王里鵬，施焱峰

（中核核電運(yùn)行管理有限公司 秦三廠，浙江 海鹽 314300）

0 引言

秦山CANDU 機(jī)組的525kV GIS 開關(guān)站額定電壓525kV，額定電流2000A，設(shè)備為日本日立公司制造。525kV GIS 開關(guān)站也叫525kV SF6 全封閉組合電器開關(guān)站，包括就地控制屏、525kV 斷路器、接地閘刀、隔離閘刀、電壓互感器、避雷器等[1]。通過“發(fā)電機(jī)-主變-525kV GIS 開關(guān)站-電網(wǎng)”這條線路可將電能傳輸?shù)诫娋W(wǎng)，在機(jī)組停運(yùn)后，可選擇“電網(wǎng)-525kV GIS 開關(guān)站-主變”這條線路對廠內(nèi)進(jìn)行供電。

圖1 525kV 斷路器油泵油壓系統(tǒng)Fig.1 Oil pressure system of 525kv circuit breaker oil pump

525kV 斷路器的正常與否決定著電能是否能夠正常傳輸，而525kV 斷路器分合閘的動力來源是油泵能否建立高壓的液壓油[2]，若油泵長時間不運(yùn)轉(zhuǎn)，則油泵單元的液壓油將微漏回油箱，由于油泵存儲的液壓油本就較少，因缺少液壓油將導(dǎo)致空氣進(jìn)入油泵形成氣泡，當(dāng)油泵單元中累積到一定量的氣泡的情況下，啟動油泵將造成空轉(zhuǎn)，無法從油箱中抽油建立高壓的液壓油。

1 事件概述

2016 年09 月15 日中班，主控室出現(xiàn)報警，檢查1#525kV GIS 液壓油泵啟動后壓力表指示不漲，運(yùn)行7min后泵自動停運(yùn)，壓力表指示一直為26.8Mpa；而525kV GIS操作油壓正常范圍31.5Mpa ～33.5Mpa，油壓力低報警值27.5.5Mpa，油壓操作閉鎖值25.5Mpa。

2 事件后果

若機(jī)組處于大修階段，處理此缺陷需停役525kV 電源側(cè)主接線設(shè)備，機(jī)組將失去一路外電源。若正常運(yùn)行期間出現(xiàn)此缺陷，如果確認(rèn)在壓力低到油壓閉鎖值之前無法修復(fù)，則需要手動斷開525kV GIS 斷路器[3]。

由于525kV GIS 是機(jī)組輸電和倒送電的通道，若525kV GIS 不可用則需停機(jī)處理，并將機(jī)組電源切換至220kV 電源供廠用電。

3 故障分析

由于廠家手冊中對525kV GIS 油泵和液壓油動力回路沒有規(guī)定相應(yīng)的預(yù)維手段，只有解體檢查的工作項(xiàng)目。在此部件出現(xiàn)缺陷前也沒任何的預(yù)警，故設(shè)備管理部門對此關(guān)鍵部件出現(xiàn)缺陷的認(rèn)識不足，沒有制定合適的數(shù)據(jù)跟蹤措施，也沒有制定合適的預(yù)維項(xiàng)目進(jìn)行檢查和處理。

525kV GIS 操作動力回路的液壓油高壓區(qū)域利用逆止閥check valve 進(jìn)行保壓，油泵單元本身也有相應(yīng)的密封件對油泵單元保壓，但油泵單元存儲的液壓油較少，并且油泵單元在油箱中液壓油的上方，受重力影響液壓油天然有下泄的趨勢。

正常情況下液壓油高壓區(qū)域油壓下降速率應(yīng)保持在穩(wěn)定的水平，保證油泵啟動次數(shù)每周大于10 次，但由于導(dǎo)向閥閥單元的堵塞或油質(zhì)劣化，液壓油高壓區(qū)域油壓下降速率逐漸緩慢，導(dǎo)致的后果為油泵啟動次數(shù)變少，油泵單元的保壓時間不斷增長。

若油泵長時間不運(yùn)轉(zhuǎn)，油泵單元的液壓油將微漏回油箱，由于油泵存儲的液壓油本就較少，因缺少液壓油將導(dǎo)致空氣進(jìn)入油泵形成氣泡，當(dāng)油泵單元中累積到一定量的氣泡的情況下，啟動油泵將造成空轉(zhuǎn)，無法從油箱中抽油建立高油壓。有可能的進(jìn)氣路徑：

① Piston part

② Oil seal gasket

③ Connection of suction pipe

4 故障處理方案

經(jīng)會議討論，由于發(fā)生在大修期間，確定更換三相525kV GIS 的導(dǎo)向閥、更換液壓油、進(jìn)行油回路沖洗3 項(xiàng)工作作為故障處理方法。

該工作已實(shí)施完成，主接線回路設(shè)備并網(wǎng)后，對三相油泵運(yùn)行時間進(jìn)行為期近2 年的數(shù)據(jù)跟蹤，三相油泵的運(yùn)行時間1 周在2.3h ～3.7h 之間，可計算出1 周總啟動次數(shù)在69 次～111 次之間，由于啟動次數(shù)超過每周10 次就不會導(dǎo)致油泵進(jìn)氣，可判斷525kV GIS 液壓油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好。

5 故障處理過程

5.1 故障處理前主要試驗(yàn)

1）油密試驗(yàn)：就地柜內(nèi)油泵油壓壓力達(dá)到34MPa 后，等待1h，確認(rèn)下降值不超過3.2Mpa，且需大于0.2Mpa。

2）最低油壓動作試驗(yàn)：確認(rèn)油泵壓力在22.5Mpa ～23Mpa 時，525kV GIS 斷路器能可靠分合閘。

3）充油時間：開啟油泵電機(jī)，液壓油從0pa 開始計時，壓力達(dá)到33.5Mpa 停止。

4）分合閘動作試驗(yàn)：油泵油壓在31.5MPa 時，合閘時間＜120ms，分閘時間＜20ms。不同期時間＜4ms。

5.2 故障的處理工藝

1）更換A、B、C 三相導(dǎo)向閥、三相分合閘電磁手動操作機(jī)構(gòu)、新濾芯、密封圈。

表1 0起打壓時間標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Time standard of 0 starting pressing

2）抽掉原有的液壓油，注入干凈的液壓油對液壓油路進(jìn)行清洗，即進(jìn)行濾油，使用凈油機(jī)濾油時間為30min。

3）濾油結(jié)束后進(jìn)行油路的排氣操作，排氣方式：啟動油泵電機(jī)使得壓力在26Mpa，進(jìn)行斷路器的分合閘，記分合閘為1 次，操作30 次。

4）抽掉進(jìn)行液壓油路清洗的液壓油，重新更換濾芯及密封墊，并再次向油箱中注入干凈的液壓油。

5）再次對油路中干凈的液壓油進(jìn)行排氣操作，排氣方式：啟動油泵電機(jī)使得壓力在26Mpa，進(jìn)行斷路器的分合閘，記分合閘為1 次，操作20 次。

5.3 故障處理后主要試驗(yàn)

1）油密試驗(yàn)：就地柜內(nèi)油泵油壓壓力達(dá)到34MPa 后，等待1h，確認(rèn)下降值不超過3.2Mpa，且需大于0.2Mpa。

2）最低油壓動作試驗(yàn)：確認(rèn)油泵壓力在22.5Mpa ～23Mpa 時，525kV GIS 斷路器能可靠分合閘。

3）充油時間：開啟油泵電機(jī)，液壓油從0pa 開始計時，壓力達(dá)到33.5Mpa 停止。

4）分合閘動作試驗(yàn)：油泵油壓在31.5MPa 時，合閘時間＜120ms，分閘時間＜20ms。不同期時間＜4ms。

6 故障導(dǎo)向閥閥單元的解體檢查

對于從525kV 斷路器油泵油壓系統(tǒng)上更換下來的導(dǎo)向閥進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)其中濾芯存在大量油垢，嚴(yán)重臟污，證實(shí)了是由于導(dǎo)向閥閥單元的堵塞或油質(zhì)劣化，液壓油高壓區(qū)域油壓下降速率逐漸緩慢，導(dǎo)致的后果為油泵啟動次數(shù)變少，油泵單元的保壓時間不斷增長，繼而導(dǎo)致空氣進(jìn)入油泵形成氣泡，最終導(dǎo)致油泵電機(jī)空轉(zhuǎn)無法建立高壓液壓油。

7 經(jīng)驗(yàn)傳遞

1#機(jī)組從目前油泵的運(yùn)行數(shù)據(jù)來判斷，液壓油高壓區(qū)域泄漏率正常，導(dǎo)向閥閥單元無堵塞情況，油泵運(yùn)行時間還沒有減緩趨勢，預(yù)計隨著運(yùn)行時間的延長、油質(zhì)的劣化、雜質(zhì)的產(chǎn)生等因素仍會導(dǎo)致導(dǎo)向閥的泄漏率下降，并同時導(dǎo)致油泵運(yùn)行時間減少，此趨勢為長期效應(yīng)。

表2 0起打壓時間標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Time standard of 0 starting pressing

圖2 故障導(dǎo)向閥外觀Fig.2 Appearance of fault guide valve

圖3 解體后臟污的閥芯Fig.3 Dirty valve element after disassembly

針對此現(xiàn)象，按照6 年的周期對525kV GIS 斷路器進(jìn)行更換導(dǎo)向閥、更換液壓油，進(jìn)行油回路沖洗3 項(xiàng)工作；同時在維修規(guī)程中記錄正常的油壓建立時間、在油泵停止后1h 觀察壓力下降的數(shù)值，確認(rèn)滿足標(biāo)準(zhǔn)。

2#機(jī)組從油泵的運(yùn)行時間跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，時間從2016/10/1 ～2018/03/30：

2#GIS A 相油泵每周運(yùn)行時間約0.05h，運(yùn)行頻率約為每2.3 天運(yùn)行1 次。

2#GIS B 相油泵每周運(yùn)行時間約0.1h，運(yùn)行頻率約為每1.1 天運(yùn)行1 次。

2#GIS C 相油泵每周運(yùn)行時間約0.15h，運(yùn)行頻率約為每0.8 天運(yùn)行1 次

從以上數(shù)據(jù)并根據(jù)前期的經(jīng)驗(yàn)判斷，2#機(jī)組A 相的液壓油高壓區(qū)域堵塞情況最嚴(yán)重，啟動手動泄壓閥，確保油泵電機(jī)滿足每天啟動一次的頻率直至機(jī)組大修前；在大修中2#機(jī)組按照同樣的方法對導(dǎo)向閥閥和油回路進(jìn)行處理，這兩項(xiàng)工作均已完成，目前設(shè)備狀態(tài)正常。

8 結(jié)束語

由于導(dǎo)向閥閥單元的堵塞或油質(zhì)劣化，液壓油高壓區(qū)域油壓下降速率逐漸緩慢，導(dǎo)致的后果為油泵啟動次數(shù)變少，油泵單元的保壓時間不斷增長。若油泵長時間不運(yùn)轉(zhuǎn)，油泵單元的液壓油將微漏回油箱，油泵單元缺少液壓油將導(dǎo)致空氣進(jìn)入油泵形成氣泡，可更換三相525kV GIS 的導(dǎo)向閥、更換液壓油，進(jìn)行油回路沖洗進(jìn)行解決。

若現(xiàn)場存在工期緊張需緊急處理的情況，處理此缺陷情況需要在設(shè)備停役后，將高壓區(qū)域的液壓油壓力完全釋放，打開放氣閥（air vent），釋放油泵內(nèi)部的氣泡，釋放完畢后重新啟動油泵，建立油壓，并且手動泄壓閥滿足每天一次的操作頻率直至機(jī)組大修前即可保證設(shè)備的正常運(yùn)行。