一起發(fā)電機主開關(guān)偷跳的故障分析與防范對策

1 故障現(xiàn)象

2011年3月以來，江西省新干縣某城市的某一個居民小區(qū)一臺電壓為400V，容量為500kW的低壓小型柴油發(fā)電機組，在運行中偶爾出現(xiàn)不規(guī)律的主開關(guān)異常跳閘，從而使發(fā)電機運行受沖擊，并且導致該電網(wǎng)不穩(wěn)定的疑難故障，也就是俗話所說的“偷跳”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象很不規(guī)律，有時一、兩小時出現(xiàn)一次，有時一天才出現(xiàn)一次。持續(xù)時間已有四個多月，嚴重影響了發(fā)電機組的安全、可靠與穩(wěn)定運行，給居民的安全用電帶來了不小的影響。

2 原因分析

該發(fā)電機是采用雙繞組電抗分流式勵磁臥式柴油發(fā)電機。它一般是在市電停電時作為居民生產(chǎn)用電的備用電源來使用，因此運行使用的時間并不長。通過多次詳細觀察得知，該發(fā)電機偷跳前，運行的各項電氣參數(shù)都正常，也未發(fā)生過電流、過電壓及接地、短路等故障現(xiàn)象，供電系統(tǒng)也無異�，F(xiàn)象。跳閘后，發(fā)電機電壓仍然正常，并且電壓還可以任意調(diào)節(jié)，發(fā)電機組的機械與電氣性能都完好，也就是不偷跳時，該發(fā)電機組運行是比較安全穩(wěn)定的。為此，有關(guān)技術(shù)人員在停機時，著手進行發(fā)電機及系統(tǒng)的以下檢查與分析：

（1）用500V兆歐表測發(fā)電機定子主、副繞組及母線系統(tǒng)的相間、對地絕緣電阻為200兆歐，轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻為10兆歐，均為合格。

（2）用試驗變壓器分別給定子主、副繞組、母線對地作1000V耐壓試驗，歷時一分鐘，結(jié)果合格。

（3）檢查開關(guān)屏及勵磁屏相間及對地絕緣電阻為200兆歐，合格。

（4）校驗過電流、過電壓繼電器，動作正常，合格。

（5）作主開關(guān)空載合、分閘試驗，也一切正常。

經(jīng)過以上的檢查分析后，仍將發(fā)電機啟動運行進行再觀察，雖然短時間沒有發(fā)現(xiàn)問題。但過了幾個小時后，故障又重新出現(xiàn)了。這到底是什么原因引起的主開關(guān)異常跳閘呢？查處這一疑難故障，關(guān)鍵是故障不發(fā)生時，其各項參數(shù)均正常，待故障發(fā)生后，也沒有留下任何可以分析對照的痕跡，這就使故障的分析判斷難有實質(zhì)性的進展。

時至當年7月16日，筆者應邀前往該居民小區(qū)，在了解了故障現(xiàn)象及以往的分析處理情況后，與相關(guān)技術(shù)人員對發(fā)電機組進行詳細的檢查分析。結(jié)合以前的檢查分析進行推斷，直接排除發(fā)電機本身的原因，而重點是檢查開關(guān)屏。該發(fā)電機組是在二十世紀七十年代安裝的，屬于比較老式的設備。其主開關(guān)采用DW10—1500/3型自動空氣斷路器，它的合閘機構(gòu)是采用三相異步電動機操作的。經(jīng)檢查，該合閘電動機的接線相序正確；合閘電路、繼電器等均動作正常；它的跳閘回路是由失壓脫扣器組成的。發(fā)電機的過電流、過電壓保護輸出的動作接點作用于控制該失壓脫扣器，也就是這些保護動作接點的動作推動失壓脫扣器動作來實現(xiàn)發(fā)電機保護動作跳閘。據(jù)查實，這些保護動作電路及器件也均正常，不存在接頭松動、氧化等引起接觸不良而出現(xiàn)誤動作的現(xiàn)象。但是，當進一步檢查失壓脫扣器動作機構(gòu)時，發(fā)現(xiàn)其吸引銜鐵和失壓脫扣線圈都積滿了油泥、污垢。這些油泥、污垢能否引起開關(guān)的動作出現(xiàn)問題呢？開關(guān)操作機構(gòu)上加油，本來是為了使斷路器本身操作機構(gòu)動作靈敏、可靠，而給其機械運動部分作潤滑作用的。但由于潤滑油添加過量，流到了失壓脫扣器的銜鐵和線圈上，并滲透到整個線圈內(nèi)部。雖然鐵芯工作面已被多次擦干凈了，消除了銜鐵在運行中的噪聲，這在表面上看來，似乎不存在故障了。但進一步分析，當線圈內(nèi)部的滲油，使線圈在承受工作電壓，產(chǎn)生溫升時，線圈的絕緣強度將發(fā)生變化，也就是引起匝間短路的發(fā)生。這種變化就可能引起了線圈的電感量發(fā)生相應的變化。這樣，就使整個失壓脫扣器磁路的磁通量發(fā)生變化。當磁通量減小時，它的電磁吸合力就隨著減小，當減小到不足以維持銜鐵的吸合力時，其吸合狀態(tài)就不能維持。這時，銜鐵就被反作用力彈簧拉開而釋放。這種變化的結(jié)果，使失壓脫扣器動作，從而導致自動空氣斷路器不規(guī)律的異常跳閘。

3 故障處理

針對以上的故障，我們擦干了失壓脫扣器裝置上的油泥、污垢，更換了一只新的沒有受油泥污染的失壓脫扣器線圈，并千方百計確保了操作機構(gòu)的潤滑油不會再流到失壓脫器線圈及銜鐵。發(fā)電機恢復發(fā)電，帶負荷運行，經(jīng)過一段時間負荷變化，一切正常。經(jīng)這樣處理后，時隔一年多來再沒有發(fā)生過類似的主開關(guān)偷跳故障現(xiàn)象，徹底解決了這個長時間困擾該居民小區(qū)備用發(fā)電機組正常穩(wěn)定運行的疑難故障。

4 防范對策

這起發(fā)電機開關(guān)異常偷跳故障，雖然給我們的居民正常用電造成一定的影響，也曾經(jīng)困擾著該發(fā)電機的工作人員。但通過大家的共同努力，終于找到了故障原因，并且對癥下藥，采取了切實可行的措施，處理了故障，也為今后發(fā)電機發(fā)生類似故障時提供了處理的指導性方法。為防止今后發(fā)生類似故障，進行了一些經(jīng)驗總結(jié)和教訓分析。維護發(fā)電機主開關(guān)時，既要經(jīng)常檢查及加注少許潤滑油，保持開關(guān)的機械傳動機構(gòu)動作靈活、準確與可靠，又不能因為加油的原因而導致其它副作用。在日常維護時，必須做到保持自動空氣斷路器處于良好的運行環(huán)境，尤其是失壓脫扣器或分勵脫扣器的清潔衛(wèi)生，杜絕一切油泥、污垢的存在。在給操作機構(gòu)加潤滑油時，一定要注意加油位置和油量的多少，掌握適度，千萬不要加得過量而導致竄到其它不應該有油的機構(gòu)上去了，以免流到脫扣器的銜鐵和線圈上，引起整個自動空氣斷路器的誤動作。只要我們加強維護，類似的問題是應該能避免的。