南水北調東線工程共設 13 級提水泵站，擁有著世界上規模最龐大的泵站群。泵站內部電氣設備非常多，一旦個別泵站出現運行問題，將對南水北調工程泵站的總體運行效率產生較大的影響，而水利泵站的電氣設備問題具有隱蔽性強、故障判定較難、影響性大等特征。所以，強化電氣設備的安全運行管理勢在必行。

1 泵站機電設備的維護管理的重要性

南水北調工程是事關國計民生的戰略性基礎設施，是優化我國水資源配置，促進經濟社會可持續發展的重大戰略性基礎工程。因此，加強工程管理，確保安全運行，是一項造福社會和沿線群眾的頭等大事。伴隨著城市建設進程的不斷加快，城市用水量逐年升高，需要及時保證南水北調工程泵站運行和建設的安全及穩定[1]。為保證泵站工程的安全運行，需要提前調查和分析泵站內部各種電氣設備可能存在的問題，事先完成好預防任務。

2 泵站機電設備運行中存在的相關問題

2.1 主變壓器常見故障及原因

（1）聲音異常。主要原因：負荷變化較大或過負荷；個別零件松動，如鐵芯的穿芯螺釘夾得不緊，使鐵芯松動；內部接觸不良或有絕緣擊穿；系統短路或接地；系統發生鐵磁諧振。

（2）油溫升高。主要原因：渦流或穿芯螺釘絕緣損壞；散熱裝置故障；繞組局部匝間或層間短路，內部連接點有故障，接觸電阻加大。

（3）三相電壓不平衡。主要原因：三相負載不平衡，引起中性點位移；系統發生鐵磁諧振；繞組局部匝間或層間短路。

（4）瓦斯保護動作。主要原因：濾油、加油不規范，或冷卻系統不嚴密，使空氣進入變壓器；油位過低或漏油。變壓器內部故障，產生氣體。保護裝置二次回路故障。

（5）絕緣套管閃絡。主要原因：表面積垢嚴重或有裂紋；套管密封不嚴，進水使絕緣受潮；電容芯子制造不良，內部游離放電。

2.2 主電動機常見故障及原因

（1）絕緣老化。主要原因：電機運行過程中產生的熱量導致絕緣材料發生物理和化學變化，最終導致絕緣性能下降。（2）定子故障。主要原因：運行環境濕度較大；長期過電壓和過電流；氣隙內有雜物；線圈或鐵芯松動。（3）轉子故障。主要原因：頻繁啟動使阻尼繞組承受很大的熱應力，導致繞組開焊等故障。（4）推力軸承故障。主要原因：推力瓦質量不過關；潤滑油油質不佳；技術供水中斷或滲漏；軸電流；安裝質量不過關[2]。（5）碳刷和滑環故障。主要原因：碳刷或滑環表面積垢；碳刷壓力不適當；滑環與機組軸線不同軸。

2.3 主水泵常見故障及原因

（1）水導軸承及軸徑磨損故障。主要原因：徑向載荷過大，超過軸承承載能力；軸徑擺度過大；河水中雜質較多，硬質沙粒進入軸承與軸徑間隙中，磨損軸徑及軸承[2]。（2）水泵氣蝕。主要原因：氣蝕成因較為復雜，一般只能減輕，不可避免。氣蝕主要與水泵氣蝕性能、水流流態、運行工況及產品制造材料有關。（3）填料密封故障。主要原因：填料過松易導致漏水量過大，過緊易導致填料和軸徑磨損加劇。所以，壓緊度應適當，允許滴狀滲水。（4）葉片調節機構。目前泵站的葉片調節多采用液壓式和機械式兩種。液壓式葉片調節機構的主要故障表現為密封問題造成的滲漏油；機械式葉片調節機構的主要故障表現為調節軸竄動和調節器（分離器）軸承發熱。

2.4 真空斷路器常見故障及原因

真空斷路器因其滅弧介質和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質都是高真空而得名，其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優點，在泵站中得到廣泛應用。

（1）真空斷路器真空泡真空度降低。主要原因：真空泡內波形管的材質或制作工藝存在問題，多次操作后出現漏點；真空泡的材質或制作工藝存在問題，真空泡本身存在微小漏點；分體式真空斷路器在操作時，由于操作連桿的距離比較大，直接影響真空斷路器的同期、彈跳、超行程等特性，使真空度降低的速度加快。

（2）真空斷路器合閘失靈。主要原因：線路上有故障；操作不當；操作、合閘電源問題或電氣二次回路故障；斷路器本體傳動機構和操動機構的機械故障等。

（3）真空斷路器分閘失靈。主要原因：分閘操作回路斷線;分閘線圈斷線；操作電源電壓降低；分閘線圈短路，分閘能力降低；分閘頂桿變形，分閘時存在卡澀現象等。

（4）真空斷路器彈簧操作機構合閘儲能回路故障。彈簧操作機構合閘儲能回路故障的現象有：合閘后無法實現分閘操作；儲能電機運轉不停止等。其原因主要是行程開關安裝位置的偏上或偏下，以及行程開關是否損壞。

（5）真空斷路器分合閘不同期，彈跳數值大。真空斷路器本體機械性能較差，多次操作后，由于機械原因導致不同期，彈跳數值偏大；分體式斷路器由于操作桿距離較大，分閘力傳到觸頭時，各相之間存在偏差，導致不同期、彈跳數值偏大。

3 泵站機電設備的維護管理對策

泵站日常維護工作的質量直接決定了機電設備的完好率，較高的完好率保證了設備的安全運行。

為了確保機電設備長期處于良好的工作狀態，泵站專業技術人員需要從以下幾個方向來管理與維護電氣設備。

3.1 變壓器的維護與運行

（1）嚴格按規范要求做好變壓器預防性試驗。按規定做好預防性試驗，并和歷年來的試驗數據進行比對，不應有較大幅度變化。新安裝變壓器還應在投運 5 年后做一次吊芯（罩）檢查，檢查線圈、切換裝置、鐵芯、絕緣、支架等裝置情況，重點做好緊固件的緊固情況和穿芯螺釘的絕緣情況檢查。

（2）做好變壓器日常維護和運行巡視檢查。日常維護主要做好變壓器器身的清潔工作，尤其是絕緣套管是否清潔，有無破損裂紋和閃絡痕跡，檢查變壓器油枕和充油套管的油位、油色是否正常，器身密封有無泄漏，檢查冷卻裝置運轉是否正常，檢查外殼接地應良好，呼吸器應暢通，吸潮劑不應飽和等。在運行過程中，變壓器要按照規定時間進行巡查[3]。

重點包含：檢查變壓器上層油溫是否正常（一般規定變壓器上層油溫應在 85 ℃ 以下，強迫油循環水冷卻變壓器上層油溫應在 75 ℃ 以下）；檢查變壓器聲音是否正常（正常情況應是均勻的“嗡嗡”聲）；檢查三相電流、電壓的平衡情況，檢查二次側電壓是否正常，如超過額定電壓的±5%，則應調整變壓器分接開關。

（3）做好特殊巡視。在大風時應檢查附近有無易被吹起的雜物，并注意觀察引線的擺動情況；大霧時檢查套管有無閃絡、放電痕跡；大雪時檢查器蓋至套管間有無積雪、掛冰情況，油位計、溫度計、瓦斯繼電器有無積雪覆蓋；雷雨后檢查避雷器計數器動作情況并做好記錄；氣溫突變時檢查油位、油溫變化情況等。

3.2 主機組的維護與運行

嚴格按規范要求做好預防性試驗和設備大修。主電機每年和大修后應按規定做好電氣預防性試驗，并和歷年來的試驗數據進行比對，不應有較大幅度變化。嚴格按照規范要求做好機組大修工作，確保大修質量，嚴格按照《泵站安裝及驗收規范》組織驗收。

做好日常維護和運行巡視檢查。日常維護主要做好定期和經常性維護檢查，清掃定轉子積垢、油污，檢查定轉子間隙有無雜物；檢查測試滑環碳刷壓力并給予調整，壓力一般以 0.15～0.25 kg/cm2 為宜；檢查油缸油位、油質應正常；檢查清掃一次、二次回路及附屬設備等。

運行中嚴格按運行規程要求進行巡視，詳細檢查和記錄機組運行時的各種電氣量和溫度量，發現異常及時加以處理；嚴密監視上下游水位變化，適時調整葉片角度，盡量使機組運行在高效區。

3.3 真空斷路器的運行養護和管理

嚴格按規程做好電氣預防性試驗。除做好工頻耐壓試驗及絕緣電阻測試外，還應測試真空斷路器的回路電阻。另外由于有些故障為隱性故障，所以在定期檢修時應使用真空度測試儀檢查真空泡的真空度，發現真空度降低應及時更換，同時使用高壓開關特性測試儀做好真空斷路器的分合閘時間、行程、同期性等特性測試。

做好運行巡視檢查和日常維護、檢修工作。設備運行時應按規定進行巡視檢查，檢查斷路器分合閘位置是否正確，支撐絕緣子有無損傷和放電痕跡，真空滅弧室有無異常，連接部位有無過熱現象等檢查。

日常維護工作主要是清理設備的灰塵，保證設備良好的工作環境；更換或修理易損件；緊固和檢查導線接頭；保養傳動機構，使用潤滑油對摩擦部分進行潤滑；檢查控制開關和輔助觸點是否接觸良好；檢查分合閘線圈阻值；檢查各行程開關狀況等。檢修和保養后還應進行 2～3 次分合閘試驗，以確定斷路器狀態。

4 結語

系統維護，責任重大。為確保泵站的安全和高效運行，要求在安裝和檢修中嚴把質量關，日常維護工作做細、做實，提高設備的完好率[4]。運行人員嚴格執行巡視檢查制度，及時發現運行中的安全隱患并及時加以排除，最大限度地減少故障發生，使工程效益得到充分發揮。