南水北調(diào)東線工程共設(shè) 13 級提水泵站，擁有著世界上規(guī)模最龐大的泵站群。泵站內(nèi)部電氣設(shè)備非常多，一旦個(gè)別泵站出現(xiàn)運(yùn)行問題，將對南水北調(diào)工程泵站的總體運(yùn)行效率產(chǎn)生較大的影響，而水利泵站的電氣設(shè)備問題具有隱蔽性強(qiáng)、故障判定較難、影響性大等特征。所以，強(qiáng)化電氣設(shè)備的安全運(yùn)行管理勢在必行。

1 泵站機(jī)電設(shè)備的維護(hù)管理的重要性

南水北調(diào)工程是事關(guān)國計(jì)民生的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，是優(yōu)化我國水資源配置，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)工程。因此，加強(qiáng)工程管理，確保安全運(yùn)行，是一項(xiàng)造福社會(huì)和沿線群眾的頭等大事。伴隨著城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市用水量逐年升高，需要及時(shí)保證南水北調(diào)工程泵站運(yùn)行和建設(shè)的安全及穩(wěn)定[1]。為保證泵站工程的安全運(yùn)行，需要提前調(diào)查和分析泵站內(nèi)部各種電氣設(shè)備可能存在的問題，事先完成好預(yù)防任務(wù)。

2 泵站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中存在的相關(guān)問題

2.1 主變壓器常見故障及原因

（1）聲音異常。主要原因：負(fù)荷變化較大或過負(fù)荷；個(gè)別零件松動(dòng)，如鐵芯的穿芯螺釘夾得不緊，使鐵芯松動(dòng)；內(nèi)部接觸不良或有絕緣擊穿；系統(tǒng)短路或接地；系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。

（2）油溫升高。主要原因：渦流或穿芯螺釘絕緣損壞；散熱裝置故障；繞組局部匝間或?qū)娱g短路，內(nèi)部連接點(diǎn)有故障，接觸電阻加大。

（3）三相電壓不平衡。主要原因：三相負(fù)載不平衡，引起中性點(diǎn)位移；系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振；繞組局部匝間或?qū)娱g短路。

（4）瓦斯保護(hù)動(dòng)作。主要原因：濾油、加油不規(guī)范，或冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，使空氣進(jìn)入變壓器；油位過低或漏油。變壓器內(nèi)部故障，產(chǎn)生氣體。保護(hù)裝置二次回路故障。

（5）絕緣套管閃絡(luò)。主要原因：表面積垢嚴(yán)重或有裂紋；套管密封不嚴(yán)，進(jìn)水使絕緣受潮；電容芯子制造不良，內(nèi)部游離放電。

2.2 主電動(dòng)機(jī)常見故障及原因

（1）絕緣老化。主要原因：電機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致絕緣材料發(fā)生物理和化學(xué)變化，最終導(dǎo)致絕緣性能下降。（2）定子故障。主要原因：運(yùn)行環(huán)境濕度較大；長期過電壓和過電流；氣隙內(nèi)有雜物；線圈或鐵芯松動(dòng)。（3）轉(zhuǎn)子故障。主要原因：頻繁啟動(dòng)使阻尼繞組承受很大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致繞組開焊等故障。（4）推力軸承故障。主要原因：推力瓦質(zhì)量不過關(guān)；潤滑油油質(zhì)不佳；技術(shù)供水中斷或滲漏；軸電流；安裝質(zhì)量不過關(guān)[2]。（5）碳刷和滑環(huán)故障。主要原因：碳刷或滑環(huán)表面積垢；碳刷壓力不適當(dāng)；滑環(huán)與機(jī)組軸線不同軸。

2.3 主水泵常見故障及原因

（1）水導(dǎo)軸承及軸徑磨損故障。主要原因：徑向載荷過大，超過軸承承載能力；軸徑擺度過大；河水中雜質(zhì)較多，硬質(zhì)沙粒進(jìn)入軸承與軸徑間隙中，磨損軸徑及軸承[2]。（2）水泵氣蝕。主要原因：氣蝕成因較為復(fù)雜，一般只能減輕，不可避免。氣蝕主要與水泵氣蝕性能、水流流態(tài)、運(yùn)行工況及產(chǎn)品制造材料有關(guān)。（3）填料密封故障。主要原因：填料過松易導(dǎo)致漏水量過大，過緊易導(dǎo)致填料和軸徑磨損加劇。所以，壓緊度應(yīng)適當(dāng)，允許滴狀滲水。（4）葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。目前泵站的葉片調(diào)節(jié)多采用液壓式和機(jī)械式兩種。液壓式葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要故障表現(xiàn)為密封問題造成的滲漏油；機(jī)械式葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要故障表現(xiàn)為調(diào)節(jié)軸竄動(dòng)和調(diào)節(jié)器（分離器）軸承發(fā)熱。

2.4 真空斷路器常見故障及原因

真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名，其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點(diǎn)，在泵站中得到廣泛應(yīng)用。

（1）真空斷路器真空泡真空度降低。主要原因：真空泡內(nèi)波形管的材質(zhì)或制作工藝存在問題，多次操作后出現(xiàn)漏點(diǎn)；真空泡的材質(zhì)或制作工藝存在問題，真空泡本身存在微小漏點(diǎn)；分體式真空斷路器在操作時(shí)，由于操作連桿的距離比較大，直接影響真空斷路器的同期、彈跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。

（2）真空斷路器合閘失靈。主要原因：線路上有故障；操作不當(dāng)；操作、合閘電源問題或電氣二次回路故障；斷路器本體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障等。

（3）真空斷路器分閘失靈。主要原因：分閘操作回路斷線;分閘線圈斷線；操作電源電壓降低；分閘線圈短路，分閘能力降低；分閘頂桿變形，分閘時(shí)存在卡澀現(xiàn)象等。

（4）真空斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能回路故障。彈簧操作機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能回路故障的現(xiàn)象有：合閘后無法實(shí)現(xiàn)分閘操作；儲(chǔ)能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停止等。其原因主要是行程開關(guān)安裝位置的偏上或偏下，以及行程開關(guān)是否損壞。

（5）真空斷路器分合閘不同期，彈跳數(shù)值大。真空斷路器本體機(jī)械性能較差，多次操作后，由于機(jī)械原因?qū)е虏煌?，彈跳?shù)值偏大；分體式斷路器由于操作桿距離較大，分閘力傳到觸頭時(shí)，各相之間存在偏差，導(dǎo)致不同期、彈跳數(shù)值偏大。

3 泵站機(jī)電設(shè)備的維護(hù)管理對策

泵站日常維護(hù)工作的質(zhì)量直接決定了機(jī)電設(shè)備的完好率，較高的完好率保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

為了確保機(jī)電設(shè)備長期處于良好的工作狀態(tài)，泵站專業(yè)技術(shù)人員需要從以下幾個(gè)方向來管理與維護(hù)電氣設(shè)備。

3.1 變壓器的維護(hù)與運(yùn)行

（1）嚴(yán)格按規(guī)范要求做好變壓器預(yù)防性試驗(yàn)。按規(guī)定做好預(yù)防性試驗(yàn)，并和歷年來的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，不應(yīng)有較大幅度變化。新安裝變壓器還應(yīng)在投運(yùn) 5 年后做一次吊芯（罩）檢查，檢查線圈、切換裝置、鐵芯、絕緣、支架等裝置情況，重點(diǎn)做好緊固件的緊固情況和穿芯螺釘?shù)慕^緣情況檢查。

（2）做好變壓器日常維護(hù)和運(yùn)行巡視檢查。日常維護(hù)主要做好變壓器器身的清潔工作，尤其是絕緣套管是否清潔，有無破損裂紋和閃絡(luò)痕跡，檢查變壓器油枕和充油套管的油位、油色是否正常，器身密封有無泄漏，檢查冷卻裝置運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，檢查外殼接地應(yīng)良好，呼吸器應(yīng)暢通，吸潮劑不應(yīng)飽和等。在運(yùn)行過程中，變壓器要按照規(guī)定時(shí)間進(jìn)行巡查[3]。

重點(diǎn)包含：檢查變壓器上層油溫是否正常（一般規(guī)定變壓器上層油溫應(yīng)在 85 ℃ 以下，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻變壓器上層油溫應(yīng)在 75 ℃ 以下）；檢查變壓器聲音是否正常（正常情況應(yīng)是均勻的“嗡嗡”聲）；檢查三相電流、電壓的平衡情況，檢查二次側(cè)電壓是否正常，如超過額定電壓的±5%，則應(yīng)調(diào)整變壓器分接開關(guān)。

（3）做好特殊巡視。在大風(fēng)時(shí)應(yīng)檢查附近有無易被吹起的雜物，并注意觀察引線的擺動(dòng)情況；大霧時(shí)檢查套管有無閃絡(luò)、放電痕跡；大雪時(shí)檢查器蓋至套管間有無積雪、掛冰情況，油位計(jì)、溫度計(jì)、瓦斯繼電器有無積雪覆蓋；雷雨后檢查避雷器計(jì)數(shù)器動(dòng)作情況并做好記錄；氣溫突變時(shí)檢查油位、油溫變化情況等。

3.2 主機(jī)組的維護(hù)與運(yùn)行

嚴(yán)格按規(guī)范要求做好預(yù)防性試驗(yàn)和設(shè)備大修。主電機(jī)每年和大修后應(yīng)按規(guī)定做好電氣預(yù)防性試驗(yàn)，并和歷年來的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，不應(yīng)有較大幅度變化。嚴(yán)格按照規(guī)范要求做好機(jī)組大修工作，確保大修質(zhì)量，嚴(yán)格按照《泵站安裝及驗(yàn)收規(guī)范》組織驗(yàn)收。

做好日常維護(hù)和運(yùn)行巡視檢查。日常維護(hù)主要做好定期和經(jīng)常性維護(hù)檢查，清掃定轉(zhuǎn)子積垢、油污，檢查定轉(zhuǎn)子間隙有無雜物；檢查測試滑環(huán)碳刷壓力并給予調(diào)整，壓力一般以 0.15～0.25 kg/cm2 為宜；檢查油缸油位、油質(zhì)應(yīng)正常；檢查清掃一次、二次回路及附屬設(shè)備等。

運(yùn)行中嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程要求進(jìn)行巡視，詳細(xì)檢查和記錄機(jī)組運(yùn)行時(shí)的各種電氣量和溫度量，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)加以處理；嚴(yán)密監(jiān)視上下游水位變化，適時(shí)調(diào)整葉片角度，盡量使機(jī)組運(yùn)行在高效區(qū)。

3.3 真空斷路器的運(yùn)行養(yǎng)護(hù)和管理

嚴(yán)格按規(guī)程做好電氣預(yù)防性試驗(yàn)。除做好工頻耐壓試驗(yàn)及絕緣電阻測試外，還應(yīng)測試真空斷路器的回路電阻。另外由于有些故障為隱性故障，所以在定期檢修時(shí)應(yīng)使用真空度測試儀檢查真空泡的真空度，發(fā)現(xiàn)真空度降低應(yīng)及時(shí)更換，同時(shí)使用高壓開關(guān)特性測試儀做好真空斷路器的分合閘時(shí)間、行程、同期性等特性測試。

做好運(yùn)行巡視檢查和日常維護(hù)、檢修工作。設(shè)備運(yùn)行時(shí)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行巡視檢查，檢查斷路器分合閘位置是否正確，支撐絕緣子有無損傷和放電痕跡，真空滅弧室有無異常，連接部位有無過熱現(xiàn)象等檢查。

日常維護(hù)工作主要是清理設(shè)備的灰塵，保證設(shè)備良好的工作環(huán)境；更換或修理易損件；緊固和檢查導(dǎo)線接頭；保養(yǎng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使用潤滑油對摩擦部分進(jìn)行潤滑；檢查控制開關(guān)和輔助觸點(diǎn)是否接觸良好；檢查分合閘線圈阻值；檢查各行程開關(guān)狀況等。檢修和保養(yǎng)后還應(yīng)進(jìn)行 2～3 次分合閘試驗(yàn)，以確定斷路器狀態(tài)。

4 結(jié)語

系統(tǒng)維護(hù)，責(zé)任重大。為確保泵站的安全和高效運(yùn)行，要求在安裝和檢修中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，日常維護(hù)工作做細(xì)、做實(shí)，提高設(shè)備的完好率[4]。運(yùn)行人員嚴(yán)格執(zhí)行巡視檢查制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的安全隱患并及時(shí)加以排除，最大限度地減少故障發(fā)生，使工程效益得到充分發(fā)揮。