水電站電氣設備運行維護與故障檢修探討

梁瑤

摘要：水電站電氣設備的運行維護與故障檢修，對于水電站的可靠運行、效益發揮具有舉足輕重的作用，因此應充分重視并加強這項工作而不是削弱它。文章分析了水電站電氣設備運行維護的方法，并結合實例探討了故障檢修方面的一些特點。

關鍵詞：水電站；電氣設備；運行維護；故障檢修

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0131-02

我國水資源非常豐富，利用水資源發電具有天然優勢。比起火力發電所需要的煤、油，水資源是可再生能源，并且沒有污染，其環境影響和經濟效益更為突出。水電站將水能轉化為電能，靠的是水輪機和水輪發電機組等機電設備的有效運轉。其中電氣設備是維持水電站正常運轉的關鍵設備，其運行維護的好壞對水電站影響很大。因此，本文分析并探討了水電站電氣設備運行維護與故障檢修的相關事宜，希望能為同業人員提供參考和借鑒。

1 水電站電氣設備的運行維護

1.1 電氣設備概述

水電站電氣設備是水電站一次設備和二次設備的統稱。一次設備是直接參與電能生產與分配的設備，包括發電機、主變壓器、開關設備、母線、電纜、互感器、電抗器、避雷器等電氣設備。二次設備主要是對一次設備（也包括機械設備、水工建筑物）進行監測、保護與控制作用的電氣設備，如繼電保護裝置、自動控制設備、各種電氣儀表及信號、控制電纜等。

1.2 運行維護

水電站電氣設備的種類和數量都較多，運行維護的主要目的是：從管理角度上講：一是減少由于維護不及時而造成的電能損耗；二是及時發現并處理設備隱患，降低設備出現故障、損壞的幾率。就安全角度而言，加強運行維護可減少電氣火災和觸電傷亡的事故率。

電氣設備運行維護是由運行值班人員與維護檢修人員共同完成的，雙方的側重點不同，值班人員主要對其管理范圍內的設備進行巡視、檢查和記錄；維護檢修人員則在設備輪換時進行消缺、維護和試驗工作。因此，為了避免誤會、誤操作必須嚴格執行“兩票三制”（工作票、操作票及交接班制、巡回檢查制、設備定期試驗輪換制）。值班人員準備設備切換時必須填寫操作票，并在準許后才能操作；檢修人員需要維護、檢修時必須開工作票。下面以發電機為例說明運行維護的具體做法：

水輪發電機運行過程中值班人員每值至少需對機組巡檢2次，傳統的方法是“看”、“聽”、“聞”、“查”。看就是眼看，觀察發電機的勵磁電流、勵磁電壓、定子電流等參數是否正常，查看線接頭處顏色是否正常，有無滲漏油痕跡等，以判斷是否有故障，如缺相、超負荷、接頭發熱等。聽即耳聽，聽發電機有無異常聲響，例如軸承磨損或潤滑不良，則出現振動及異常聲響。聞即鼻聞，聞是否有異味，有異味則說明有故障或電路有問題，應立即停機檢查。查即檢查，檢查機組參數并記錄，一般應每隔1h記錄1次。除此以外，還應做好清潔工作，清理發電機內的油污、灰塵，并對發電機電刷或滑環進行維護。

2 水電站電氣設備的故障檢修

2.1 故障診斷

目前，我國水電站電氣設備更新換代速度較快，其發展呈現一體化趨勢，多種電氣設備融為一體，更顯集約、高效之特點。電氣設備的診斷、維修技術也有了很大進步。因此，積極采用新的診斷監測技術，不僅可以提高診斷水平，而且可采用有針對性的狀態檢修技術，有利于減少故障停機時間和維修費用。

傳統的電氣故障診斷多利用經驗和檢測查找故障。通過經驗可以快速判斷一些常見的簡單故障，如接觸不良可采用橡皮錘輕敲帶電元件，如果故障突然消失或突然出現，說明有接觸不良現象，此外還可通過反復彈壓活動部件等方法診斷故障。利用儀表檢測元件或電路，可用來診斷一些相對復雜的故障，如通過檢測電阻、電壓等參數。狀態監測也就是在線監測，利用安裝在設備上的傳感器及數據采集與監控系統，實現遠程、在線、實時監測，如發電機局部放電監測裝置可以及時發現繞組絕緣層內部非貫穿局部放電現象，有助于提早發現故障征兆。

2.2 故障檢修

過去多年來，對于水電站電氣設備故障一般通過計劃檢修和搶修方式完成故障檢修。計劃檢修就是間隔安排檢修計劃，檢修計劃一般分為大修、小修，也有些之間還有中修。搶修就是對未預期的故障進行檢修。應該說這兩種檢修方式都不是很理想，計劃檢修也帶有一定的盲目性，因為計劃主要針對的是設備使用時間，不是實際使用狀態。狀態檢修針對的是設備狀態，但這種檢修技術需要以先進的監測技術和診斷手段作為基礎，不具備條件不宜實施。

下面以兩個例子說明故障分析和處理的方法，圖1是某水電站主接線和直流系統的接線圖。

圖1（a）中G1、G2是兩臺發電機。當G1滿負荷運行時，運行人員根據示溫片溫度和銅刀片顏色判斷隔離開關QS1過熱，應該如何處理呢？立即請示上級降低G1負荷，先降無功負荷，如果還不行，可進一步降低有功負荷。同時，采取應急措施，如打開室門并用風扇強制冷卻以及密切監視。還可以合上3kV母線分段斷路器QFd2，并斷開Ⅰ段母線變壓器T1兩側的斷路器，以便降低G1負荷的同時保證3kVⅠ段母線供電可靠性。當電網負荷高峰期過去以后，停用發電機G1，然后檢查隔離開關QS1，以便確定是否需要對其進行修理或更換。

圖1（b）～（c）是某水電站直流系統圖和故障判斷示意圖。該電站采用2組220V、300Ah免維護密封鉛酸蓄電池組，向繼保、控制、信號、事故照明等裝置進行供電。該系統正常運行時，母線Ⅰ段、Ⅱ段分段運行，母聯開關8ZK處于斷開位置，直流負荷由2段的高頻整流充電裝置分別供電，同時對各自蓄電池組充電。當其中一側交流失電或者整流裝置退出運行時，則合上8ZK開關，由另一側供電。直流系統發生接地故障時，若處理不及時則可能故障擴大，因此接地故障需要引起足夠的重視。評估負荷影響程度后，通過短時切斷故障回路再接通的方法，可判斷所屬故障回路。一般斷電故障消失，通電故障恢復，可判斷故障就在該回路上。但是回路不允許斷電時，應采取解列設備的方法排查。如果母線正極一側接地，如圖1（c）。表測正極對地電壓應低于110V，將支路負荷解開后若電壓值出現變化，那么該支路存在接地故障；而電壓暫時恢復正常，說明負載有接點斷開未與負極形成回路。如果直流接地變負，如圖1（d）所示。說明故障回路與負極連成回路，也就是某些負載通過閉合接點勵磁，應通過查找勵磁的繼電器及其線圈回路找出故障點。這是永久接地故障查找方法，若是瞬時接地故障，比較困難一些。應考慮設備粉塵、水、油等污染影響，再結合操作、天氣狀況等因素，仔細排查。

3 結語

好的運行維護技術與故障檢修手段，可以讓水電站電氣設備保持可靠狀態，并維持水電站整體正常運轉。這一方面需要通過實踐不斷總結和提高維護檢修水平，另一方面更應吸取和借鑒新技術。因為電氣技術日新月異，不學習很快就會落伍。

參考文獻

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