的故障,損耗故障率較大且隨時間迅速上升。從故障發生的過程來分有軟故障、硬故障和間歇故障。軟故障又稱漸變故障,它是由元件參量隨時間和環境條件的影響緩慢變化而超出容差造成的、通過事前測試或監控可以預測的故障。硬故障又稱突變故障。它是由于元件的參量突然出現很大偏差(如開路、短路)造成的、通過事前測試或監控不能預測到的故障。根據實驗經驗統計,硬故障約占故障率的80%,繼續研究仍有實用價值。間歇故障是由老化、容差不足、接觸不良等原因造成的、僅在某些特定情況下才表現出來的故障。從同時故障數及故障間的相互關系來分有單故障、多故障、獨立故障和從屬故障。單故障指在某一時刻故障僅涉及一個參量或一個元件,常見于運行中的設備。多故障指與幾個參量或元件有關的故障,常見于剛出廠的設備。獨立故障是指不是由另一個元件故障而引起的故障。從屬故障是指由另一個元件故障引起的故障。
二、測前橫擬法SBT
測前模擬法又稱故障字典法FD(FaultDictionary)或故障模擬法,其理論基礎是模式識別原理,基本步驟是在電路測試之前,用計算機模擬電路在各種故障條件下的狀態,建立故障字典;電路測試以后,根據測量信號和某種判決準則查字典。從而確定故障。選擇測試測量點是故障字典法中最重要的部分。為了在滿足隔離要求的條件下使測試點盡可能少,必須選擇具有高分辨率的測試點。在大多數情況F,字典法采用查表的形式,表中元素為d…i=l,2,…,n,j=1,2,…,m,n是假設故障的數目,m是測量特性數。
故障字典法的優點是一次性計算,所需測試點少,幾乎無需測后計算,因此使用靈活,特別適用于在線診斷,如在機艙、船艙使用。此法缺點是故障經驗有限,存儲容量大,大規模測試困難,目前主要用于單故障與硬故障的診斷。
故障字典法按建立字典所依據的特性又可分為直流法、頻域法和時域法。
(一)直流故障字典法。直流故障字典法是利用電路的直流響應作為故障特征、建立故障字典的方法,其優點是對硬故障的診斷簡單有效,相對比較成熟。
(二)頻域法。頻域法是以電路的頻域響應作為故障特征、建立故障字典的方法,其優點是理論分析比較成熟,同時硬件要求比較簡單,主要是正弦信號發生器、電壓表和頻譜分析儀。
(三)時域法。時域法是利用電路的時域響應作為故障特征而建立故障字典的方法。主要有偽噪聲信號法和測試信號設計法(輔助信號法)。當故障字典建立后,就可根據電路實測結果與故障字典中存儲的數據比較識別故障。
三、測后模擬法SAT
測后模擬法又稱為故障分析法或元件模擬法,是近年來雖活躍的研究領域,其特點是在電路測試后,根據測量信息對電路模擬,從而進行故障診斷。根據同時可診斷的故障是否受限,SAT又分為任意故障診斷(或參數識別技術)及多故障診斷(或故障證實技術)。
(一)任意故障診斷。此法的原理是利用網絡響應與元件參數的關系,根據響應的測量值去識別(或求解)網絡元件的數值,再根據該值是否在容差范圍之內來判定元件是否故障。所以此法稱為參數識別技術或元件值的可解性問題,理論上這種方法能查出所有元件的故障,故又稱為任意故障診斷。診斷中為了獲取充分的測試信息,需要大量地測試數據。
(二)多故障診斷。經驗證明,在實際應用中(高可靠電路),任意故障的可能性很小,單故障概率最高,如果考慮一個故障出現可能導致另一相關故障,假定兩個或幾個元件同時發生的多故障也是合理的。另外對于模擬LSI(LargeScaleIntegration,大規模集成電路)電路加工中的微調,也是以有限參數調整為對象的。因此在1979年以后,SAT法的研究主要朝著更實用化的多故障診斷方向發展。即假定發生故障的元件是少數幾個,通過有限的測量和計算確定故障。因該法是先假定故障范圍再進行驗證,所以又稱為故障證實技術。
四、其他方法
(一)近似技術。近似技術著重研究在測量數有限的情況下,根據一定的判別準則,識別出最可能的故障元件,其中包括概率統計法和優化法。此法原理與故障字典法十分類似,屬于測前模擬的一類。采用最小平方準則的聯合判別法和迭代法,采用加權平方準則的L2近似法,采用范數最小準則的準逆法等。這些方法都屬于測后模擬,由于在線計算量大,運用不多。
(二)模糊診斷。對于復雜電路,由于元件容差、電路噪聲以及元件參量與特性之間的非線性,用傳統的電路理論難以獲得精確解和唯一解,出現了模糊現象,而這種模糊現象與隨機現象不同,不便于用統計分析方法來解決。另外,對于故障診斷來說。往往不要求精確解,只要滿足故障隔離要求即可,于是提出把復雜電路看作模糊系統,用模糊信息處理的方法進行故障診斷。模糊診斷的原理是模糊模式識別。測前,利用隸屬度函數按照不同的準則構成判別函數;測后,再利用判別函數判別所測得的特性向量對各種故障狀態的隸屬度程度。為了提高診斷效率,模糊識別應該具有自學習和修正功能,最簡單的方法是根據實際診斷的結果,以適當的方式、自動地修正隸屬度函數或判別函數,以便不斷自我完善。
關鍵詞:戶外高壓開關;故障;原因;危害;整改
從1998年開始,為適應變電所無人值班需要,杭州余杭局分別在110kV、35kV變電所10kV#1出線桿上安裝了FW-12/630-16戶外高壓負荷(隔離)開關,因#1負荷開關質量和維護原因,給設備安全運行造成了一定的威脅。為解決#1桿負荷開關的高發故障,現提出如下解決方法。
1主要結構與維護規定
1.1主要結構
FW-12/630-16戶外高壓負荷(隔離)開關,由隔離閘刀和滅弧室(由基座、安裝抱箍、主閘刀、并聯弧觸頭、滅弧室外殼)組成,隔離閘刀裝有并聯弧觸頭和撞塊,撞塊推動滅弧室分合閘,滅弧室內裝有彈簧快速機構,保證負荷電流開斷不受操作快慢影響。
1.2維護規定
運行5年后對產品的絕緣水平進行檢查。
在滿負荷開斷100次后對滅弧室進行檢查。
操作次數達2000次后,應對操縱機構進行檢查。
2故障部位與形式
2.1故障部位
戶外高壓負荷(隔離)開關故障部位雖然有不確定性,但絕大部分都發生在傳動機構的軸瓦、刀閘及滅弧裝置上,使機構無法正常操作,造成事故多發,直接影響到設備的正常運行和電網、人身的安全。
2.2故障形式
戶外高壓負荷(隔離)開關故障形式常見的有以下幾種:其一是操作機構軸承破裂,導致操作后開關指針在分位置,而閘刀實際在合上位置見圖1。其二是因機械連鎖裝置的故障,造成指針在分位,而閘刀往往不能分離到位,分合操作無效,見圖2。其三是因滅弧室燒毀而導致分、合失靈,
近年來,在實際操作中已連續發生了5起戶外高壓負荷開關合閘分閘時的障礙(事故),對安全生產造成了較大的危害。其中因操作機構引起的2起,機械連鎖裝置引起的有1起,滅弧裝置燒毀的2次,2次為夜間操作。這些現象的發生,主觀上有操作人員責任性不強的一面,但產品質量以及檢修不到位,這兩大問題也是不能忽視的原因之一。
3危害
目前余杭局在運行使用的戶外高壓負荷(隔離)開關是溫州和湖州二家生產廠家的產品。發生的故障主要有以下幾方面:
其一由于操作機構的軸承破裂,在手動操作時操作人員操作開關結束后,檢查開關標示在合或分位置上,同時也發出了開關分開或合上的聲響。操作人員很容易產生開關已操作到位的錯覺。其實開關在發出聲響的瞬間由于軸承的破裂,開關仍然處在原來位置。軸承屬操作機構的內部件,平時檢查也不在此范圍。
其二由于隔離刀閘并聯弧觸頭和撞塊的燒毀,導致單相分、合失靈,也有可能影響三相分、合不到位,但它的指示標識會在分或合的位置上,給操作人員帶來了視覺觀察上錯覺。
開關的分與合不到位給安全生產帶來了很大的影響,同時也留下了事故的隱患。像這類設備故障由于涉及線路停送電,極易造成人身傷亡事故。
4故障原因與整改措施
4.1故障原因
戶外高壓負荷(隔離)開關故障的原因很多,從以上分析來看,總的有以下原因:一是在設備選材上存在一定的問題,如軸承外殼的破裂;二是設計上有不合理的一面,在手動操作時一人往往無法分、合閘,轉動機構轉動不靈活;三是由于出廠說明書對該產品的維護要求不高,運行單位忽略了對該開關的日常維護和檢修。
4.2運行管理
一是要加強對#1桿高壓負荷(隔離)開關的巡視檢查,建立運行管理檔案。
二是要加強運行人員的培訓,提高其運行人員的技術業務素質,及時召開運行分析會對故障開關進行分析,提出管理要求和操作上需注意的事項,制定#1桿高壓負荷(隔離)開關的運行規程。
4.2標準檢修
開展對#1桿高壓負荷(隔離)開關的標準性檢修工作,根據設備規定的要求,縮短#1桿高壓負荷開關的檢修周期,每2年進行一次檢修,特別是對操作機構的機械連鎖裝置和轉動軸承的檢查;加強對滅弧室的檢查與檢修。每5年要進行一次大修,以確保該設備的安全運行。
4.3及時更換
要做好#1桿高壓負荷(隔離)開關的輪換工作;在運行巡視中發現有缺陷時,要及時更換,確保#1桿高壓負荷(隔離)開關處于健康的運行狀態之中。
4.4設備替換
FW-12/630-16戶外高壓負荷(隔離)開關,在近10年的使用過程中,發現的問題不少,特別是在操作分開時,不能有效的分開,在需合閘時,不能正確的合上,給安全生產帶來了嚴重的隱患。
為有效地防止FW-12/630-16戶外高壓負荷(隔離)開關存在的不足問題,建議戶外高壓負荷(隔離)開關,改為ZW6-12/630-16.20戶外真空斷路器。在實際使用中它的具有體積小、安裝方便,并具有斷路和隔離開關的雙重功效,其安全性能遠遠高于FW-12/630-16戶外高壓負荷(隔離)開關。
1.1早期監測設備運行時間過長監測站點中2007年建設的站點占所有監測站點的半數以上,設備到現在已運行7年,遠遠超過電子設備平均壽命,監測主機、解調/解擾設備、監測板卡等硬件持續老化,突發性故障多發,導致故障率不斷升高而且故障點分散性、隨機性強,維護難度大。
1.2模擬及部分數字監測站點設備架構落后通過圖1可以發現,所有模擬監測站點及部分數字監測站點采用半嵌入式結構,存儲及各種軟件運行均依賴監測主機,多個可能的故障環節集中到工控機本身,工控機自身的故障多發導致設備故障率升高,同時給故障分析及故障環節定位帶來較大困難,不易進行有針對性的維護。
1.3多個廠商設備共存數字監測站點共采用三個生產廠家的設備,每個廠家的設備架構和組成都不一樣,底層運行協議及系統軟件均不同,雖然接口協議都符合總局標準及招標需求,但兼容性仍然不夠理想,增加了維護難度。
2常見故障分析及故障處理流程
根據監測站點的特點及日常維護工作總結,常見故障現象主要分為三大類,即網絡故障、軟件故障、硬件故障。
2.1網絡故障
2.1.1交換機及網線包括交換機電源故障、交換模塊故障、交換機配置文件損壞及網線松動等,交換機及網線故障一般不易遠程判斷,主要依靠站點代維人員通過觀察交換機指示燈及電源指示燈來判斷,通常需要更換交換機。
2.1.2協議轉換器江蘇省廣播電視監測網采用省廣電干線網SDH進行三級組網,現仍有8個地市的區縣采用協議轉換器(光電轉換)實現2M數據鏈路傳輸,協議轉換器成對使用,市、縣任何一端出現故障都會導致網絡異常,多數網絡故障都是由于協議轉換器的電源適配器損壞,協轉無法工作所致,需依靠站點代維人員輔助判斷,一般要更換協轉電源適配器。
2.1.3數據傳輸鏈路較少發生故障,如果排除上述兩個環節,就要考慮SDH傳輸鏈路中某個環節出現問題,需聯系各相關網絡機房網管或技術員幫助排查解決。
2.2硬件設備類故障
2.2.1電源包括遠程電源管理器故障、管理模塊故障、解調器電源模塊故障、場強儀電源模塊故障、板卡箱電源模塊故障、主機電源故障及電源線脫落等,在網絡正常的情況下可通過PING命令初步判斷各個設備運行狀態,進行初步排除,結合遠程維護軟件和站點人員現場查看確定故障環節,日常維護中主要以電源管理器及解調器電源模塊故障較多見。
2.2.2硬盤包括系統硬盤及陣列硬盤故障,系統硬盤故障及主機上的陣列硬盤一般遠程無法直接判斷,都會導致主機無法啟動或自檢失敗,遠程只能判斷出該站點主機是否通訊正常,需站點代維人員協助判斷。存儲器硬盤故障可通過存儲器管理口遠程判斷,存儲器硬盤可以快遞備品到站點并由站點人員代換,中心維護人員進行遠程配置,主機內硬盤必須現場更換并重新安裝系統或重做陣列,在維護中最耗時。
2.2.3風扇包括CPU風扇及機箱散熱風扇故障,風扇故障一般是由于運行時間過長或機房環境較差導致風扇停轉,風扇停轉的直接影響就是CPU無法工作致主機無法啟動或啟動后短時間內又自動關機,機箱散熱風扇故障極易導致硬盤、顯卡、監測板卡等過熱,設備壽命縮短。風扇故障需要現場拆機判斷及更換。
2.2.4監測板卡包括主機內的模擬監測板卡及數字嵌入式板卡故障,主要是由于板卡工作時間過長導致老化損壞,驅動無法加載,視頻無法采集,中心無法觀看視頻,可以通過遠程控制軟件訪問主機查看板卡狀態。模擬監測板卡單塊損壞會導致所有板卡驅動無法加載,需及時更換,數字監測板卡每塊對應一個IP流輸出,個別板卡故障不影響基本監測。
2.3軟件故障
2.3.1操作系統包括操作系統崩潰及系統假死,系統崩潰主要是由于系統運行時間過長或頻繁斷電重啟造成系統內核文件損毀,常見于LINUX操作系統的監測站點;系統運行產生的系統垃圾文件及監測軟件中的日志文件過大容易導致系統盤空間被占滿,從而造成系統假死,多見于WINDOWS操作系統的監測站點。系統假死可以通過遠程訪問刪除垃圾文件解決,系統崩潰需要到站點現場更換系統硬盤或重裝操作系統。
2.3.2運行軟件及配置文件包括軟件運行異常及配置錯誤,軟件運行異常主要由于運行時間過長導致的進程崩潰,看門狗軟件異常導致的軟件無法正常啟動及軟件版本不一致導致運行異常。配置錯誤及參數設置不正確容易造成軟件通訊、解擾、解調、存儲、上報等功能無法正常實現,兩種故障情況都主要依靠遠程調試及配置來解決。
2.4信號問題
2.4.1信號中斷常見的原因主要有信號線在機房施工中圖被挖斷、信號線脫落、分配器故障、模擬停傳等,信號中斷情況并不多見,主要依靠站點維護人員代為排查并幫助恢復。
2.4.2授權及信源錯誤主要是智能卡授權到期未能及時續授權及信號源不是最新的用戶端信號,需要和站點所在地網絡公司進行協調解決。
2.5故障處理的一般流程故障的處理要求準確、高效、具體、有針對性,一般采通過用戶反饋和每日一報獲取故障信息及維護請求,維護人進行簡單故障判斷、故障具體環節判斷和分析,根據判斷情況,優先采用遠程維護,無法解決的在確定故障環節的情況下制定完善的維護計劃,做好現場維護及備件準備。詳細故障處理流程見圖3。
3幾點維護經驗
3.1充分發揮中心軟件中的狀態監控功能中心軟件具有站點運行狀態查看功能,該功能通過不同顏色表示不同的工作狀態,根據狀態可以初步判定站點異常情況。比如紫色表示軟件工作異常,主機工作正常,可以通過遠程訪問來查看具體情況并遠程重啟計算機及軟件等;紅色表示主機通訊異常,無法上傳數據,在網絡和遠程電源管理器正常的情況下通過中心軟件可以進行遠程斷電重啟設備。充分利用狀態監控功能,能方便、快捷的處理一般簡單故障,也能更快的排除及定位故障環節。
3.2網絡故障環節的判斷要慎重網絡故障具體表現為站點所有設備都無法通訊,可能的原因多樣,故障環節的判斷較復雜,同時網絡故障有可能牽涉到第三方(網絡公司),所以對網絡故障環節判斷必須慎重,首先從站點網絡設備如交換機、網線、協議轉換器等入手,最后才考慮數據鏈路故障的可能,并請網絡公司人員幫助排查。
3.3用好遠程維護的技術手段站點的維護工作主要依靠遠程維護,大部分的非硬件故障都可以通過遠程解決,部分硬件故障也需要遠程軟件來協助進行故障分析和故障環節定位,因此要充分發揮遠程維護技術手段在維護中的作用。我們采用的技術手段主要有三種:1.遠程電源管理器、計算機遠程桌面控制軟件、遠程訪問命令及軟件,監測站點都配備遠程電源管理器,通過WEB訪問或中心軟件可以方便的對電源管理器供電的設備進行斷電重啟;2.計算機遠程桌面控制軟件較常用的有VNC和PCANYWHERE,共同的特點是可以對固定IP的站點計算機遠程訪問,遠程桌面會顯示在主控計算機上,通過鼠標、鍵盤實現對站點主機的操作,跟在現場操作一樣方便有效;3.對部分LINUX系統的站點,還可以通過PUTY軟件和TELNET進入系統內核通過命令行方式進行操作,適用于有一定LINUX系統基礎的技術人員。用好上述幾種遠程技術手段,不僅能及時完成站點大部分日常維護工作,同時也可以和現場維護相結合,提高維護效率。
3.4備品備件充分,方案完善,預防突況監測站點設備運行時間過長容易導致各種硬件故障,特別是采用工控機方式的站點,主機內部任何硬件的故障都可能導致主機無法啟動或頻繁死機現象,具體原因很難通過遠程手段來判斷,同時突發性故障也較常見,因此在通過遠程手段盡可能準確的定位故障環節的同時,還要充分做好維護方案,盡可能詳細的考慮各種可能的突況,備品備件要準備充分,風扇、硬盤、內存、電源、板卡等易損件必須常備。
3.5多依靠站點代維人員站點代維人員在維護中發揮著重要作用,特別是網絡故障及電源類故障特別需要依靠現場觀察來輔助定位故障環節,部分不需拆機更換的備件也是快遞給站點代維人員并委托其更換,多數需要現場操作的簡單維護都可以由其代為完成,保持和站點代維人員的良好溝通并充分發揮其維護能力不僅能更快的排除及定位故障環節,更能節省維護成本。
4改進維護工作的幾點建議與思考
4.1促進技術升級及設備更新
4.1.1加快設備更新加快嵌入式數字監測站點設備的安裝及更換,盡快啟動模擬監測設備向全嵌入式轉換,建設數字、模擬一體化的嵌入式監測站點,既能避免重復投入,又大大減少故障發生的幾率,也更加易于維護。
4.1.2推動SDH省市縣三級監測網絡擴容與改造將現在的縣級站點網絡傳輸模式向以太網方式轉變,摒棄協議轉換器這個易發故障的環節,部分提前轉換為以太接入的市縣運行情況表明,網絡故障的幾率將大大降低。同時對網絡帶寬進行擴容,以滿足監測業務的快速發展的需求。
4.1.3制定系統建設規范和接口標準建立一套適用于我省在建和已建監測系統的統一規范和接口協議標準,方便現有及新建系統功能擴展和在原系統基礎上的業務擴展,最終實現各業務系統之間互聯互通,站點設備和中心系統將在統一規范下相對獨立,不同廠商的設備在滿足該規范的條件下更好的兼容。
4.2改變維護方式及維護策略
4.2.1建立監測站點設備信息與維護記錄數據庫根據機房環境、供電情況、設備清單、設備年份、設備狀態等信息建立監測站點基本信息庫,并根據維護、巡檢情況對變化信息進行反饋和更新,為數據分析、設備趨勢預測和定期維護計劃制定提供基礎。
4.2.2改變維護策略按照設備使用年限、工作環境、老化程度和故障頻次將設備維護級別分為三個級別。一級優先級最高,設備年份最久,老化嚴重,故障隱患最大,二級次之,三級最低。根據級別分類,制定巡檢計劃,增加一級維護站點的巡檢次數,對可能存在隱患的設備環境、板卡、硬盤、風扇、系統等軟硬件環節進行排查及提前更換,做到提前維護,減少突發故障。
4.2.3簡化維護方式對所有監測站點配置文件進行備份,在對故障進行詳細分析的前提下,更多采用整機更換的方式,始終保證數套完整監測站點的備份,并根據監
測站點設備信息庫的數據及配置文件,快速還原故障站點需要更換的設備或主機,并遠程指導站點維護人員代為更換。
4.3加強培訓與溝通加強對我臺維護人員及站點代維人員的業務培訓,重點提高我臺維護人員的故障分析、判斷、遠程調試能力及現場維護水平;提高站點代維人員對站點設備構成及工作原理的了解并熟悉常見故障現象,同時和站點代維人員加強溝通,建立良好的合作關系。
5結束語
論文摘要:離心泵運轉過程中,難免會出現各種各樣的故障。因而,如何提高泵運轉的可靠性、壽命及效率,以及對發生的故障及時準確的判斷處理,是保證生產平穩運行的重要手段。
一、引言
隨著石油化工等工業的不斷發展,對離心泵的要求不斷增加。離心泵做為輸送物料的一種轉動設備,對連續性較強的化工裝置生產尤為重要。因此,需要很多要求輸送高溫介質及高揚程的離心泵。而離心泵運轉過程中,難免會出現各種各樣的故障。因而,如何提高泵運轉的可靠性、壽命及效率,以及對發生的故障及時準確的判斷處理,是保證生產平穩運行的重要手段。
二、常見故障原因分析及處理
1.泵不能啟動或啟動負荷大
原因及處理方法如下:
(1)原動機或電源不正常。處理方法是檢查電源和原動機情況。
(2)泵卡住。處理方法是用手盤動聯軸器檢查,必要時解體檢查,消除動靜部分故障。
(3)填料壓得太緊。處理方法是放松填料。
(4)排出閥未關。處理方法是關閉排出閥,重新啟動。
(5)平衡管不通暢。處理方法是疏通平衡管。
2.泵不排液
原因及處理方法如下:
(1)灌泵不足(或泵內氣體未排完)。處理方法是重新灌泵。
(2)泵轉向不對。處理方法是檢查旋轉方向。
(3)泵轉速太低。處理方法是檢查轉速,提高轉速。
(4)濾網堵塞,底閥不靈。處理方法是檢查濾網,消除雜物。
(5)吸上高度太高,或吸液槽出現真空。處理方法是減低吸上高度;檢查吸液槽壓力。
3.泵排液后中斷
原因及處理方法如下:
(1)吸入管路漏氣。處理方法是檢查吸入側管道連接處及填料函密封情況。
(2)灌泵時吸入側氣體未排完。處理方法是要求重新灌泵。
(3)吸入側突然被異物堵住。處理方法是停泵處理異物。
(4)吸入大量氣體。處理方法是檢查吸入口有否旋渦,淹沒深度是否太淺。
4.流量不足
原因及處理方法如下:
(1)同2.2,2.3。處理方法是采取相應措施。
(2)系統靜揚程增加。處理方法是檢查液體高度和系統壓力。
(3)阻力損失增加。處理方法是檢查管路及止逆閥等障礙。
(4)殼體和葉輪耐磨環磨損過大。處理方法是更換或修理耐磨環及葉輪。
(5)其他部位漏液。處理方法是檢查軸封等部位。
(6)泵葉輪堵塞、磨損、腐蝕。處理方法是清洗、檢查、調換。
5.揚程不夠
原因及處理方法如下:
(1)同2.2的(1),(2),(3),(4),2.3的(1),2.4的(6)。處理方法是采取相應措施。
(2)葉輪裝反(雙吸輪)。處理方法是檢查葉輪。
(3)液體密度、粘度與設計條件不符。處理方法是檢查液體的物理性質。
(4)操作時流量太大。處理方法是減少流量。
6.運行中功耗大
原因及處理方法如下:
(1)葉輪與耐磨環、葉輪與殼有磨檫。處理方法是檢查并修理。
(2)同2.5的(4)項。處理方法是減少流量。
(3)液體密度增加。處理方法是檢查液體密度。
(4)填料壓得太緊或干磨擦。處理方法是放松填料,檢查水封管。
(5)軸承損壞。處理方法是檢查修理或更換軸承。
(6)轉速過高。處理方法是檢查驅動機和電源。
(7)泵軸彎曲。處理方法是矯正泵軸。
(8)軸向力平衡裝置失敗。處理方法是檢查平衡孔,回水管是否堵塞。
(9)聯軸器對中不良或軸向間隙太小。處理方法是檢查對中情況和調整軸向間隙。
7.泵振動或異常聲響
原因及處理方法如下:
(1)同2.3的(4),2.6的(5),(7),(9)項。處理方法是采取相應措施。
(2)振動頻率為0~40%工作轉速。過大的軸承間隙,軸瓦松動,油內有雜質,油質(粘度、溫度)不良,因空氣或工藝液體使油起泡,不良,軸承損壞。處理方法是檢查后,采取相應措施,如調整軸承間隙,清除油中雜質,更換新油。
(3)振動頻率為60%~100%工作轉速。有關軸承問題同(2),或者是密封間隙過大,護圈松動,密封磨損。處理方法是檢查、調整或更換密封。
(4)振動頻率為2倍工作轉速。不對中,聯軸器松動,密封裝置摩擦,殼體變形,軸承損壞,支承共振,推力軸承損壞,軸彎曲,不良的配合。處理方法是檢查,采取相應措施,修理、調整或更換。
(5)振動頻率為n倍工作轉速。壓力脈動,不對中心,殼體變形,密封摩擦,支座或基礎共振,管路、機器共振,處理方法是同(4),加固基礎或管路。
(6)振動頻率非常高。軸磨擦,密封、軸承、不精密、軸承抖動,不良的收縮配合等。處理方法同(4)。
8.軸承發熱
原因及處理方法如下:
(1)軸承瓦塊刮研不合要求。處理方法是重新修理軸承瓦塊或更換。
(2)軸承間隙過小。處理方法是重新調整軸承間隙或刮研。
(3)油量不足,油質不良。處理方法是增加油量或更換油。
(4)軸承裝配不良。處理方法是按要求檢查軸承裝配情況,消除不合要求因素。
(5)冷卻水斷路。處理方法是檢查、修理。
(6)軸承磨損或松動。處理方法是修理軸承或報廢。若松協,復緊有關螺栓。
(7)泵軸彎曲。處理方法是矯正泵軸。
(8)甩油環變形,甩油環不能轉動,帶不上油。處理方法是更新甩油環。
(9)聯軸器對中不良或軸向間隙太小。處理方法是檢查對中情況和調整軸向間隙。
9.軸封發熱
原因及處理方法如下:
(1)填料壓得太緊或磨擦。處理方法是放松填料,檢查水封管。
(2)水封圈與水封管錯位。處理方法是重新檢查對準。
(3)沖洗、冷卻不良。處理方法是檢查沖洗冷卻循環管。
(4)機械密封有故障。處理方法是檢查機械密封。
10.轉子竄動大
原因及處理方法如下:
(1)操作不當,運行工況遠離泵的設計工況。處理方法:嚴格操作,使泵始終在設計工況附近運行。
(2)平衡不通暢。處理方法是疏通平衡管。
(3)平衡盤及平衡盤座材質不合要求。處理方法是更換材質符合要求的平衡盤及平衡盤座。
11.發生水擊
原因及處理方法如下:
(1)由于突然停電,造成系統壓力波動,出現排出系統負壓,溶于液體中的氣泡逸出使泵或管道內存在氣體。處理方法是將氣體排凈。
(2)高壓液柱由于突然停電迅猛倒灌,沖擊在泵出口單向閥閥板上。處理方法是對泵的不合理排出系統的管道、管道附件的布置進行改造。
(3)出口管道的閥門關閉過快。處理方法是慢慢關閉閥門。
三、故障預防措施
1、保證離心泵的良好。
2、加強易損件的維護。
3、流量變化平緩,一般不做快速大幅度調整。
4、嚴格執行操作規程,杜絕違章操作和野蠻操作。
5、做好狀態監測,發現問題及時分析處理。
6、定期清理泵入口過濾器。
四、結束語
離心泵的故障產生原因可能是多方面的,但絕大多數與技術管理水平、安裝、保養、操作人員的素質及重視程度有關。若能充分重視,則能夠將離心泵的修理平均間隔時間延長,使泵的可靠性和利用率得到大幅度提高。
變壓器故障通常是伴隨著電弧和放電以及劇烈燃燒而發生,隨后電力設備即發生短路或其他故障,輕則可能僅僅是機器停轉,照明完全熄滅,嚴重時會發生重大火災乃至造成人身傷亡事故。因此如何確保變壓器的安全運行受到了世界各國的廣泛關注。
美國HSB公司工程部總工程師WilliamBartley先生,主要負責對大型電力設備尤其是發電機和變壓器的分析和評估工作,并負責重大事故的調查、檢修程序的改進及新型檢測技術方面的研究。自70年代以來,他負責調查了數千起變壓器故障并進行了幾十年的科學統計研究。
在中國高速的現代化發展中,電力工業的安全運行更起著關鍵作用。本文從介紹美國1988年至1997年10年間變壓器故障的統計數據進行分析,為國內提供參考資料及可借鑒的科學統計方法,以達到為電力部門服務的目的。
1變壓器故障的統計資料
1.1各類型變壓器的故障
過去10年來,HSB發生幾百起變壓器故障造成了數百萬美金的損失。圖1中列出了按變壓器類型顯示的變壓器故障統計數。從圖中的顯示可以看出除1988年外,電力變壓器故障始終占據主導位置。
1.2不同用戶的變壓器故障變壓器使用在不同的部門,故障率是不同的。為了分析變壓器發生故障的危險性,可將用戶劃分為11個獨立類型:(1)水泥與采礦業;(2)化工、石油與天然氣;(3)電力部門;(4)食品加工;(5)醫療;(6)制造業;(7)冶金工業;(8)塑料;(9)印刷業;(10)商業建筑;(11)紙漿與造紙業。按照HSB的RickJones博士風險管理的方法,將“風險”定義為發生頻率與損失程度。損失程度可以被定義為年平均毛損失,而發生頻率(或稱為概率)則可定義為故障發生平均數除以總數。所以,對于每一個給定的獨立組來說:頻率=故障數/該組中的變壓器臺數(舉例來說,如果每年平均有10起故障,在一個給定的獨立組中有1,000個用戶,在該組中任何地點故障的概率就是0.01/年。)因此,可以采用產品的故障頻率與程度將變壓器的風險按用戶加以劃分。(風險=頻率×程度)。
圖2中給出的是10年中10個獨立組中變壓器風險性的頻率—程度“分布圖”。每組曲線中,X軸表示頻率、Y軸表示程度(或平均損失),X-Y的關系就形成了一個風險性坐標系統。其中的斜線稱為風險等價曲線(例如,對于$1,000的0.1的可能性與$10,000的0.01的可能性可認為是同等風險的)。坐標中右上角的象限是風險性最高的區域。當考慮到頻率和程度時(如圖2所示),電力部門的風險是最高的,冶金工業及制造業分別列在第二和第三位。
1.3各種使用年限變壓器的故障
按照變壓器設計人員的說法,在“理想狀況下”變壓器的使用壽命可達30~40年,很明顯的是在實際中并非如此。在1975年的研究中,故障時的變壓器平均壽命為9.4年。在1985年的研究中,變壓器平均壽命為14.9年。通常有盆形曲線顯示使用初期的故障率以及位于右端的老化結果,然而故障統計數據顯示變壓器的使用壽命并非無法預測。圖3中顯示了該研究中使用壽命的統計數據,這些數據可以用來確定對變壓器進行周期檢查的時間和費用。
在電力工業中變壓器的使用壽命應當給予特別地關注。美國在二戰后經歷了一個工業飛速發展的階段,并導致了基礎工業特別是電力工業大規模的發展。這些自50年代到80年代安裝的設備,按其設計與運行的狀況,現在大部分都已到了老化階段。據美國商業部的數據,在1973~1974年間電力工業在新設備安裝方面達到了頂峰。如今,這些設備已運行了近25年,故必須對已安裝變壓器的故障可能性給予特別的關注。
2變壓器故障原因分析
HSB收集了有關變壓器故障10年來的資料并進行分析的結果表明,盡管老化趨勢及使用不同,故障的基本原因仍然相同。HSB公司電氣部的總工程師J.B.Swering在論文中寫到:“多種因素都可能影響到絕緣材料的預期壽命,負責電氣設備操作的人員應給予細致地考慮。這些因素包括:誤用、振動,過高的操作溫度、雷電或涌流、過負荷、對控制設備的維護不夠、清潔不良、對閑置設備的維護不夠、不恰當的以及誤操作等。"下表中給出了在過去幾十年中HSB公司總結出的有關變壓器故障的基本原因,表中列出了分別由1975、1983以及1998年的研究得出的關于故障通常的原因及其所占百分比。
2.1雷擊
雷電波看來比以往的研究要少,這是因為改變了對起因的分類方法。現在,除非明確屬于雷擊事故,一般的沖擊故障均被列為“線路涌流”。
2.2線路涌流
線路涌流(或稱線路干擾)在導致變壓器故障的所有因素中被列為首位。這一類中包括合閘過電壓、電壓峰值、線路故障/閃絡以及其他輸配(T&D)方面的異常現象。這類起因在變壓器故障中占有顯著比例的事實表明必須在沖擊保護或對已有沖擊保護充分性的驗證方面給與更多的關注。
2.3工藝/制造不良
在HSB于1998年的研究中,僅有很小比例的故障歸咎于工藝或制造方面的缺陷。例如出線端松動或無支撐、墊塊松動、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強度不足以及油箱中留有異物。
2.4絕緣老化
在過去的10年中在造成故障的起因中,絕緣老化列在第二位。由于絕緣老化的因素,變壓器的平均壽命僅有17.8年,大大低于預期為35~40年的壽命!在1983年,發生故障時變壓器的平均壽命為20年。
2.5過載
這一類包括了確定是由過負荷導致的故障,僅指那些長期處于超過銘牌功率工作狀態下的變壓器。過負荷經常會發生在發電廠或用電部門持續緩慢提升負荷的情況下。最終造成變壓器超負荷運行,過高的溫度導致了絕緣的過早老化。當變壓器的絕緣紙板老化后,紙強度降低。因此,外部故障的沖擊力就可能導致絕緣破損,進而發生故障。
2.6受潮受潮這一類別包括由洪水、管道滲漏、頂蓋滲漏、水分沿套管或配件侵入油箱以及絕緣油中存在水分。
2.7維護不良
保養不夠被列為第四位導致變壓器故障的因素。這一類包括未裝控制其或裝的不正確、冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。
2.8破壞及故意損壞
這一類通常確定為明顯的故意破壞行為。美國在過去的10年中沒有關于這方面變壓器故障的報道。
2.9連接松動
連接松動也可以包括在維護不足一類中,但是有足夠的數據可將其獨立列出,因此與以往的研究也有所不同。這一類包括了在電氣連接方面的制造工藝以及保養情況,其中的一個問題就是不同性質金屬之間不當的配合,盡管這種現象近幾年來有所減少。另一個問題就是螺栓連接間的緊固不恰當。
3變壓器維護建議
根據以上統計分析結果,用戶可制訂一個維護、檢查和試驗的計劃。這樣不但將顯著地減少變壓器故障的發生以及不可預計的電力中斷,而且可大量節約經費和時間。因為一旦發生事故,不僅修理費用以及停工期的花費巨大,重繞線圈或重造一臺大型的電力變壓器更需要6到12個月的時間。因而,一個包括以下建議的良好維護制度將有助于變壓器獲得最大的使用壽命。超級秘書網
3.1安裝及運行
(1)確保負荷在變壓器的設計允許范圍之內。在油冷變壓器中需要仔細地監視頂層油溫。
(2)變壓器的安裝地點應與其設計和建造的標準相適應。若置于戶外,確定該變壓器適于戶外運行。
(3)保護變壓器不受雷擊及外部損壞危險。
3.2對油的檢驗
變壓器油的介電強度隨著其中水分的增加而急劇下降。油中萬分之一的水分就可使其介電強度降低近一半。除小型配電變壓器外所有變壓器的油樣應經常作擊穿試驗,以確保正確地檢測水分并通過過濾將其去除。
應進行油中故障氣體的分析。應用變壓器油中8種故障氣體在線監測儀,連續測定隨著變壓器中故障的發展而溶解于油中氣體的含量,通過對氣體類別及含量的分析則可確定故障的類型。每年都應作油的物理性能試驗以確定其絕緣性能,試驗包括介質的擊穿強度、酸度、界面張力等等。
3.3經常維護
(1)保持瓷套管及絕緣子的清潔。
(2)在油冷卻系統中,檢查散熱器有無滲漏、生銹、污垢淤積以及任何限制油自由流動的機械損傷。
(3)保證電氣連接的緊固可靠。
(4)定期檢查分接開關。并檢驗觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉動靈活性及接觸的定位。
(5)每三年應對變壓器線圈、套管以及避雷器進行介損的檢測。
(6)每年檢驗避雷器接地的可靠性。接地必須可靠,而引線應盡可能短。旱季應檢測接地電阻,其值不應超過5Ω。
(7)應考慮將在線檢測系統用于最關鍵的變壓器上。目前市場上有多種在線檢測系統,供應商將不同的探測器與傳感器加以組裝,并將其與數據采集裝置相連,同時提供了通過調制解調器實現遠距離通訊的功能。美國SERVERON公司的TrueGas油中8種故障氣體在線監測儀就是極好的選擇。此系統監測真實故障氣體含量,結合“專家系統”診斷將無害情況與危險事件加以區分,保證變壓器的安全運行。