水電站電氣設備檢修與運行維護現狀及提升建議

于洪亮

(河北省遵化市水利局，河北 遵化 064200)

現代水電站的運行過程需要大量配套電氣設備同時運轉，而這一整套系統的技術實現難度很高，運行過程十分復雜，此外，這些電氣設備精密程度與復雜度也遠遠超出傳統水力發電體系。在此背景下，水電站電氣設備運行維護工作難度日益加大，工作人員所面臨的維護場景更為復雜，如果不能全面推進維護與檢修技術改革工作，那么將很難保障水電站發電過程的平穩性與可靠性。但是，從當前我國水電站電氣設備檢修維護工作實際狀況角度分析，其工作效果并不理想，維護工作人員經常被動實施設備維護，既不能及時有效發現電氣設備所潛在的問題隱患，也無法在最短時間內完成故障處理。

1 我國水電站電氣設備檢修與運行工作現狀及問題

1.1 注重電氣設備的經濟效益，輕視維護過程

水電站電氣設備維護與檢修過程往往需要這些設備處于停機狀態，但是，水電站設備運行將會帶來大量經濟效益，如果某些電氣設備停止工作，那么將會導致水電站整體收益受損。因此，在經濟利益驅使下，很多水電站管理人員更為看重電氣設備的使用過程，而沒有真正認識到檢修維護工作所存在的重要性，這種思想嚴重影響水電站電氣設備檢修工作秩序，進而造成很多電氣設備存在大量安全隱患。電氣設備所存在的細微問題沒有得到重視，只要設備還在運轉，就不去理會設備本身的穩定性，這樣的畸形維護與檢修理念下，水電站電氣設備故障逐步累積，最終引發重大安全問題。以當前水電站機電設備工作特性角度分析，在其發生故障前均有著較為明顯的癥狀，如果檢修維護人員不能真正重視這些細節問題，那么機電設備的使用穩定性與壽命都會受到嚴重影響。

1.2 電氣設備檢修模式老舊，檢修手段與實際工作特征不完全匹配

當前，我國多數水電站電氣設備的檢修維護計劃工作均處于傳統檢修模式范疇，其所指定的檢修工作內容與檢修手段并沒有針對電氣設備的不同而進行必要調整，總體計劃覆蓋全部電氣設備檢修工作，這樣籠統的檢修方案不僅無法有效推進檢修維護工作的正常運行，也會嚴重浪費水電站人力與資源。水電站所實施的電氣設備運行維護計劃沒有針對性，這就讓很多設備得不到良好的保養與問題排查，設備所潛在的故障在這一整體計劃下也不能被有效發掘，大量電氣設備帶病工作，最終小問題逐步累積成大麻煩。此外，傳統檢修模式只注重對相關電氣設備的周期性檢查，而這一檢測周期也沒根據電氣設備的不同而進行調整，設備當前運行狀態也沒有進行必要記錄，很多檢測周期很多的元器件在需要維護期間沒有得到良好的保養，最終致使這些元件與設備逐漸脫離正常工作范圍，設備安全隱患逐步擴大。在這種環境下，電氣設備故障影響范圍與故障發生概率都會大幅度增加。

2 水電站電氣設備常見故障分析

2.1 勵磁裝置故障

勵磁裝置是水電站發電工作的核心設備，在其日常運作過程中，如果勵磁電壓異常升高，那么勵磁繞組直流電阻將會降低，勵磁裝置自身安全系數也將同步下滑。造成勵磁裝置電壓異常波動的主要原因為勵磁裝置自身的損耗，勵磁裝置在發電過程中，其電刷彈簧會隨著運轉時間的加長而逐漸松動，進而導致電刷與接觸滑環之間的縫隙變大，嚴重時將會導致滑環被燒毀。

2.2 變壓器故障

如果變壓器內部結構部件之間出現接觸不良的現象，亦或是變壓內部構件絕緣性能下降，那么變壓器自身的負載將會加大，其運行過程也會出現特定噪音。此外，如果變壓器周邊濕度過高，變壓器單相接地產生諧振電壓，也會表現出特有的故障現象。

3 常用故障檢修技術

3.1 檢測法

設備管理人員利用各類儀表完成對設備電路的監測，通過觀察檢測過程所得到的電壓與電阻數值，觀察設備內部線路的暢通性，如果其顯示數值與預期不符，那么就說明設備內部線路存在故障。這種檢測方式可與現代化數據監控平臺有效融合，通過長時間數據分析，幫助檢修人員找到相關設備的潛在隱患。

3.2 經驗法

經驗法檢測手段較為傳統，其對檢修維護人員自身素養有著很高要求，而常見的經驗法檢修手段可分為手段，其一為按壓活動部件，讓活動部件的接觸面產生摩擦，進而消除接觸點接觸不良現象；其二為敲擊法，通過敲擊設備產生振動，如果設備恢復正常工作，那么說明其內部線路存在接觸不良現象；其三為黑暗觀察法，也就是將設備置于黑暗環境下，觀察其故障位置是否存在電火花現象。這些檢修維護雖然較為傳統，但是在與設備監控體系融合后，亦可有效提高檢修維護工作效能。

3.3 PLC系統監測

PLC是整個發電站信號傳遞的控制系統，為保障其實際控制效果，工作人員需要對其進行抗干擾處理。PLC系統抗干擾處理可利用金屬隔離的方式，保障PLC在強電磁環境下的工作可靠性。

4 檢修與運維提升建議

4.1 創新發展故障診斷技術，建立更具針對性的故障診斷方案

根據我國水電站電氣設備故障特點，其大體上可分為兩大類別，分別為趨勢性惡化與偶發性惡化。對于趨勢性惡化而言，其主要是指電氣元件在長期工作過程中，伴隨著元件老化，其自身的穩定性將會迅速下滑，元件很容易損壞，進而引發電氣設備故障。針對趨勢性惡化問題，水電站電氣設備維護管理人員需要加強對元器件工作過程各項參數的有效分析，并檢查元器件外觀變化，提高檢測頻率，在關注元器件實際應用時長的同時，也要針對相關元器件的特點，做好故障處理方案。偶發性惡化往往具有一定隨機性，因此，水電站電氣設備維護人員需要針對當前電氣設備種類與工作過程的不同，建立更為有效的信息化監控與識別平臺，利用特定的算法與程序，對電氣設備中各種電子元器件的具體參數進行全面通緝與分析，并明確每一個元器件的正常工作范圍，通過系統的對照與處理，找到電氣設備運行過程中所可能出現的偶發性惡化現象。

4.2 提升日常工作效率，建立更具針對性的檢修維護計劃

檢修維護計劃對于電氣設備日常維護與管理工作有著直接影響，因此，想要提升管理與維護效率，就需要從整體理念角度，提高對維護工作的重視，并以當前電氣設備種類與工作特點為基礎，創建更為科學合理的檢修計劃，明確每一個電氣設備以及不同電子元器件的檢修周期與維護方式，詳細說明具體的工作流程與檢修維護手段，并確保實施檢修維護工作的工作者可按照這一制度體系落實具體環節。此外，管理人員也要注重檢修維護工作團隊的整體素養，聘請更具專業技術能力的高水平人才，確保工作人員可快速完成整個檢修維護工作。水電站電氣設備精密程度與系統復雜性很高，因此，提高工作效率的關鍵難點在于工作人員自身的水平，而相關企業可定期開展各類技能培訓工作，邀請行業先進工作者與專家對其進行培訓，著眼未來發展趨勢，建立相對完善的人才發展與培養工作計劃。

4.3 創建更為健全完善的設備管理維護制度

為保障水電站電氣設備運行過程的安全性與穩定性，相關管理人員需針對設備工作特點，創建更為健全的設備管理維護制度，改善傳統制度體系內所存在的各項漏洞，一切工作以保障電氣設備自身工作可靠性為目標。設備管理維護制度發展過程中，相關工作人員需要對設備運行工作的各項參數有著詳細了解，為所有電氣設備建立對應的數據資料庫，并借助各類傳感器與信息化管理平臺，將電氣設備日常工作過程記錄到數據庫內部。

4.4 堅持事故處理原則，避免安全事故擴大化

水電站電氣設備故障往往會造成較為嚴重的后果，如果事故現場人員不能針對事故自身進行良好處理，沒有冷靜分析故障類別與處理方案，那么安全事故很容易進一步擴大。因此，對于水電站電氣設備故障事故而言，在其處理過程中需遵守以下幾項基本原則。

(1)及時定位故障位置，找到故障根源。檢修維護管理團隊需要針對各類電氣設備事故建立相應的應急處理方案，在事故發生時，及時找到故障位置與故障源，并根據電氣設備實際工作特性與故障影響效果，快速實施各類應急處理方案，將事故危害控制在一定范圍之內，避免事故擴大化。

(2)強化對電氣設備的優化與調試。相關人員需要對水電站各類電氣設備的工作形式有著明確了解，在故障發生后，需要采用更為科學的方案，對故障設備進行合理調試與優化，以減少故障再次發生幾率為目標，提高檢修工作效能。

(3)避免故障問題的連鎖反應。水電站各類電氣設備之間需設置合理的保護手段，避免那些正常電氣設備受到故障設備的負面影響，切實保障無故障設備可以安全穩定運行，保障水電站發電過程的穩定性。

(4)明確操作制度與章程。人為操作失誤是當前水電站電氣設備故障的重要因素之一，因此，水電站管理團隊需針對性制定相應的設備使用與管理章程，將強對電氣設備的監控，嚴格要求現場工作人員按照對應的要求與規范實施對應操作，降低人為因素對電氣設備的影響。

(5)以故障預警為基礎，提高問題發現與解決的實時性。水電站電氣設備管理團隊需充分利用電子報警技術，全面監控各類電氣設備的運行過程，并借助信息技術平臺與故障分析程序，對設備的運行參數進行有效處理，一旦設備出現不良狀況就要及時報警，并通知相關人員對設備進行維護與調試，進而降低安全生產事故發生的可能性。

5 結語

綜上所述，我國當前水電站電氣設備維護與檢修工作存在眾多問題，而這些問題的核心要點在于管理意識與維護素養層面，對于水電站電氣設備管理人員而言，其必須提高電氣設備維護管理意識，針對電氣設備的不同，制定更為有效的檢修維護方案，充分利用現代信息技術與傳統手段，以設備監管為手段，盡早發現設備所存在的各種隱患。