系统思维,周密排查，专业维修干燥空气发生器的常见故障及排除
【摘 要】本案例主要介绍了在一个大型变电站变压器检修施工过程中由于施工项目对于干燥空气发生器重用轻管弱保，操作人员对相关设备工作原理与构造认识不深，现场电源质量不高，应急处置措施准备不足，主电缆压降过大导致设备无法正常启动;在排除电缆故障设备启动后干燥气体露点不到-40℃以下，无法满足大型变压器检修条件，造成了现场停工误工。经专业检修人员现场排查，更换主电缆、空压机油分离器和被污染的热干机吸附剂，设备恢复正常。本案例集中了电气、机械、气动故障于一体，相关排查处置方式，通过案例讲解，意在指导现场人员熟练掌握干燥空气发生器的常见问题及故障排除。学习本案例，对于机械操作人员、维护人员以及现场管理人员，也有很强的借鉴与指导意义。
【关键词】干燥空气;电缆;油精分离器;露点;微热再生热干机
1.事件简要经过
（1）事件背景
2017年末，XX省为了保证在建特高压工程能够按期送电，需要一些500kV新建、改扩建变电站首先同时具备带电条件。A点的500kV变电站作为核心联络站点，位置尤为关键，其能否按期投运是关系到特高压工程是否能如期送电的关键制约因素。该变电站远景规划主变容量4X1000MVA，本期建2X1000MVA，500kV本期出线4回，至黄河2回，至B城2回，220kV本期出线10回，本期无功补偿功率安装为：高抗安装60Mvar + 电容器补偿60Mvar。
主变安装完成后，在通流试验过程发生主变有载分接调压开关击穿故障，导致变压器绝缘油需要全部放出，人工进入变压器内部更换开关，重新注油循环测试。在工期还余20天的情况下，变压器的修复成为整个项目的焦点。
变压器的安装以及检修都需要一台专用设备---干燥空气发生器。根据DL/T573变压器检修导则，110kV及以上电力变压器检修排油后应有满足充气保护（露点-40℃以下）要求设计的一套变压器检修设备，此设备能为变压器、电抗器等大型电力设备安装、检修时供应干燥空气，而干燥空气能确保电力设备内部绝缘不受潮，进而防止检修人员在设备内部工作时因缺氧而窒息，相比于氮气更安全、可靠、经济、方便。
由于该公司干燥空气发生器配置较少，需要在各个站之间来回调剂使用。本次现场使用干燥空气发生器基本配置为PUMA螺杆式空压机+冷干机+热干机，整机启动运行以及加热吸附式再生干燥机均采用PLC控制方式。该机设计简化，未采用储气罐过渡方式，空压机产生压缩气体能直接进行油过滤、冷干、热干等处理。
现场临时电源用进站变压器在整个变电站的东北角，负责整个厂区的施工和生活用电。干燥空气发生器所处工位在整个变电站的西部偏南，两者距离200米。施工电缆为以前工地项目退转的电缆（3X25+1*10与3X16+1X8），每根电缆中间都有接头。由于现场动力电缆不够长，设备动力电缆采用2种电缆搭接方式，电缆线径明显不够。
干燥空气发生器所用设备配电箱采用一进三出方式，也就是该配电箱除了为干燥空气发生器供电以外，还要为现场2台真空机组供电。
（2）事件经过
2017年10月12 日，1#变压器的滤油机、储油罐等设施准备完毕，准备注入干燥空气同时进行排油作业，按照工作要求，需要充干燥空气。操作人员李某（进场工作2年）原来岗位为真空滤油机操作员，由于项目人手短缺，项目部认为干燥空气发生器设备自动化程度高，基本能够实现无人值守，经过临时培训，安排该名同志上岗操作该机器），变压器安装班班长（XXX，20年工龄）同意了项目安排并对该名操作手进行了安全技术交底。
早上08：40，操作员在二级配电箱检查干燥空气发生器接线情况，在检查完螺杆空压机油位以及各阀门后，按规程合闸启动干燥空气发生器，设备启动几秒后瞬间停机，设备故障报警电极不平衡，测量发现启动压降过大，项目部电工刘某（10年工作经验，持有交流电工证）调节站内临时供电变压器后继续启动机器，测量電压压降仍然过大，无法正常开机。
项目部立即组织人员将干燥空气发生器移至变电站临时供电变压器旁，重新接电进行试机，启动成功。施工项目初步判定动力电缆有问题，立即安排电工刘某在现场铺设一根辅助电缆。
设备试机运转一段时间后发现干燥空气发生器露点达不到规定要求，检查调节再生温度并长时间运转3h后露点一直没能达到指定要求。测量空气出口湿度跟干燥空气生气面板显示相符，排除机体露点仪以及显示器故障;检查A、B塔工作压力正常，A、B塔气动阀可以正常开启转换;螺杆空压机主机及热干机控制系统面板显示均正常，无缺油、高温报警现象。
变压器安装班班长立即联系上一个项目询问工地使用情况，获得回复是螺杆式空压机在使用过程存在机油位下降，可采用不定期添加方式进行处理。
现场人员经过8个小时排查处置，设备仍然无法使用，最终向公司机具管理部门反映问题，并要求调换设备或者派专业人员现场维修，由于其它类似设备都在使用，无法替换，只能现场维修。机具管理部门在充分分析设备故障现象和设备运行维护档案后，连夜准备维修备品配件赶往现场抢修。经更换油精分离器、热干机吸附干燥剂后重新测试，空气出口露点温度降低到-40℃以下，满足现场要求。同时电缆敷设工作完成，最终在午夜12时，设备就位并正常作业。
2.原因分析
（1）直接原因
1）螺杆式空压机启动电源质量要求高，现场电源质量不符合要求。本站所用动力电缆原来使用受过伤，存在接头，且线径不一、接线偏长，这些都是引起电压下降的直接因素。二级配电箱同时挂接2台真空机组，更是形成了分流效应，而螺杆压缩机属于大功率用电设备，启动电流大，因此要求电源质量必须达到要求，电源线更要使用合乎规格。由于现场铺设电缆长，有的地方需要压接连接导致了现场压降大，外加干燥空气发生器螺杆压缩机启动电流大导致了设备故障报警停机。因此，为了安全可靠地使用干燥空气发生器，必须首先保证电压达到要求，电缆完好并合乎规格。
2）设备维护与保养不到位，导致热干机的干燥剂污染，油精分离器失效，导致吸附功能弱化甚至失效，导致露点不达标。此次故障中干燥空气发生器露点达不到要求是由于吸干机吸附剂老化、污染导致吸附效果变差，以至于不能得到满足要求的干燥空气。二吸附剂污染老化有时是因为螺杆式空压机维护保养不及时，油精分离器失效没有及时更换造成的。查阅分公司大型机械管理档案，发现该机器两年内全面保养记录缺失，从侧面印证设备维修保养不到位。为了现场安全可靠地得到干燥空气，干燥空气发生器必须按时定期进行检修维护保养并测试各项压力表、排污、气动阀件、参数是否正常，维修保养记录要同时录入。
3）现场操作人员业务技能差，现场应急排查处置故障能力欠缺，特别是缺少机电气一体化技术和PLC自动化控制技术方面的技能储备，遇到问题只能简单向上级部门反映。
4）未真正履行好大型机械进场把关工作。对于大型设备进场把关概念领会肤浅，执行不严。如果设备到达工地后操作人员先在变压器旁测试区试机运行，可提前发现故障异常，也为后续排查动力电缆接线故障节省大量时间。
（2）间接原因
1）現场动力电源与电缆布设不科学。施工项目未充分考虑到施工高峰期全部动力设备用电负荷需求并充分准备动力电缆，配备足够数量的二级配电箱。
2）设备设计存在缺陷。该套设备没有配备储气罐，只是在气体回路中增加了辅助冷却器，缺少了2个功能：一是缓冲气体压力的波动，二是对泵入空气进行初步冷却并拦截部分油水残留。该套设备对于后续冷干机和热干机的气体净化处理带来了一定负担。
3）设备机具保管部门针对干燥空气发生器使用管理不到位。上一个工地出现了空压机机油缺少故障，现场操作人员进行简单补充后继续使用，没有深入排查故障，也没有对后续施工项目进行提示。经本次专业人员现场拆检，油精分离器失效，导致部分空压机油未充分拦截回收进入了后续管路系统，污染了热干机吸附剂，导致热干机功效降低。
3.暴露出问题
（1）项目在临时电源管理上存在漏洞
项目开工前策划不到位。项目部在临时电源配置、走线及配电箱布置、动力设备负荷预测、电缆线径选择等方面考虑不到位，既增加了现场取电用电风险，也降低了用电可靠性。
（2）大型专业机械技能培训不到位
针对大型专业机械的教育培训流于形式，效果不好。参与培训和实际干活的人员两张皮。出现故障明显暴露了现场人员的技能不足。
（3）大型专业机械管理制度不完善
大型机械现场管理执行差，拼设备、重用轻保现象普遍存在。无论是工地间设备调拨与交接、设备的维修保养与记录等环节存在漏洞。
（4）施工现场管理存在漏洞
项目管理人员对于设备工作特性没有深入调查，人员组织使用上随意，编制施工方案缺少针对性措施，应急处置措施不力。
4.整改防范措施
（1）认真执行维修保养办法
设备保障保管部门针对大型机械严格执行保养规程，认真开展自检、互检、专检等程序，严格把关，确保设备维修保养做实做细，认真记录可追溯。
（2）切实专业设备的技术培训和岗位技能培训
加大培训和实操力度，一是对大型或复杂设备的结构、知识培训和常见故障培训，使施工人员能具备基本故障判断分析能力;二是对规范操作的培训，必须熟练掌握。
（3）提高现场施工管理水平
对于大型工程施工，必须提前作好策划，
（4）进一步修订公司大型施工机械管理制度
针对对于大型机械固定操作手，做到每名工作人员都责任落实到位。
（作者单位：山东送变电工程有限公司）
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