杨祖军--供热系统的故障检修

1、国家职业资格全国统一鉴定电工 论文（国家职业资格 一 级）论文题目： 供热系统的故障检修 姓 名： 杨 祖 军 身份证号：准考证号： 所在省市： 江苏省连云港市 所在单位： 连云港亚邦供热有限公司 供热系统的故障检修杨 祖 军连云港亚邦供热有限公司摘要供热企业的技术水平主要包括：供热系统-从热源，热网，热力给到热用户的设计合理，应用的技术是否先进，投资成本是否低，以及对今后供热面积进一步发展的适应是否强, 同时还包括在供热运行中出现的各种各样技术问题，是否能迅速妥善地得到处理和解决。本公司保运有三大块：电气，热控，机修，相互配合维护供热系统的运行。这次论

2、文写得关于电气故障检修的知识，总结了些经验来供大家分享一下，写得不够全面，完善，请大家提出宝贵意见。关键词： 整流桥 电流波动 接地故障 继电保护故障。目录摘要21、供热电厂引风机整流桥损坏及空调的选用计算案例42、关于电厂3#炉一次风机电流波动案例83、直流系统接地故障114、继电保护故障15参考文献：201、 供热电厂引风机整流桥损坏及空调的选用计算案例1、故障现象：2018年12月31日20点30分，引风机高压变频器，设备编号：(HV1609396-G62)在调试试运行时，出现“A3功率单元欠压保护”，现场人员检查A3功率单元熔断器芯断路，更换后于当晚21点48分再次开机时出现“A3功率

3、单元输入缺相保护”。通过现场测量：A3单元内部两只熔断器芯（型号：RGS4A-125A/690V）断路，整流模块击穿（MDS200-16），使用厂家配件更换后正常。2、原因分析：通过现场分析，在当晚第一次报A3单元欠压保护时，内部整流模块已经处于软击穿状态，更换熔断芯器后再次送电时，整流模块击穿。通过现场了解，电网电压一般在6.3KV-6.6KV之间，运行时频率在46.05HZ，输出电流71A，变频器内部使用的整流干式变压器有三个中间抽头，原使用在中间档位6.3KV上面。现场配电室的土建工作，目前还处于未完工状态（见所拍摄图片），预留的风道口未装设风道，也未封堵，造成柜体内外部温差较大，柜内易

4、结露，会造成变频器内部元器件绝缘不好而损坏。另外，变频器室内、外的墙体未粉刷，高压变频器在就位时或已就位完成后，未对变频器设备做好防护，土建施工时，很多水泥污点溅射到高压变频器设备的柜门及柜门进风窗上面。目前，变频器室还不具备高压变频器正常运行的外部保障条件，如：室内要求无粉尘、2090%RH 不结露等要求。当然也不排除该批次整流模块中的个别器件，在运输或装卸、就位过程中，导致内部芯片受损，造成器件损坏的可能。变频器室前面照片变频器室后面照片3、处理措施与建议：根据现场电网工况，将变频器内部整流干式变压器的初级侧档位，调整到正5%档位上面（6.6KV），可以降低单元内部的母线电压，提高元器件寿

5、命。现场变频器室内的散热风道口还未装设风道，也未封堵，如果遇到下雨或下雪天气时，雨水或雪花可能会吸入到设备内部，造成元器件绝缘性能下降或电气间隙不够，导致损坏。建议在未装风道前，先使用挡板进行封堵。空调选用计算方法：变频器室内有三台高压变频器设备，功率分别为630KW、315KW及250KW，合计1195KW，变频器发热根据运行工况而定，最大发热量为变频器额定功率的4，如果长期运行频率低于40Hz,则发热量可按照变频器额定功率的2-3%进行估算。1195KW变频器按额定运行，发热量为47.8KW。按照房间实用面积单独空间制冷所需的空调容量，一般每平方米可以按照150W计算。按房间尺寸4m

6、15;13m计算（采用脚步模糊测量），制冷量约7.8KW。空调总体的制冷量应为变频器的发热量加上空间制冷所需的制冷量，总约为55.6KW。一般来说，1匹空调的制冷量大致为2000大卡，换算成国际单位应乘以1.162，故1匹的制冷量应为2000×1.1622324(W),这里的瓦（W）即表示制冷量。根据此情况，则大致能判定空调的匹数和制冷量，一般情况下，2200W2600W都可称为1匹，根据计算，现场变频器室使用空调的制冷量大约为55600÷220025（匹）即可满足要求。这样，室内安装两台10匹及1台5匹的空调，即可满足现场三台变频器的制冷要求。变频器室外环境图片二现场后期

7、再粉刷室内墙体时，注意防护好变频器设备，防止灰泥或水进行到设备内部，造成设备损坏。变频器前后，需铺装绝缘皮垫。制定现场工作票制度，严禁在高压电源未断开、刀闸未分断的情况下，运维人员就打开变频器柜门进行作业。定期清理变频器柜表面及进风窗过滤棉的灰尘，防止散热的进出口堵塞。制定常用的易损件计划，常备变频器所需的备品备件。4、整改后的照片：如下图2、关于电厂3#炉一次风机电流波动案例一次风机所用高压变频器（设备编号为：HV1609395-G62），电流波动问题。1、现场异常情况在调试过程中，出现变频器输入、输出电流波动（4A左右），现场风压波动的现象。前两次，在运行频率为10%额定转速，以及在运行频

8、率为80%额定转速时，现场通过提高运行频率（在82%额定转速以上），调节风门后，未出现电流波动、压力波动情况。通过调取变频器运行记录，确认系统出现异常情况时，变频器的运行情况如下：运行频率恒定（39.13Hz）、输出电压恒定（4.69kV）、输出电流发生波动（由19.6A下降到16.1A），持续时间30S。从上述数据看出，变频器输出电压的频率、幅值未发生变化。高压变频器是一个电压源，电压源的输出电阻相对不大，如果输出电压变化不大，而输入及输出电流发生变化，则根据欧姆定律，其负载必然发生变化。结合该现场负载特性，以及参考其它类似现场，我们认为：风机系统出现了喘振现象，导致变频器在输出电压不变的情

9、况下，输入及输出电流出现了波动。2、喘振原因分析具有驼峰型特性的风机在运行过程中，当负荷减小，负载流量下降到某一定值时，出现工作不稳定现象。这时流量忽多忽少，一会儿向负载排气，一会儿又从负载吸气，发出如同哮喘病人“喘气”的噪声，同时伴随着强烈振动，这种现象称之为喘振发生喘振现象的根源，是离心风机所具有的驼峰型特性。图一给出了驼峰型特性的离心风机的工作特性曲线。图中，曲线是离心风机在某一转速下的特性曲线，代表出口绝压P2和入口绝压P1之比与风机流量之间的关系，是一个驼峰曲线，驼峰点M处的流量为QM。曲线是管路特性曲线，正常工作点为A。可以看出：在驼峰点右侧，工作是稳定的。因为任何偶然因素造成的工

10、作点波动（例如流量增加），对于风机特性曲线而言，压力会减小，而对于管路特性曲线而言，压力会增加，这两个相互矛盾的结果最终会使工作点返回到原来的位置，在驼峰点M的左侧，这种情况正好相反，任何偶然因素造成的工作点波动将使沿风机特性曲线上的压力变化趋势与沿管路特性曲线上的压力变化趋势具有完全的一致性，其结果加剧了工作点的偏移，使之不能返回到原来的工作点上，风机的工作出现不稳定情况。 因此，驼峰点M右侧的区域为稳定工作区域，驼峰点M左侧的区域为不稳定工作区域.负荷下降使处于驼峰右侧的工作点向驼峰点靠近，工作点越靠近驼峰点M，越会出现工作不稳定的可能性，驼峰型特性是发生喘振现象的主要原因。风机出现喘振时

11、表现如下：1.风量时大时小，产生的风压时高时低，系统内气体的压力和流量也发生很大的波动。2.风机的电动机电流波动明显。3.风机机体产生明显振动，风机房地面、墙壁以及房内空气都有明显地抖动。4.风机发出“呼噜、呼噜”的声音，使噪声剧增。5.风量、风压、电流、振动、噪声均发生周期性的明显变化，持续一个周期在十几秒或几十秒。影响风机喘振的因素有：风机转速、管道特性、风机参数结构、风机进气状态等。3、解决措施风机设备使用变频调速运行，可以大幅度节省能耗。运行速度越低，压力和流量越小，节能效果越好。但是，流量越小，就越容易进入喘振区，发生喘振事故。结合现场应用情况，风机变频改造后，解决其喘振方案主要有两

12、种：其一，采集出口压力，送入变频器，变频器采用PID压力闭环控制方式频器有效通过调整输出频率来满足出口压力恒定的目的，即当变频器检测到压力降低时，通过升高频率来保证压力恒定。其二，变频器运行频率稍高于风门全开时需要的频率，依靠调节风门调节压力，此种方案会对节能效果产生一定影响，但可有效避免风机喘振现象发生。综合以上两种方案，结合现场实际运行情况，现场已采取第二种方案，解决了现场电流波动问题。3、直流系统接地故障一、直流接地的危害直流系统一点长时间接地是不允许的，直流正极接地有造成保护误动的可能，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等）均接负极电源，若这些回路再发生接地或不良就会引

13、起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可造成保护拒绝动作（越级扩大事故）。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。变电站直流系统以蓄电池储存能量，以充电机补充能量，向全站保护、监控、通信系统源源不断的输送电能，确保其安全、稳定、可靠运行。绝缘特点：直流系统是绝缘系统，正常时，正、负极对地绝缘电阻相等，正、负极对地电压平衡。发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，在接地发生和恢复的瞬间，经远距离、长电缆起动中间继电器跳闸的回路可能引起较大的分布电容造成中间继电器误动跳闸，除此之外，对全站保护、监控、通信装置

14、的运行并没有影响。但是，存在一点接地的直流系统，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除隔离。二、直流接地形式按接地点所处位置的不同，可将直流接地分为室内和室外两种形式，按引起接地的原因，又可分为以下几种形式：1.由下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通起来，引起接地。例如瓦斯继电器不装防雨罩，雨水渗入接线盒，当积水淹没接线柱时，就会发生直流接地和误跳闸。在持续的小雨天气（如梅雨天），潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者黑胶布

15、包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。2幼小动物破坏引起的接地。当二次接线盒（箱）密封不好时，蜜蜂会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连接起来时，就引发直流接地。电缆外皮被老鼠咬破时，也容易引起直流接地。3.由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件(如经常开关的开关柜柜门)靠在起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。4.接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线(如10kV开关机构箱内的二次线)，若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。5.插件内元件损坏引起接地。为抗干扰，插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干

16、扰电容，该电容击穿时引起直流接地。6.误接线引起接地。在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，当解下的电缆芯对侧还在运行时，本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。三、直流接地查找、1.查找方法直流回路数量多、分布广,接地点不好查,相对有效的方法是拉路试探法。即分别对每路空气开关或熔断器拉闸停电,若停电后直流接地现象消失,说明接地点位于本空气开关控制的下级回路中;若现象继续存在,说明下级回路没有接地。通过拉路寻找,可将接地点限定在某个空开控制的直流回路中,再通过

17、解开电缆芯,将接地点限定在室内或室外部分；再通过拔出插件，可将接地点限定在插件内和插件外。经过层层分解、 一段段排除，最终可将接地点定位于一段简单回路中，再用摇表对回路中的每根接线摇测绝缘，把接地点进一步限定在几根导线或几颗端子上，通过仔细观察，反复触摸，接地点终会“原形毕露”的。2.查找步骤直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置的，一般由总路空开、分路空开串联而成，两级空气开关将直流回路分成了三段。两级空气开关分别是直流屏总路空气开关和各设备分路空气开关，三段回路分别是直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆和桥接母线回路、分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。其中，第三段回路数量

18、最多、接线最复杂、接地概率最高，几乎所有的直流接地都出现在这一段。2.1查找要求：要想尽快找到接地点所属空开，接地的确切位置和确切原因，就必须对三段回路的构成、作用和现场具体位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉现场直流系统接线。只有熟悉了接线，心中有了数，才能在拉路寻找时不漏拉、不错拉、不重复拉。2.2定位到分路空气开关。找出总路空开下级串接的所有空气开关（或熔断器），顺序：按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。对于信号回路，如测控装置电源空开、遥信电源空开、通信电源空开，其不影响故障跳闸，只涉及监控、指挥信号，可最先拉。如果接地点就在这些空开控制的回路，就免除了对重要回

19、路（控制回路、保护回路)的短时停电。对于保护控制回路空开，直接影响到系统安全， 拉路时间越短越好，需控制在3秒以内，拉路顺序可按其对应一次设备实时潮流大小来排序，先拉负荷轻的空开，再拉负荷重的空开。如果拉开某路空气开关后，接地极母线对地电压立刻升高到110V左右，则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。2.3找出接地的确切位置和确切原因。定位到分路空开后，应向调度申请，断开该路空开，这样其余直流回路就恢复到正常状态，再拆除监视直流母线对地电压的万用表或电压表，投入绝缘检测仪。由于空开已断开，下级回路不带电，用万用表监视回路对地电压的方法发挥不了作用，所以对下级回路接地点使用摇表来查找。（1）按

20、室内室外分段查找。现场统计资料显示，运行中变电站出现的直流接地点绝大部分在室外，所以分段查找时，重点还是查室外部分。可以先将本回路涉及的二次设备接线盒一一打开，仔细检查，看盒子内有无积水、有无潮气、有无电缆头破损进水、有无芯线绝缘皮裂口、有无动物巢穴、有无接线脱落、有无备用芯搭铁等等，或许就会发现接地点。本回路中，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有靠解开电缆芯线，此时需要注意的是，接线前应将端子排号、端子两侧接线编号详细记录在安全措施票上，防止恢复接线时出错。依次解开控制室到场地直流电缆芯线，每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点在本电缆和

21、电缆对侧回路之中。若解开所有电缆后绝缘仍没有变化，说明接地点位于保护屏内部。（2）室内接地点查找。接地点位于保护屏内时，依次拔出装置插件，测量端子排接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，说明接地点就在对应插件中。若绝缘没有变化，说明接地点位于保护屏端子排、端子排引出屏间直流电缆和屏内布线中，用摇表对屏内直流回路的每颗接线端子摇测绝缘，找出接地的那几颗端子，对端子金属部分、连接线部分仔细观察，反复触摸，找出接地点。四、总结直流系统接地对我们设备安全稳定运行有着很大的危害，由于目前直流系统按照地方单位各自习惯管理使其专业划分不明确，造成每个单位一次专业或者二次专业管理直流系统不一致的想象，但作为继电保护

22、专业的人员都应该具备其查找方去和及时排除故障能力。4、继电保护故障一、 继电保护事故的类型：1定值的问题1）整定计算的错误由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出入，有时两者的差别比较大，则以标称值算出的定值较不准确。 2）设备整定的错误人为的误整定有看错数据值、看错位置等现象发生过。其原因主要是工作不仔细，检查手段落后等，才会造成事故的发生。因此，在现场继电保护的整定必须认真操作、仔细核对，把好通电校验定值关，才能避免错误的出现。3）定值的自动漂移引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几方面：受温度的影响；受电源的影响；元器件老化的影响；元件损坏的影响。2. 装

23、置元器件的损坏三极管击穿导致保护出口动作，三极管漏电流过大导致误发信号。3回路绝缘的损坏1）回路中接地易引起开关跳闸2）绝缘击穿造成的跳闸如：一套运行的发电机保护，在机箱后部跳闸插件板的背板接线相距很近，在跳闸触点出线处相距只有2mm，由于带电导体的静电作用，将灰尘吸到了接线焊点的周围，因天气潮湿两焊点之间形成导电通道，绝缘击穿，造成发电机跳闸停机事故。3）不易检查的接地点在二次回路中，电源馈线屏里电缆接地比较常见，但此处的接地点不容易被发现。4接线错误1）接线错误导致保护拒动2）接线错误导致保护误动5抗干扰性能差运行经验证明晶体管保护、集成电路保护以及微机保护的抗干扰性能与电磁型、整流型的保

24、护相比较差。集成电路保护的抗干扰问题最为突出，用对讲机在保护屏附近使用，可能导致一些逻辑元件误动作，甚至使出口元件动作跳闸。在电力系统运行中，如操作干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等非常普遍，解决这些问题必须采取抗干扰措施。6误碰与误操作的问题1）带电拔插件导致的保护出口动作保护装置在运行中出现问题时，若继电保护人员带电拔插件，容易使保护装置的逻辑造成混乱，造成保护装置出口动作。2）带电事故处理将电源烧坏工作人员在电源插件板没有停电的情况下，拔出插件进行更换，容易使电源插件烧坏。7工作电源的问题1）逆变稳压电源逆变稳压电源存在的问题：、波纹系数过高，

25、可能造成逻辑的错误，导致保护误动作。要求将波纹系数控制在规定的范围以内。、输出功率不足。电源地输出功率不够，会造成输出电压的下降，如果下降幅度过大，导致比较电路基准值的变化，充电电路时间变短等一系列的问题，影响到逻辑配合，甚至逻辑判断功能错误。、稳压性能差。电压过高或过低都会对保护性能有影响。、保护问题。电压降低或是电流过大时，快速退出保护并发出报警，可避免将电源损坏。但电源保护误动作时有发生，这种误动作后果是严重的，对无人值班的变电站危害更大。2）电池浮充供电的直流电源由于充电设备滤波稳压性能较差，所以保护电源很难保证波形的稳定性，即纹波系数严重超标。3）UPS供电的电源在分析对保护的影响时

26、应考虑其交流成分、电压稳定能力、带负荷能力等问题。4）直流熔丝的配置问题 直流系统的熔丝是按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置的，以保证回路上短路或过载时熔丝的选择性，若熔丝配置混乱，其后果是回路上过流时熔丝越级熔断。8TV、TA及二次回路的问题1） TV二次的问题 TV二次保险短路故障； TV二次开路故障。2） TA二次的问题 因TA端子松动，使母差保护不平衡电流超标；TA二次开路造成保护装置死机。9保护性能的问题一是性能方面的问题，即装置的功能存在缺陷；二是特性方面的问题，即装置的特性存在缺陷。1）保护性能问题的实例变压器差动保护躲不过励磁

27、涌流。转子接地保护的误动与拒动。保护跳闸出口继电器的接点不能断开跳闸电流。2）保护特性变坏的实例方向距离保护的特性曲线为偏移特性圆或记忆特性圆，由于制造的原因或是参数的变化或是元件特性的变化，可能出现方向偏移的问题或记忆功能消失的问题。有的继电保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。10设计的问题二、综合性事故举例停电线路保护做试验时，造成运行线路保护误动作跳闸1.1 概述：平行双回线中，一般都装设有相差高频和零序横差双套全线速动主保护，由于110KV线路电流互感器在当时一般只有四个二次绕组，因此这两套全线速动主保护只能共用一组电流互感器二次绕组。然而在做停电线路保护试

28、验时，造成运行线路相差高频保护误动作跳闸事故。在某市网110KV平行双回线路中，基于同一原因，先后在不同的时间，不同的地点发生过运行线路四次误动事故。1.2 事故分析：这些事故的重复发生都是在双回线中已停线路上做继电保护试验时造成的。1）试验时没有做好安全措施一般继电保护试验电源都有一个接地点。在一停用的保护装置上通电试验时，由于双回线两组电流互感器各有一个接地点，试验电源不可避免地分流到运行线路的相差高频保护回路中，由于试验前没有考虑到双回线的零序方向横差保护与运行中线路的相差高频保护还有电的联系，而没有采取必要的安全措施，这是事故重复发生的原因。2）两组电流互感器的二次组合的电流回路不是一点接地，而是两点接地1.3措施：1）要实现平行双回线路的相差高频保护和零序方向横差保护共用一组电流互感器时的接地点只有一个。2）在平行双回线路已停电的线路试验时，必须做好安全措施。必须将运行线路的高频相差和零序方向横差保护的电流回路保持各自独立，与停电线路的电流互感器二次断开。1.4经验教训：1）一是违