水電站電氣設(shè)備安全運(yùn)行與故障檢修

李祖良

摘要

對水電站運(yùn)營中暴露出的運(yùn)檢問題進(jìn)行分析;從故障診斷的技術(shù)革新、人員工作的效率提升等方面提出框架性應(yīng)對建議，以起拋磚引玉之效;以勵(lì)磁裝置和變壓器為例對水電站電氣設(shè)備常見故障進(jìn)行梳理并作原因剖析，并總結(jié)出檢測法、經(jīng)驗(yàn)法等方法作為電氣設(shè)備故障的解決方法。

【關(guān)鍵詞】水電站 電氣設(shè)備 運(yùn)行維護(hù) 故障檢修

做好水電站電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和故障檢修對于保障電站長周期健康運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)、降低各級電能損耗、規(guī)避電氣火災(zāi)和人員觸電等有著重要意義。

1 水電站電氣設(shè)備檢修與運(yùn)行的主要問題

當(dāng)下水電站運(yùn)維與檢修主要暴露以下問題。

1.1 重使用、輕維護(hù)

有些水電站被短期利益所左右，常抱僥幸心理，讓電氣設(shè)備“能撐就撐”，盡量延長其連續(xù)工作周期。這種用法會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的持續(xù)“亞健康”，給后續(xù)運(yùn)行埋下定時(shí)炸彈。

1.2 檢修模式落后

由于輕維護(hù)，必然產(chǎn)生大量故障檢修事件，使得水電生產(chǎn)缺乏計(jì)劃性。另一個(gè)極端是沿襲定期檢修模式，該模式無視不同元件的差異化，導(dǎo)致檢修過剩和正常設(shè)備的不必要破壞。

2 檢修革新與運(yùn)維提升的框架性建議

檢修革新與運(yùn)維提升是一個(gè)系統(tǒng)工程。

2.1 故障診斷的技術(shù)革新

電氣設(shè)備運(yùn)行有兩種情形：

（1）趨勢性惡化;

（2）偶發(fā)性故障。

對于第一種類型，因進(jìn)程緩慢且一般不實(shí)質(zhì)削弱設(shè)備功效，只需關(guān)注其惡化速率，并據(jù)此觸發(fā)異常態(tài)勢預(yù)警。對于第二種類型，需要建立基于模式識別的快速評估體系，以辨識在線監(jiān)測所采集到的零星異常數(shù)據(jù)是否表征故障即將呈現(xiàn)。以上兩類方法相輔相成，不但為科學(xué)的狀態(tài)檢修計(jì)劃的制定提供決策支撐，也為最大程度規(guī)避故障檢修提供技術(shù)保障。

2.2 日常工作的效率提升

由于科技發(fā)展，大量數(shù)字化設(shè)備充斥生產(chǎn)場所，對這些設(shè)備作仔細(xì)巡視是不可能的，但可通過方法創(chuàng)新來達(dá)成巡視速度和質(zhì)量的雙贏（如在表征設(shè)備正常運(yùn)行的指示燈旁標(biāo)貼紅點(diǎn)，巡視時(shí)只需看紅點(diǎn)處的燈即可）。對于調(diào)控人員，著重以事故演練手段來提升其故障應(yīng)對能力。

3 水電站電氣設(shè)備常見故障及原因分析

本文結(jié)合筆者工作實(shí)際，就常見的、重要的故障態(tài)勢進(jìn)行研究，以求起到拋磚引玉之功效。

3.1 勵(lì)磁裝置故障

勵(lì)磁裝置是水電生產(chǎn)的核心元件之一，其故障形態(tài)主要是因勵(lì)磁電壓升高而導(dǎo)致的磁繞組直流電阻降低。原因分析：處于運(yùn)轉(zhuǎn)的勵(lì)磁裝置會(huì)因物理磨損而出現(xiàn)電刷彈簧松動(dòng)現(xiàn)象，使電刷與滑環(huán)的間隙變大，導(dǎo)致滑環(huán)灼燒。

3.2 變壓器故障

變壓器負(fù)責(zé)電壓等級轉(zhuǎn)化，是水電輸出、分配環(huán)節(jié)不可或缺的一環(huán)。變壓器的常見故障態(tài)勢有：

3.2.1 聲音異常

正常運(yùn)行的變壓器發(fā)出的是有節(jié)奏的低頻聲（甚至近乎為靜音），異常則是指“嗡嗡”、“吱吱”，甚至無節(jié)奏噪音。原因分析見圖1所示。

3.2.2 絕緣瓷套管損傷

原因分析：當(dāng)電容式套管表面出現(xiàn)污垢且未能及時(shí)處理，則管內(nèi)縫隙存在的游離電會(huì)導(dǎo)致套管閃絡(luò)并持續(xù)蔓延;也有可能是變壓器密封橡膠墊質(zhì)量低下或螺母壓緊度不夠使絕緣套管的密封出現(xiàn)差錯(cuò)。

4 故障檢修技術(shù)措施研究

故障不能百分百避免，一旦故障發(fā)生，應(yīng)尋求有效的方法執(zhí)行故障檢修。

4.1 檢測法

即通過電子儀器對設(shè)備電路進(jìn)行檢測，常用的有電阻檢測法和電壓檢測法。

4.1.1 電阻檢測技術(shù)

利用電阻表對設(shè)備線路進(jìn)行檢測，判斷是否通暢（暢通的話會(huì)呈現(xiàn)電阻會(huì)與通過電流成反比的現(xiàn)象）。

4.1.2 電壓檢測技術(shù)

利用電壓表的大阻值來測量線路兩點(diǎn)的電壓差，若兩點(diǎn)間電壓差不為0，則判定測量區(qū)間線路存在接觸不良現(xiàn)象，若兩點(diǎn)間電壓近乎電源電壓且接觸器不動(dòng)作，則判定線路斷線。

4.2 經(jīng)驗(yàn)法

顧名思義，依托長期積累的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障快速處置。主要技術(shù)：

4.2.1 彈壓活動(dòng)部件技術(shù)

即對設(shè)備活動(dòng)部件作頻繁彈壓操作，糾圖1：水電站變壓器運(yùn)行聲音異常故障的分析正部件動(dòng)作卡澀或觸頭氧化問題，適用于部件觸頭存在接觸不良的情形。

4.2.2 電路敲擊技術(shù)

即利用橡皮錘對工作設(shè)備進(jìn)行輕微敲打，若故障消失，則說明內(nèi)部元器件有不嚴(yán)重的接觸不良問題，適用于帶電狀態(tài)下的故障排查。

4.2.3 黑暗觀察技術(shù)

設(shè)備放電一般伴有“嗤嗤”聲，但由于運(yùn)行噪音的影響，可能不容易被捕捉到，但可選擇黑暗環(huán)境進(jìn)行火花觀察，以增強(qiáng)判斷準(zhǔn)確性。

4.3 PLC系統(tǒng)的抗干擾

PLC系統(tǒng)是自控部分的核心，長期處于電磁環(huán)境中，加強(qiáng)PLC的抗干擾十分必要。技術(shù)手段：

（1）采取隔離措施，即在PLC系統(tǒng)內(nèi)布置若干光電耦合器和光電可控硅，以期對外部電磁環(huán)境進(jìn)行隔離;

（2）保障輸出端，即輸出模塊選擇為繼電器型。

5 結(jié)論

水電站長周期穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證是做好電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和故障檢修工作。應(yīng)合理吸納新技術(shù)、新理念，變革相關(guān)制度，積極創(chuàng)新，使運(yùn)維效率得到提升、檢修質(zhì)量得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1]房文軍.關(guān)于水電站電氣設(shè)備故障原因及處理措施的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，23（03）：47-49.

[2]關(guān)洪華.水電站電氣設(shè)備檢修技術(shù)革新與運(yùn)行維護(hù)[J].工程技術(shù)與應(yīng)用，2016，35（04）：31-33.

[3]趙翔翼.關(guān)于水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，29（05）：127-128.