水電站電氣設備常見故障與處理措施

（內蒙古大唐國際海勃灣水利樞紐開發有限公司，烏海 016000）

0 引言

電氣設備故障對水電站運行有很大影響，較為嚴重的會造成水電站水輪發電機組非計劃停運，使水電站的發電效益大大降低。因此，要對水電站電氣設備出現的各類故障進行梳理，并找出處理故障的有效方法，保障水電站的正常運行。

1 電氣設備運行現狀

水電站電氣設備的發展方向是一體化，這就要求設備的性能和質量必須過硬。水電站要實現長期穩定運行，需要可靠的電氣設備作為支撐。要想實現電氣設備的一體化，需要進行有效管理，把運行和管理有機結合，這樣才能使運行效益提高到一個新高度，保證水電站的安全平穩運行[1]。電氣設備在運行中受環境溫度、絕緣老化等因素影響，在一定時期會出現故障，給水電站帶來很大危害。

2 常見故障

電氣設備隨使用年限的延長會出現各種各樣的故障，威脅水輪發電機組安全運行。因此，要對電氣設備故障進行梳理匯總，為水電站運行奠定基礎。

2.1 母線故障

在水電站中，母線是電氣設備的基礎設施，故障表現主要為接地短路。由于母線具有匯集、分配和傳輸電能的作用，類似于電氣設備的一個“樞紐”，所以當發生短路的時候，會使與其相連的電氣設備受到影響，降低發電機組運行的穩定性和可靠性。一旦母線出現故障，其危害非常大，一定要對母線運行全面檢查，加強日常監盤和巡檢，這樣才能及時發現異常，提前做好防備。

2.2 發電機故障

發電機的常見故障主要有定子故障和勵磁故障。定子故障破壞性巨大，會導致火災、爆炸和電力系統振蕩等嚴重影響，發電機本體結構可能會發生損壞，水輪發電機組非計劃停運。因此，必須高度重視這種障礙，對發電機進行全面巡檢監控，避免這種故障發生。勵磁故障主要包括勵磁功率柜風機故障、功率柜快熔故障等。如果出現這種故障，可能會導致勵磁系統低勵或失磁，使發電機失步，影響發電機和電力系統運行。

2.3 互感器故障

互感器有電流互感器和電壓互感器。當發生故障時，互感器的表計數值就會存在很大誤差，對電流和電壓信息不能做出正確判斷。電壓互感器常見故障有二次側熔絲熔斷，電流互感器常見故障有二次開路等。

2.4 調速器故障

第一種是電液轉化器異常，當調速器運行的時候，雖然參數顯示一切正常，但是電液轉化器沒有進行任何工作，這可能存在斷線故障。第二種開度、開限的運行和設計的指標不一致，調速器平衡指標缺乏，說明調速器有機械方面故障。第三種主控PLC故障，一旦PLC本體卡機、顯示異常，就會使調速器工作出現異常，這種故障一般由PLC電路發生故障而出現的[2]。

3 處理措施

3.1 母線故障處理

母線發生故障會在水電站的中控室上位機中報出信號。比如當母線母差保護動作，上位機故障音箱報警，值長立即組織運行人員進行事故處理，拉開故障母線相連開關的兩側刀閘，斷開跳閘開關的操作電源和控制電源，防止開關誤動。全面檢查設備，查找是否存在明顯的故障點，并將事故情況匯報管轄區的調度，向調度申請母線停電檢修。在沒有查到明顯故障點時，該故障母線不得進行試送電。

3.2 發電機故障處理

發電機發生定子接地故障時，中控室上位機報“發電機定子一點接地保護動作”事故信號，故障音箱報警，機組解列、滅磁、停機。運行人員要監視機組事故停機過程，必要時赴現地進行手動輔助。檢查發電機定子引出線、勵磁變及發電機出口PT高壓側有無明顯接地點[3]。在機組開機前，需要測量發電機定轉子絕緣是否合格，發電機進行遞升加壓后，檢查無異常可申請機組并網運行。發電機發生勵磁功率柜風機全部停運時，功率柜風機“退出”故障信號燈亮，這時要調整機組負荷，降低勵磁電流，檢查風機電源開關是否跳開，風機檢查無明顯異常，可試合一次，注意功率柜風機全停時，晶閘管溫度不要超過55 ℃，運行時間不超過30 min，否則需要退出該功率柜。發電機有多臺功率柜時，其中一臺出現快熔熔斷時，可退出故障功率柜，立即聯系檢修人員進行處理。

3.3 互感器故障處理

電壓互感器二次熔絲熔斷時，熔斷的故障相電壓會降低或為零，有功和無功表計指示也會相應降低，這時應檢查二次回路有無斷線，保險是否熔斷或接觸不良，如查不到故障原因，應進行停電處理。電流互感器二次開路時，聲音會變大且常常會伴隨有放電現象，進行二次回路開路檢查時，必須使用合格的工器具和防護用品。可根據故障現象判斷開路故障點是測量回路還是保護回路，在開路處進行短接時，涉及的相關保護要先停用，無法帶電短接時，應匯報調度進行停電處理。

3.4 調速器故障處理

在處理這種故障的時候，要先準確判斷故障類型。維修人員要對液壓設備進行全面檢查，對數字閥和比例閥的性能進行檢查，對導葉的開度信號詳細觀察，運用手動和自動的方法反復調節，查明故障部位。當液壓故障處理完成后，進行復位操作，保證故障全部消失，避免機組啟機時故障信號閉鎖。

4 結束語

在水電站中，電氣設備也在加大規模和數量。電氣設備在運行中，會面臨各類風險和故障，需要對其故障高度重視，確保電氣設備正常運行。電氣設備在運行中要運用風險分級管控和隱患排查治理等有效方法加以解決，提高其質量和性能，從而實現水電站的安全、可靠運行，推動經濟發展。