水電站電氣設(shè)備運行維護與故障檢修分析

方思程

（湖北省漢江興隆水利樞紐管理局，湖北潛江 433100）

0 引言

電力作為一種綠色環(huán)保型能源，在能源利用上將會越來越重要。水電站作為電力的主要生產(chǎn)地方，它的安全和平穩(wěn)運行是至關(guān)重要的。在水電站的運行中，會用到各式各樣的電氣設(shè)備，要保證水電站的正常運行，必須要保證電氣設(shè)備的正常運行。在實際生產(chǎn)中，會遇到各種類型的故障，這時，就需要及時的發(fā)現(xiàn)和解決這些故障問題。

1 水電站電氣設(shè)備常見故障

1.1 變壓器故障

變壓器作為水電站工作運行的大腦部件，是電力生產(chǎn)中的重要部分。在平時的生產(chǎn)過程中，必須對其進行嚴格的管理，并進行定期的檢查和維護。

（1）當變壓器出現(xiàn)異常時會有噪聲產(chǎn)生。變壓器在重載作用下，會產(chǎn)生“嗡嗡”聲，變壓器內(nèi)部接觸不良或絕緣破損時也容易產(chǎn)生異響。如果出現(xiàn)諧振電壓，變壓器內(nèi)部會產(chǎn)生刺耳的聲音。當有設(shè)備零件松動時，在運行中受負載影響會產(chǎn)生嚴重的異響，或受到周圍潮濕環(huán)境的影響，設(shè)備受潮，耐壓降低，最終會導致變壓器絕緣擊穿問題和較大的安全隱患。

（2）當變壓器出現(xiàn)絕緣瓷套閃絡(luò)問題時，需要及時的對變壓器進行檢查。檢查變壓器內(nèi)部質(zhì)量問題，如密封橡膠的密封效果，螺母松動問題等，這些問題都會使變壓器的絕緣部件遭到損壞。當有異物在套管表面或電容套管間隙放電時，都會造成套管閃絡(luò)問題，如果不能及時地把這些問題解決好，將會損壞變壓器的絕緣部分，進而引起變壓器故障[1]。

1.2 勵磁裝置故障

勵磁裝置在變壓器故障中比較常見。勵磁裝置正常工作時，勵磁電流減小，勵磁電壓略有升高，電機運行正常，無報警等異常情況。由于勵磁輸出回路電阻增大，導致常規(guī)勵磁繞組的直流電阻變化，致使故障電阻減小。電刷變形，導致接觸滑環(huán)面積減小，在接觸面上產(chǎn)生一層導電性差的油，類似于電路中串聯(lián)的電阻器。由于外圈不是一個嚴格的圓，表面不光滑，滑環(huán)磨損，導致電刷與滑環(huán)接觸松動。滑環(huán)在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下被燒成粗糙表面的幾率很大，粗糙表面的尖端往往進一步導致新的火花點，產(chǎn)生片狀火花[2]。

1.3 線路故障

線路故障也是水電站的常見問題。在實際運行過程中，容易產(chǎn)生接地短路等情況。線路如人體脈絡(luò)一樣連接這水電站內(nèi)的所有設(shè)備，一旦出現(xiàn)線路接地短路問題，將會使整個電力系統(tǒng)癱瘓，嚴重影響水電站的正常運行。這時必須第一時間對線路進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障并排除。

1.4 發(fā)電機故障

發(fā)電機是水電站最重要的設(shè)備之一，故障主要有勵磁故障和本體故障。勵磁故障是指由勵磁系統(tǒng)引起的故障，出現(xiàn)故障后不能正常運行，就會導致整個發(fā)電機不能正常運行。這將會對水電站造成更大的損壞，還會引起振動、高溫等伴隨故障。嚴重時，會損壞發(fā)電機本體結(jié)構(gòu)，導致發(fā)電機不能正常運行。另外，發(fā)電機故障也會引起火災，因此必須對這一故障給予足夠的重視，并進行全面的監(jiān)測，最大限度避免故障的發(fā)生[3]。

1.5 調(diào)速器故障

在水電站的運行中，調(diào)速器經(jīng)常會發(fā)生各種類型的故障：①調(diào)速器停機故障，如果微控制器不能執(zhí)行調(diào)控程序，調(diào)控器將不能正常工作。如果出現(xiàn)這種故障，控制面板將會控制電液轉(zhuǎn)換設(shè)備不再運行；②儀表故障，當出現(xiàn)機械故障時，平衡表無法顯示，造成儀表顯示的開度與實際開度不一致，從而造成儀表故障；③電液轉(zhuǎn)換設(shè)備故障，原因可能是機械或電氣故障，但無論是什么原因造成的故障，都會使電液轉(zhuǎn)換設(shè)備不能運行。

2 水電站電氣設(shè)備檢修技術(shù)

2.1 故障判定

在運行中不時會有故障的發(fā)生，需要運用合理的方法和技術(shù)對故障進行判定和檢修。

2.1.1 儀器檢測法

儀器檢測法包括電阻檢測法和電壓檢測法[4]。

（1）電阻檢測技術(shù)。用電阻表檢測設(shè)備電路，判斷電路是否暢通（如果暢通，電阻與電流成反比）。

（2）電壓檢測技術(shù)。通過電壓表設(shè)備對兩點之間進行檢測：如果接觸器不動作，兩點之間的電壓接近電源電壓，可判斷斷線；如果兩點之間的電壓差不為零，可判斷線路接觸不良。

2.1.2 經(jīng)驗法

（1）彈性沖壓運動部件技術(shù)。當零件接觸不良時，可對設(shè)備部件進行彈壓操作，以糾正部件的動作堵塞或觸點的氧化問題。

（2）電路敲擊技術(shù)。也就是說，用橡皮錘輕輕敲擊工作設(shè)備。如果故障消失，則表明內(nèi)部部件沒有接觸不良的嚴重問題。適用于帶電狀態(tài)下的故障排除。

（3）黑暗觀測技術(shù)。設(shè)備的放電通常伴隨著“嘶嘶”聲，由于周圍設(shè)備噪聲的存在，不易被聽到。但是，可以選擇黑暗環(huán)境進行火花觀測，以提高判斷的準確性。

2.2 故障排除

2.2.1 變壓器故障處理

（1）差流越限保護。變壓器的過流保護只能在一定時間內(nèi)有效，動作速度往往達不到要求。速斷保護雖然速度很快，但整定電流值很大。另外，變壓器中分和速斷之間存在死區(qū)。因此，大容量變壓器必須按國家有關(guān)規(guī)定設(shè)置電流差動保護。在變壓器兩側(cè)安裝兩臺電流互感器，以正確選擇電流比。正常運行時兩側(cè)的電流幾乎為零，繼電器不動作。當變壓器不能正常工作時，兩側(cè)的電流比會發(fā)生變化，進而導致繼電器的動作保護回路。

（2）輕重瓦斯動作處理。一般來說，變壓器在氣體保護時，輕氣體通常發(fā)出信號，重氣體通常直接跳閘。當瓦斯保護跳閘時，說明變壓器的故障比較大。這時需要分別檢查油枕防爆門、焊縫開裂情況、變壓器外殼等，還需對氣體的可燃性進行檢查。

2.2.2 勵磁裝置故障處理

水電站的運行狀態(tài)與勵磁裝置的運行狀態(tài)密切相關(guān)。為了準確識別勵磁裝置中的故障點，必須徹底清除氧化層和油污。如果加在刷子上的彈簧松動，需要更換新的，且新刷子必須用細砂紙仔細打磨，只有這樣它才能與滑環(huán)良好接觸。

2.2.3 線路故障處理

在電站運行過程中，一旦線路發(fā)生諧振故障，需要先切斷與線路相連的變壓器，形成更獨立的設(shè)備。如果線路沒有諧振條件，則可能發(fā)生其他故障。這時需要以母線為起點，順著線路檢查與線路相連的設(shè)備，依次對不同位置設(shè)備進行斷開開關(guān)，切斷變壓器，從而及時、準確地發(fā)現(xiàn)線路中的故障點。

2.2.4 發(fā)電機故障處理

當發(fā)電機發(fā)生故障時，需要對其故障原因進行摸排：發(fā)生絕緣故障時，需要全面對其進行故障調(diào)查和檢修。如果出現(xiàn)電纜絕緣問題，要及時確定故障發(fā)生的位置，必要時要對絕緣子進行更換。在檢修過程中必須停機，同時，要對絕緣子進行定期的絕緣試驗，確保發(fā)電機正常運行；發(fā)生欠壓故障時，要檢查勵磁線路以及電刷接觸和位置狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)有短路現(xiàn)象時要及時排除。

2.2.5 調(diào)速器故障處理

當調(diào)速器出現(xiàn)故障時，需對其及時進行巡查，必要時需對調(diào)速器進行復位，找出故障部位并及時排除。同時，在微機調(diào)速器檢修時，儀表能檢測到故障位置并進行修復。當指示儀表不準確時，先詳細記錄下故障情況，停止運行并進行全面的檢查和修復。當電液轉(zhuǎn)換設(shè)備停止工作時，如果是電氣故障，可進行手動操作，待系統(tǒng)停止運行后再進行故障檢修。當出現(xiàn)機械故障時，應反復切換手動模式和自動模式，并通過在維修過程中清洗相關(guān)部件進行故障排除[5]。

3 水電站電氣設(shè)備檢修存在的問題及改進方法

3.1 檢修模式及技術(shù)水平仍需提升

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和時代的進步，模式識別技術(shù)已經(jīng)得到了充分的發(fā)展和應用。目前，在電氣設(shè)備的維護和故障診斷中，經(jīng)?？梢钥吹绞褂媚Ｊ阶R別技術(shù)的案例。模式識別技術(shù)是依靠計算機進行識別，相關(guān)設(shè)備維修人員可以在較短的時間內(nèi)對各類電氣設(shè)備故障做出初步判斷，使故障因素和具體故障部位迅速被找到，從而在短時間內(nèi)將故障消滅。不僅提高了故障維修的效率，而且大大提高了故障維修的質(zhì)量。

3.2 日常維護水平需提升

為實現(xiàn)這一目標，應完善相關(guān)設(shè)備管理制度，以保證設(shè)備的高效、正常運行：①對相關(guān)人員要完善設(shè)備數(shù)據(jù)庫，記錄電站內(nèi)各種設(shè)備的參數(shù)。同時，相關(guān)工作人員還需要加強維修工具和維修備件的分類，以便切實做好設(shè)備維修工作；②在電氣設(shè)備維修工作中，維修的質(zhì)量和效率與人員素質(zhì)有著密切的關(guān)系。為了提高人員素質(zhì)，必須加強相關(guān)培訓，通過培訓，使員工盡快熟悉故障原理和常見故障的解決方法[6]。

3.3 管理制度需完善

3.3.1 完善制度化的設(shè)備維護巡查制度

缺乏制度化的設(shè)備維修和檢測監(jiān)督檢查制度，會影響正常生產(chǎn)。水電站技術(shù)人員在進行檢修工作時，需認真檢查各種電器設(shè)備的實際情況，及時發(fā)現(xiàn)各種電力設(shè)備存在的缺陷和安全隱患。同時還要特別關(guān)注主、輔系統(tǒng)的能量損耗，以達到保證電力設(shè)備可以正常運行的目的。檢查過程中，要進行全面的檢查維護，做好記錄和工作臺賬，及時分析存在的問題，并及時完成設(shè)備異常工作的匯報。

3.3.2 完善健全的設(shè)備安全管理制度

現(xiàn)代化的水電廠管理體系是保證整個水電廠安全運營的重要保障。水電站企業(yè)應當主動學習，并建立完善的安全管理體系。目前，一些水電廠不管是管理還是制度上都存在一定的問題，比如：職工的日常生活和工作條件較差，使得大家工作積極性嚴重欠缺。通過建立一套現(xiàn)代化設(shè)備安全管理系統(tǒng)，可以有效地為水電廠員工和用戶創(chuàng)造安全的生產(chǎn)條件和工作環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，促進水電廠的社會和經(jīng)濟效益[7]。

4 結(jié)語

在水電站運行管理中，需要做好不同電力設(shè)備發(fā)生問題時不同的應對方法及策略，做好一切安全隱患的防范工作。在水電站的長期穩(wěn)定運行過程中，一定要對電氣設(shè)備進行正確的運行維護及故障排除工作。合理吸收新技術(shù)、新思路，改變相關(guān)制度，積極創(chuàng)新，提高運維效率，保證運維質(zhì)量。