老帕:尊重知识和积累知识

职务: 电气工程师
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我最引为自豪的不是设计某工程,而是工程故障分析。原因很简单,故障分析最能体现个人技术水平。

我参与设计和施工的工程很多,已经无法统计和计数了。这些工程中,比较有名的有长江三峡工程,有首都机场T3航站楼工程、奥运会工程和核电工程,有多达11座城市的地铁工程,有青藏铁路工程,有若干家银行和移动公司的数据中心工程等等。

不过,我最引为自豪的不是设计某工程,而是工程故障分析。原因很简单,故障分析最能体现个人技术水平。

第一个例子:
某日,某地的一座工厂内,低压配电柜发生严重故障,配电室设备基本烧毁,全厂的生产完全中断。
售后服务人员抵达现场,发现现场已经清理过了,关键证据没有了。于是把现场照片和10kV故障录波交给我,让我来分析事故原因。
我根据录波记录,发现在发生故障时间段的数百毫秒时间内,首先出现两相的电压波形近乎重叠,另外一相与其它两相反相,接着重叠和反相现象消失;过了数十毫秒后,又来了数十毫秒的重叠和反相,且电流明显变大;再接着又消失;最后,出现了三相对称短路现象。根据电流幅值测算,可以知道低压侧的短路规模。六十毫秒后,断路器开断,电流均归零。

我告诉售后服务,应当是出现反相的那一相出现单相接地故障,继而引发系统出现三相短路事故,最终导致配电室发生严重电气火灾致使全站设备烧毁。
根据系统的母线槽和母线规格和长度,我计算和估计了低压开关柜中的事故发生点,并告诉售后服务应当如何去查找线索。经过努力,找到了关键线索,给出了事故结论。事后,用户也不得不承认我的分析是对的。
原来,在我指出的故障点,有一台散热用的风机。电工在检修后安装时,不慎让风机碰到了系统母线,致使发生单相接地故障,最后导致三相短路和全厂停电事故。
第二个例子:
某日,海拔3600米的秘鲁铜矿发来邮件,也是整座配电室烧毁。对方要求解析事故原因,并提供了现场图片。
我的第一想法是:由于配电室海拔高度高,很容易出现温升超标,可能是温升过热导致电器设备烧毁。但奇怪的是,按配电设备实际配置方案、开关柜柜体防护等级和母线降容看,完全满足要求。可见这第一想法是错误的。

第二想法是:是否是某电器与主断路器之间的短路协调配合未做好,致使触头开断熔焊而致电气火灾。检索了配置方案中的短路协调方案,发现符合要求。
第三个想法是:是否某仪器仪表不满足高原的工作条件,它的继电器触头出现电弧熔焊?要检查这个问题,一定要调取系统的控制原理图,以及仪器仪表的样本材料。
最后我发现,一款无功功率补偿控制器的出口继电器不满足高海拔工作要求。我检索了烧毁后的开关柜图片,果然发现无功功率补偿回路的烧蚀情况尤为严重。
但这里其实是存在问题的:无功功率控制器的电源属于控制回路,它上面安装了保险丝。若触头发生沾粘,保险丝会熔断。
带着疑问我再次仔细检索配电设备的图纸,发现控制回路的保护电器根本就不是熔断器,而是微型断路器。再仔细看图纸,这些微断居然都是20A的,而控制回路的电流一般是6A。当出现故障后,微断根本就无法去执行保护。
最后查清楚了,事故就是从控制器开始的。控制器中的继电器触头应当采用两个同类触头串联,但实际上只是采用一个触头执行控制。当触头因为无法熄弧而熔焊时,尽管电流已经超过给定值,但因为断路器的额定电流过大,断路器未执行保护。
第三个例子:
用PLC编写了成千上万套测控程序,向来没有什么问题。
某日,某地铁站发来通知:地铁站电力测控系统死机,系统重启、虽然系统已经恢复,但近两百座地铁站内都安装了PLC,需要立即查清楚原因。
PLC执行了两项主要功能,一项是测控,一项是通信。检查了程序,什么纰漏也没有;检查外设,也没有问题。那么死机的原因到底是什么?
突然想到一个很隐蔽的方法:任何一款PLC都有用于检测的若干寄存器,这几个寄存器用机内电池来维持数据,即使停电也能保持信息。我用这几个寄存器来保存两个程序切换时的关键标识,看看死机的原因到底是什么。
无独有偶,某国内石油公司总部配电系统测控PLC也发生了类似现象,最奇怪的是,发生故障的时间都是周一上午某个时段。检查了程序和外设,依然没有任何问题。排障时,我也采用内部寄存器来保存切换标识,外部配套了示波器观察和记录PLC电源的波形。到了周一上午,故障终于现形了:原来这个时间段电源中出现大量干扰波,强烈的干扰信号扰乱了PLC的测控和通信切换,测控程序要长时间占用内存来处理外部中断,而通信也要占用内存来处理继保装置和电力仪表的紧急状况,两者争抢内存,最终导致PLC死机。
至于干扰波的来源是什么?没人说的清。估计是该单位内部某不为人知的部门在做什么事情,产生了强烈的谐波干扰信号吧。
将结果反馈给PLC的制造商(法国),这些浪漫之都的工程人员们,对这些紧急问题采取拖延政策。我们急他们不急。
最后决定,将测控和通信分开,用两台PLC来各自独立执行。并会同售后服务把所有地铁站的PLC做了相同的处理措施,彻底地解决了问题。
从此以后,不管是什么工程,PLC的测控功能和通信一律分开,由两个独立的PLC各自完成。不管是何品牌的PLC,做法相同,避免再次出现类似现象。
第四个例子:
某日,桌上的电话铃响起,售后服务告诉我,某地的一台1000kW电炉配套的75kW电动机烧毁了,检修人员发现,烧毁的原因是因为过载保护未动作。他们把资料发给我,让我仔细研究。
我检查了配置方案,发现所有元器件都是按标准配置的,完全符合要求。那么过载保护未动作的原因是什么?
突然,我想到了电炉的问题。我打电话问售后服务:电炉控制电路也即调功器的晶闸管触发方式是什么?电机的电源是否与电炉同电源?
回答是:晶闸管为过零触发,电机与电炉同电源,为一台1600kVA电炉变压器。
结果就很明确了:晶闸管过零触发会产生频率为分数次的谐波,它会造成电机过热,电机的热保护应当常常动作才是。
我让售后服务去检查热继电器的整定值,发现整定值调整到最大值,完全起不到保护作用。询问了厂方技术人员,原来他们嫌热继电器老动作,影响生产,就故意把它的整定值调大了,最后酿成事故。
我给他们的建议是:加强电源的5次谐波滤波和抑制;将电机电源调整到其它变压器,不要与电炉变压器在一起;恢复热继电器的整定值到到正确值上。

总之,作为一名电气工程师,我觉得最重要的还是尊重知识和积累知识,用知识和经验来武装自己;遇事多思考,既能历练自己,也能从中获得快乐和满足。


全部评论

  • Clark_Chen 2016/10/16 19:27:45
    前辈好厉害,在知乎上也关注了您
  • op07cp 2016/9/20 0:56:04
    看得我精精有味,过的桥就是比我走的路多
  • 其布ZH 2016/8/30 8:58:24
    第四个案例的情况我也遇到一次,一直不明什么原因,直到现在看了老师傅的文章才明白
  • lsx365 2016/8/16 22:48:46
    向前辈致敬!
  • 问学_23 2016/7/31 15:25:36
    您太厉害了,向您学习,遇到问题多想为什么
  • 时空——王者之师 2016/7/18 9:34:01
    支持老师傅
  • 时空——王者之师 2016/7/16 13:53:57
    支持一下老师傅