某大型泵站故障停機(jī)分析及對(duì)策

唐文富

（南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局北京分局，北京 100038）

1 引言

某泵站是一長距離調(diào)水工程上唯一一座大型加壓泵站，擔(dān)負(fù)著某一特大型城市供水的重要任務(wù)，2008年9月實(shí)現(xiàn)小流量供水，2015年5月開始啟泵加壓供水，至目前最大日供水量達(dá)430萬m3，已成為該城市供水的主力水源，為保證該城市供水安全、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。泵站自加壓運(yùn)行5年多來，共發(fā)生了36次突發(fā)故障停機(jī)，造成泵站供水流量減少、上游水位壅高、設(shè)備零部件損壞等不利后果。總結(jié)、分析故障停機(jī)原因，采取針對(duì)性措施，消除安全隱患，以確保泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行和受水城市供水安全，不僅具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，同時(shí)具有重要的政治意義。

2 工程概況

泵站為大Ⅰ型Ⅰ等工程，設(shè)計(jì)流量60 m3/s，揚(yáng)程58.2 m，總裝機(jī)容量58.4 MW，共安裝8臺(tái)臥式單級(jí)雙吸離心泵，6工2備，單泵流量10 m3/s，配套電動(dòng)機(jī)功率7 300 kW，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)均配有一臺(tái)變頻器，用以驅(qū)動(dòng)機(jī)組作變速運(yùn)行，以滿足不同輸水流量要求。

泵站上游為渠道、下游為兩條PCCP管道，每條管道長約56.4 km，進(jìn)口處安裝4臺(tái)機(jī)組和1根旁通管，出口匯入一個(gè)調(diào)壓池。當(dāng)輸水流量不大于20 m3/s時(shí)，采用旁通管重力自流供水；當(dāng)輸水流量大于20 m3/s時(shí)，采用單管2臺(tái)或3臺(tái)機(jī)組并聯(lián)調(diào)速運(yùn)行方式加壓供水。

泵站建有110 kV變電站，110 kV進(jìn)線采用同塔雙回架空線路，站內(nèi)安裝110/10 kV-40 MVA主變兩臺(tái)，110 kV側(cè)采用內(nèi)橋式接線，10 kV側(cè)采用單母線雙分段接線，設(shè)母聯(lián)斷路器，正常分段運(yùn)行，每段母線分別帶4臺(tái)機(jī)組。

3 故障停機(jī)統(tǒng)計(jì)分析

自2015年5月開始啟泵加壓供水至2020年12月期間，共發(fā)生了36次故障停機(jī)，具體情況如下：

3.1 按時(shí)間統(tǒng)計(jì)

按年、月統(tǒng)計(jì)發(fā)生的故障停機(jī)情況分別見圖1、圖2。

圖1 故障停機(jī)年度分布

圖2 故障停機(jī)月度分布

從圖1可以看出，投運(yùn)初期停機(jī)頻次較高，其主要原因：①機(jī)組試運(yùn)行結(jié)束后未停機(jī)消缺即投入正式運(yùn)行，部分設(shè)備帶病運(yùn)行；②隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，在試運(yùn)行期間未暴露的部分設(shè)備缺陷陸續(xù)暴露；③運(yùn)行規(guī)章制度、操作規(guī)程等尚不健全、完善，運(yùn)行管理處于摸索階段；④運(yùn)行人員主要為工程建設(shè)人員，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，處于人機(jī)磨合階段。

3.2 按故障停機(jī)原因統(tǒng)計(jì)

經(jīng)綜合分析，造成故障停機(jī)的原因總體可分為電力設(shè)施故障、站內(nèi)設(shè)備故障、誤操作及其他等4大類，各類故障停機(jī)情況見圖3。其中站內(nèi)設(shè)備故障是造成停機(jī)的主要因素，其原因主要為設(shè)備老化、設(shè)備本身缺陷和功能不完善等。

圖3 故障停機(jī)原因統(tǒng)計(jì)圖

3.3 按故障設(shè)備統(tǒng)計(jì)

由設(shè)備故障導(dǎo)致的停機(jī)情況見圖4。

圖4 設(shè)備故障停機(jī)統(tǒng)計(jì)圖

由圖4可看出，水泵電動(dòng)機(jī)組等主機(jī)組設(shè)備故障少，而外電源、變頻器、液控蝶閥及技術(shù)供水系統(tǒng)等輔助設(shè)備的故障率較高。

3.4 按同時(shí)停機(jī)臺(tái)數(shù)統(tǒng)計(jì)

同時(shí)停機(jī)臺(tái)數(shù)情況見圖5。

圖5 故障停機(jī)臺(tái)數(shù)分布

從圖5可看出，停1臺(tái)機(jī)組占絕大部分，表明故障的偶發(fā)性、單一性，同時(shí)也反映出故障形式多樣性、復(fù)雜性。

4 故障停機(jī)原因分析

4.1 外部電源故障

泵站兩回110 kV線路供電電源均取自同一220 kV變電站，并采用同塔架設(shè)，變電站電源故障、線路故障等直接影響泵站正常供電并導(dǎo)致停機(jī)。泵站兩回110 kV線路分別T接自220 kV變電站的兩回某一鐵路牽引站出線上，鐵路牽引站負(fù)荷不穩(wěn)定、諧波大等影響泵站供電電能質(zhì)量，另外，雷電、大風(fēng)、暴雨、暴雪、霧霾等惡劣天氣以及候鳥遷徙站停線路等引起的線路瞬間接地也會(huì)造成電網(wǎng)電壓瞬時(shí)波動(dòng)或失壓，而泵站機(jī)組變頻器對(duì)電能質(zhì)量要求高，保護(hù)靈敏度高，瞬時(shí)電能質(zhì)量（如電壓）下降超出變頻器保護(hù)定值范圍即觸發(fā)泵站內(nèi)變電站或10 kV保護(hù)裝置動(dòng)作，并引發(fā)停機(jī)。

4.2 設(shè)備老化

泵站設(shè)備為2006年前后制造、2008年底安裝完成，至2014年9月外電源系統(tǒng)建成投運(yùn)并開始設(shè)備調(diào)試，設(shè)備停放長達(dá)6年之久，在2015年7月泵站正式運(yùn)行時(shí)，設(shè)備年限已近10年，部分電氣及自動(dòng)化設(shè)備如電氣元器件、傳感器、儀表等存在絕緣老化、接頭氧化接觸不良、測(cè)量數(shù)據(jù)漂移、顯示異常等情況，隨著時(shí)間的推移，泵站設(shè)備運(yùn)行逐漸進(jìn)入故障集中高發(fā)期，停機(jī)隱患增大。

4.3 設(shè)備缺陷

部分設(shè)備缺陷在試運(yùn)行階段就已顯現(xiàn)，如主水泵出口液控蝶閥開關(guān)閥時(shí)間不穩(wěn)定、液壓系統(tǒng)保壓時(shí)間短等問題，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。部分設(shè)備缺陷在運(yùn)行期間陸續(xù)暴露，如變頻器輔助電源主備切換開關(guān)不能快速投切、變頻器技術(shù)供水循環(huán)泵短暫失電后不能自啟動(dòng)等，引發(fā)不應(yīng)該的停機(jī)。

4.4 設(shè)備功能不完善

部分停機(jī)源判據(jù)條件設(shè)置不盡合理，如機(jī)組冷卻水流量低報(bào)警180 s后即觸發(fā)停機(jī)，沒有考慮軸承、定子繞組溫升等因素，曾出現(xiàn)流量開關(guān)接觸不良等誤報(bào)流量低而導(dǎo)致不應(yīng)該停機(jī)的情況。部分保護(hù)回路、保護(hù)參數(shù)、控制程序等設(shè)置不盡合理，如曾發(fā)生機(jī)組由停機(jī)備用態(tài)轉(zhuǎn)檢修態(tài)過程中，手動(dòng)分機(jī)組10 kV斷路器時(shí)分閘線圈拒動(dòng)而跳10 kV母線進(jìn)線開關(guān)，造成該母線上所有運(yùn)行機(jī)組停機(jī)。

4.5 外部環(huán)境

機(jī)組及變頻器技術(shù)供水采用集中供水方式，水源取自泵站前池，在高溫季節(jié)，渠道中藻類繁殖，堵塞取水口及濾水器濾網(wǎng)、熱交換器等，造成冷卻水流量低，電機(jī)及變頻器溫度高而引發(fā)停機(jī)。

4.6 違規(guī)行為

運(yùn)行初期，運(yùn)行制度、操作規(guī)程等不健全、不完善，且采用委托運(yùn)行管理模式，現(xiàn)地運(yùn)行操作人員為原機(jī)電設(shè)備安裝施工人員，不但缺乏運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，而且存在主人翁意識(shí)不強(qiáng)、責(zé)任心不強(qiáng)、“兩票制”執(zhí)行不嚴(yán)格等問題，導(dǎo)致誤操作引發(fā)停機(jī)。

5 主要應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)故障停機(jī)的原因，采取了以下主要措施，避免或減少故障停機(jī)事件發(fā)生。

5.1 加強(qiáng)設(shè)備日常巡視和問題整改

（1）除運(yùn)行、維護(hù)人員例行的設(shè)備巡視及日常維護(hù)外，還組織運(yùn)行管理人員開展“兩個(gè)所有”（即所有人查所有問題）問題查改，每天安排2～3人組成問題查改小組，每半個(gè)月對(duì)泵站全部設(shè)備排查至少一遍。巡查人員發(fā)現(xiàn)問題后立即拍照并上傳工程巡查APP，通知維護(hù)人員等及時(shí)處置。

（2）加強(qiáng)汛期、冰期等特殊時(shí)期的設(shè)備巡查，特別是在雷電、大風(fēng)、暴雨、暴雪、霧霾等惡劣天氣時(shí)，增加泵站110 kV輸電線路巡查頻次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患；同時(shí)安排應(yīng)急保障人員及設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)駐防，一旦發(fā)生故障立即搶修，盡最大可能保障泵站110 kV供電可靠性。

（3）在泵站110 kV輸電線路桿塔上增設(shè)防鳥刺，減少或避免候鳥遷徙站停線路引發(fā)的故障。

5.2 開展全面排查和定期檢修

充分利用冬季供水需求相對(duì)較低的時(shí)機(jī)，每年開展專項(xiàng)檢修。檢修前，對(duì)泵站設(shè)備設(shè)施進(jìn)行全面排查、評(píng)估。對(duì)排查發(fā)現(xiàn)的問題、隱患及運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)并需停機(jī)才能處理的問題實(shí)施集中整改消缺，按照檢修規(guī)程、規(guī)范等的規(guī)定對(duì)設(shè)備設(shè)施實(shí)施定期維護(hù)檢修、儀器儀表率定及電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)，根據(jù)設(shè)備生命周期對(duì)臨近使用壽命的設(shè)備、元器件等進(jìn)行有計(jì)劃的更換。

5.3 開展技術(shù)改造、系統(tǒng)升級(jí)及功能完善

針對(duì)使用年限長、老化、故障率高的設(shè)備，因設(shè)備更新?lián)Q代原產(chǎn)品已停產(chǎn)而新產(chǎn)品不兼容導(dǎo)致無法及時(shí)維修的設(shè)備，以及存在功能缺失、設(shè)計(jì)不合理的設(shè)備等，進(jìn)行更新改造、系統(tǒng)升級(jí)和功能完善。

5.3.1 技術(shù)供水系統(tǒng)改造

（1）技術(shù)供水系統(tǒng)冷源改造

原技術(shù)供水系統(tǒng)為集中供水開式系統(tǒng)，從泵站前池取水，經(jīng)技術(shù)供水泵加壓后，一路供電機(jī)管殼式空水冷卻器及稀油站油水冷卻器，另一路供變頻器內(nèi)水循環(huán)冷卻板式換熱器，換熱后排水至前池。

為解決技術(shù)供水水源中藻類絮狀物及懸浮物堵塞取水口、濾水器、冷卻器等引發(fā)停機(jī)問題，同時(shí)解決高溫季節(jié)渠道內(nèi)水溫超過技術(shù)供水冷卻水最高設(shè)計(jì)水溫28 ℃的風(fēng)險(xiǎn)問題，對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，將原技術(shù)供水系統(tǒng)改造為密閉循環(huán)系統(tǒng)[1，2]，采用閉式循環(huán)水取代前池水。其中：

1）變頻器技術(shù)供水采用冷水機(jī)組加冷卻塔的復(fù)合冷源間接冷卻方式的密閉循環(huán)系統(tǒng)，工藝流程見圖6。圖6中a點(diǎn)水溫高于28 ℃時(shí)開啟冷水機(jī)組降溫，a點(diǎn)水溫低于28 ℃時(shí)則采用冷卻塔降溫。

圖6 變頻器技術(shù)供水復(fù)合冷源間接冷卻系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

2）結(jié)合變頻器技術(shù)供水系統(tǒng)改造及運(yùn)行情況，優(yōu)化機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)改造方案，采用了自然冷卻風(fēng)冷冷水機(jī)組閉式循環(huán)系統(tǒng)方案。自然冷卻風(fēng)冷冷水機(jī)組有壓縮機(jī)工作模式和氟泵工作模式（其原理見圖7），可根據(jù)室外溫度由機(jī)組自身控制系統(tǒng)確定工作模式。當(dāng)室外溫度高于21 ℃時(shí)，采用壓縮機(jī)工作模式；當(dāng)室外溫度低于或等于21 ℃時(shí)，采用氟泵工作模式。氟泵功率僅0.55 kW，與壓縮機(jī)功率相差較大，冬季、過渡季節(jié)采用氟泵工作模式，其節(jié)能效果明顯。

圖7 自然冷卻風(fēng)冷冷水機(jī)組原理簡(jiǎn)圖

（2）技術(shù)供水支管流量控制閥門改造

將每臺(tái)變頻器及每臺(tái)機(jī)組的技術(shù)供水支管上的電磁閥改為電動(dòng)球閥，使電磁閥的長期帶電運(yùn)行方式改為電動(dòng)球閥的短時(shí)通電方式，既可滿足機(jī)組啟停自控要求，也消除了因電磁閥線圈長期帶電發(fā)熱燒毀造成的機(jī)組和變頻器冷卻水突然中斷引發(fā)的故障停機(jī)隱患。

（3）技術(shù)供水支管增設(shè)流量計(jì)

為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每臺(tái)變頻器及每臺(tái)機(jī)組的技術(shù)供水流量，便于運(yùn)行值班人員遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)供水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，在每臺(tái)變頻器及每臺(tái)機(jī)組的技術(shù)供水支管上均分別增加了1個(gè)電磁流量計(jì)。

（4）優(yōu)化變頻器技術(shù)供水系統(tǒng)供電及控制方式

變頻器技術(shù)供水系統(tǒng)冷凍水循環(huán)泵和冷卻水循環(huán)泵為8臺(tái)變頻器共用，供電電源分別接自400 V站用電的兩段母線上。當(dāng)一段母線失電，母聯(lián)開關(guān)自動(dòng)閉合，由另一段母線供電，但循環(huán)泵不能來電自啟動(dòng)，特別是帶冷卻水循環(huán)泵的母線失電，將造成所有變頻器外部冷卻水中斷，導(dǎo)致變頻器溫度超限停機(jī)。對(duì)此，增設(shè)循環(huán)泵雙電源配電柜，采用末端雙電源供電，雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)采用自投不自復(fù)工作方式，以保證循環(huán)泵供電可靠性。同時(shí)，對(duì)技術(shù)供水系統(tǒng)控制方式進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自啟動(dòng)功能，當(dāng)斷電后立即來電時(shí)，自動(dòng)（或由值班人員）進(jìn)行PLC遠(yuǎn)控啟動(dòng)，恢復(fù)各設(shè)備斷電前運(yùn)行狀態(tài)，保障變頻器冷卻水不中斷。

5.3.2 主軸密封供水系統(tǒng)改造

原主軸密封供水水源為各自水泵出口壓力水，同樣存在水中藻類等雜質(zhì)堵塞濾水器、流量計(jì)等問題，對(duì)此，新建一套獨(dú)立的主軸密封供水系統(tǒng)集中供水，水源取自泵站生活供水系統(tǒng)（井水），并在高于機(jī)組安裝高程的主廠房?jī)?nèi)設(shè)備間設(shè)置2個(gè)容積為25 m3的水箱和1套變頻供水設(shè)備。

5.3.3 主水泵出口液控蝶閥改造

基于液控蝶閥原電磁閥、節(jié)流閥等液壓元件加工精度不夠，工作穩(wěn)定性、可靠性不高，對(duì)液控蝶閥原液壓及電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行整體改造升級(jí)。采用電液比例閥自動(dòng)調(diào)速代替機(jī)械調(diào)速，采用帶粘度、溫度、負(fù)載補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速閥代替普通節(jié)流閥，更換油泵、蓄能器和溢流閥，并對(duì)控制程序進(jìn)行優(yōu)化，提高了開關(guān)閥時(shí)間的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和液壓系統(tǒng)保壓時(shí)間，保證了液控蝶閥運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，基本消除了液控蝶閥故障引發(fā)停機(jī)的隱患。

5.3.4 變頻器檢修、改造、升級(jí)

泵站變頻器為ABB的ACS6000有源整流靜止型中壓變頻器，變頻器作為泵站機(jī)組運(yùn)行控制的核心設(shè)備，在每年的冬季專項(xiàng)檢修中均委托ABB進(jìn)行專業(yè)檢測(cè)、深度維護(hù)和升級(jí)改造。

（1）原廠維護(hù)

對(duì)變頻器進(jìn)行全面系統(tǒng)性檢查、清潔，緊固各電氣連接、冷卻水回路連接頭，測(cè)試電容、功率模塊等部件性能及傳輸光纖衰減度，更換使用年限到期的電容、IGCT及其門極觸發(fā)電路板、電源模塊、內(nèi)水循環(huán)水泵軸密封、去離子罐等部件。

（2）參數(shù)優(yōu)化、軟件升級(jí)及功能完善

針對(duì)電網(wǎng)出現(xiàn)欠電壓波動(dòng)（電壓暫降）引發(fā)的停機(jī)，在難以改變泵站110 kV供電電能質(zhì)量現(xiàn)狀的情況下，改善變頻器抗電壓擾動(dòng)能力，即增強(qiáng)變頻器的失電穿越能力，是減少泵站機(jī)組故障停機(jī)的關(guān)鍵，同時(shí)也是降低變頻器IGCT損壞率的唯一手段[3,4]。對(duì)此，對(duì)變頻器系統(tǒng)軟件進(jìn)行升級(jí)，并調(diào)整、優(yōu)化部分參數(shù)設(shè)定（見表1）。自變頻器參數(shù)優(yōu)化以來，變頻器已多次成功實(shí)現(xiàn)低電壓穿越，保護(hù)IGCT不被損壞，保障機(jī)組未因外電源電壓異常波動(dòng)而停機(jī)。

表1 ACS6000變頻器參數(shù)優(yōu)化表

（3）輔助動(dòng)力電源改造

變頻器冷卻水單元配備2臺(tái)內(nèi)水循環(huán)泵，一工一備，采用雙電源供電，其中主電源接自泵站機(jī)組110 kV供電電源下的400 V站用電分段母線上，備用電源接自泵站單獨(dú)引接的10 kV電源低壓側(cè)的400 V母線上，主備電源在機(jī)組配電柜內(nèi)通過雙電源自動(dòng)切換開關(guān)（施耐德WATSGD-160型）進(jìn)行投切。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)主電源故障、切換到備用電源時(shí)，變頻器卻出現(xiàn)故障引發(fā)機(jī)組停機(jī)。經(jīng)測(cè)試，WATSGD-160型雙電源自動(dòng)切換開關(guān)的最小切換時(shí)間為1.5 s，已超變頻器內(nèi)水循環(huán)泵允許中斷供電0.5 s的時(shí)間限值，即內(nèi)水循環(huán)泵斷電后0.5 s，變頻器故障報(bào)警并強(qiáng)制保護(hù)性停機(jī)。對(duì)此，將原雙電源自動(dòng)切換開關(guān)更換為切換時(shí)間為90 ms的溯高美socomec ATySpM 160 A型產(chǎn)品，經(jīng)多次切換試驗(yàn)，切換時(shí)間在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，變頻器也未發(fā)出停電報(bào)警，安全渡過雙電源切換過程。

5.3.5 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造、升級(jí)和功能完善

針對(duì)泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)元器件故障、模塊插件氧化接觸不良、經(jīng)常死機(jī)、存儲(chǔ)容量不夠及部分元器件已停產(chǎn)而新產(chǎn)品不兼容導(dǎo)致?lián)p壞后無備件修復(fù)等問題，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)、下位機(jī)進(jìn)行整體更新，更換為目前主流設(shè)備、最新產(chǎn)品；對(duì)上位機(jī)軟件NC2000進(jìn)行升級(jí)，并優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)；增加上位機(jī)頻率調(diào)整限制幅度及雙人確認(rèn)功能，避免頻率調(diào)整錯(cuò)誤；將主機(jī)服務(wù)器與歷史存儲(chǔ)服務(wù)器分開配置，并保證歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器5年內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)硬盤存滿現(xiàn)象；將每套LCU由雙機(jī)雙網(wǎng)模式改成雙機(jī)四網(wǎng)模式，使PLC具備雙機(jī)熱備功能，保證在CPU主從切換過程中通信不中斷，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸不丟失，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地 PLC控制主備無擾動(dòng)切換；對(duì)停機(jī)流程進(jìn)行優(yōu)化，以減少不應(yīng)該的停機(jī)，在電機(jī)、變頻器冷卻水流量中斷的停機(jī)條件中分別增加流量計(jì)最低限流量信號(hào)，并與流量開關(guān)斷開180 s一起作為故障停機(jī)判據(jù)，另外，取消電機(jī)測(cè)溫屏事故報(bào)警2 s后停機(jī)的單獨(dú)判據(jù)，并將其作為電機(jī)軸承油溫過高、電機(jī)軸承溫度過高、定子溫度過高觸發(fā)停機(jī)的前提條件，以避免流量開關(guān)、電機(jī)測(cè)溫屏等設(shè)備自身故障、信號(hào)傳輸問題等造成的誤觸發(fā)停機(jī)。

5.3.6 繼電保護(hù)系統(tǒng)改造、升級(jí)

泵站變電站110 kV綜自監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)和測(cè)控設(shè)備出廠已12年，已到達(dá)使用年限[5]，存在器件老化、動(dòng)作不可靠等問題，且行業(yè)產(chǎn)品也已更新數(shù)代，現(xiàn)有設(shè)備難以滿足變電站運(yùn)行、安全防護(hù)的新要求。對(duì)此，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了整體更換升級(jí)，同時(shí)為了縮短線路故障的處理時(shí)限，避免分析事故時(shí)人員需到變電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取數(shù)據(jù)，在泵站中控室增設(shè)1套保護(hù)后臺(tái)調(diào)試主機(jī)和故障錄波分析主機(jī)，其功能與變電站現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一致。

5.3.7 直流系統(tǒng)改造、升級(jí)與功能完善

泵站直流系統(tǒng)為控制、保護(hù)、自動(dòng)裝置供電，是保證泵站正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要系統(tǒng)。針對(duì)設(shè)備運(yùn)行已近12年，存在設(shè)備元件老化、技術(shù)落后、故障頻發(fā)及備件采購困難等問題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體更換升級(jí)，并增加絕緣監(jiān)測(cè)模塊反交流串入功能避免誤告警或誤動(dòng)作，完善保護(hù)閉鎖避免出現(xiàn)人為誤斷供電負(fù)荷導(dǎo)致停機(jī)事故。

5.3.8 優(yōu)化調(diào)整10 kV電動(dòng)機(jī)饋線柜二次回路

為避免泵站10 kV電動(dòng)機(jī)饋線柜正常程控分閘操作時(shí)因饋線柜斷路器拒動(dòng)而聯(lián)跳10 kV進(jìn)線柜斷路器造成不應(yīng)該的停機(jī)，對(duì)10 kV電動(dòng)機(jī)饋線柜二次回路進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將程控正常分閘回路與事故、故障分閘回路加以區(qū)分，并實(shí)現(xiàn)如下功能：

（1）正常程控分閘失敗后，不聯(lián)跳上級(jí)開關(guān)；

（2）機(jī)組或電氣事故或故障分閘失敗后，延時(shí)100 ms跳上級(jí)開關(guān)，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性；

（3）新增變頻器故障跳10 kV電動(dòng)機(jī)饋線柜斷路器拒動(dòng)后，延時(shí)100 ms跳進(jìn)線開關(guān)。

5.4 電氣設(shè)備加裝機(jī)械鑰匙閉鎖系統(tǒng)

為避免因運(yùn)行人員跳項(xiàng)、漏項(xiàng)操作、誤入設(shè)備間隔等的誤操作造成停電停機(jī)事故，在泵站110 kV進(jìn)線開關(guān)斷路器及母線、主變壓器、10 kV母線、站用變、柴油發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備上加裝機(jī)械鑰匙閉鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種通過鎖具鑰匙先后置換從而確保設(shè)備嚴(yán)格操作邏輯順序的物理閉鎖裝置，即只有當(dāng)前一步操作正確無誤且按正常順序的條件下才能取出解除閉鎖的鑰匙進(jìn)行下一步操作，可徹底杜絕誤入設(shè)備間隔的可能，尤其注重開關(guān)與地刀之間的防誤操作功能。

5.5 合理確定設(shè)備定期輪換周期

結(jié)合設(shè)備運(yùn)行狀況、維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃等確定設(shè)備定期輪換周期，該泵站主機(jī)組為每月輪換一次，設(shè)備退出運(yùn)行后進(jìn)行日常維護(hù)和保養(yǎng)。

5.6 開展運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建設(shè)

除開展泵站硬件設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)創(chuàng)建外，著重在運(yùn)行管理方面實(shí)施規(guī)范化建設(shè)及安全生產(chǎn)一級(jí)達(dá)標(biāo)創(chuàng)建，主要為建立健全運(yùn)行管理規(guī)章制度、安全規(guī)程、調(diào)度規(guī)程、運(yùn)行規(guī)程、檢修規(guī)程及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)、崗位標(biāo)準(zhǔn)和考核標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)急預(yù)案等，實(shí)行一崗一清單，嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”、崗位責(zé)任制和考核獎(jiǎng)懲制度。并結(jié)合運(yùn)行維護(hù)工作實(shí)際等情況，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修訂完善，確保制度、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性，為規(guī)范工作行為、提高工作質(zhì)量提供保障，從而為泵站安全平穩(wěn)運(yùn)行保駕護(hù)航。

6 結(jié)語

通過總結(jié)、分析、研究歷次故障停機(jī)，開展有針對(duì)性的檢修維護(hù)、缺陷處理、設(shè)備改造與功能完善，建立、完善和落實(shí)管理制度、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，極大地消除了安全隱患，降低了故障停機(jī)幾率，保證了泵站安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高了泵站供水保障率。同時(shí)積累了經(jīng)驗(yàn)，可為類似工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行提供有益借鑒和參考。其中，加裝的電氣設(shè)備機(jī)械鑰匙閉鎖系統(tǒng)在國內(nèi)調(diào)水工程中屬于首創(chuàng)，大大提高了該泵站的電氣閉鎖水平，有效防止了人為誤操作，可供類似泵站、水電站、變電站等采取多種電氣設(shè)備閉鎖措施借鑒和參考；冷水機(jī)組（冷卻塔）密閉循環(huán)技術(shù)供水系統(tǒng)，有效地解決了變頻器及機(jī)組冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)的難題，可為大型泵站、水電站機(jī)組設(shè)備冷卻系統(tǒng)利用天然江河水庫水源的設(shè)計(jì)、運(yùn)行提供重要的借鑒和參考。泵站機(jī)電設(shè)備多，運(yùn)行復(fù)雜，故障點(diǎn)多，而且隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，設(shè)備老化等引發(fā)的問題將日漸凸顯，只有在運(yùn)行過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理問題，消除安全隱患，才能保證泵站持續(xù)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。