分析水電站電氣設備故障的相關問題

顧海松

【摘 要】以上文章是結(jié)合筆者多年來從事此項技術(shù)工作所積累的經(jīng)驗，總結(jié)了水電站電氣設備部分故障與處理方法。

【關鍵詞】水電站；電氣設備；故障問題；解決方法

1.調(diào)速器引發(fā)的故障處理

1.1電液轉(zhuǎn)換器故障

故障表現(xiàn)為在調(diào)速器上電或機組正常運行過程中，電液轉(zhuǎn)換器不振，對控制、操作命令液壓隨動系統(tǒng)無反應。根據(jù)運行經(jīng)驗，此種故障的原因主要有兩方面：一是機械故障，因長期運行油質(zhì)不凈或其本身異物導致犯卡造成的。出現(xiàn)此種故障后，操作面板顯示屏顯示的工作狀態(tài)正常，但電液轉(zhuǎn)換器不振。此時，可將調(diào)速器的手/自動工作方式互相切換幾次，或檢修時將其活塞往復運動幾次或進行清洗，可消除故障。二是電器故障，因電液轉(zhuǎn)換器工作回路斷線或主控單元故障造成的。此時應使機組在手動方式下運行，故障待停機后檢修處理。

1.2開度、開限反饋表指示不符

在運行過程中，其故障表現(xiàn)為：其一，當調(diào)速器處于自動運行狀態(tài)時，開度指示與導葉實際開度不符，且在當前水頭下開度與出力不符，平衡表指示不平衡，其二，當調(diào)速器處于手動運行狀態(tài)時：開度指示超前于開限指示，并且在當前水頭下開度與出力不符，導葉開度與開限指示值相符。此類故障的出現(xiàn)多是機械部位故障所致。此類故障出現(xiàn)后，要妥善對待，停機后一般可將故障迅速排除。

1.3主控單片機故障

調(diào)速器在運行過程中發(fā)生單片機啟動后不能按預定的程序正常執(zhí)行而形成 的“死機”故障。故障出現(xiàn)后，面板顯示屏顯示不正常，電液轉(zhuǎn)換器不振，調(diào)速器不能正常工作。據(jù)運行經(jīng)驗分析，此種故障的產(chǎn)生是由于單片機復位控制電路故障造成的。處理時，可對單片機進行再上電或進行復位操作，保證機組正常運行發(fā)電，待停機檢修時輔以示波器及萬用表等對故障電路進行測試，查出故障元件，然后對具體元器件進行處理。

2.可控硅不能起勵故障原因及處理方法

2.1三相主控橋可控硅快熔燒斷

線路沖擊引起出口斷路器過電流動作跳閘。經(jīng)檢查快熔上附帶的微動開關動作，快熔熔斷。檢查其所對應的橋臂上的可控硅已被擊穿。全控橋上共有6只主可控硅，每個波頭都由兩只主可控硅聯(lián)合導通形成。所以一只可控硅不導通，將導致兩個波頭消失，造成勵磁系統(tǒng)不能正常工作而跳閘。更換燒毀的快熔熔斷器及其對應的可控硅即可恢復正常。

2.2觸發(fā)脈沖異常造成缺波

2.2.1勵磁電壓、電流異常

正常情況下的整流電壓波形為6個波頭，如果丟失了其中的一個或兩個波頭，造成運行中整流波形殘缺，且勵磁電流偏低，勵磁電壓偏高。其原因有兩個：一是觸發(fā)板電源變壓器損壞；二是脈沖插件上的元件損壞。無論是其中任何一個原因均可引起可控硅觸發(fā)脈沖的丟失而導致缺波。如觸發(fā)板電源變壓器損壞時，則會造成脈沖插件不工作，導致6個電壓波頭不正常。

2.2.2開機后可控硅勵磁起勵不了升不起電壓

用示波器檢查整流波形，可控硅K1～K6的六個波頭不對稱，說明觸發(fā)脈沖不對稱。經(jīng)調(diào)節(jié)調(diào)差板上2W電位器可調(diào)節(jié)脈沖電壓，使觸發(fā)脈沖對稱發(fā)出后，此故障現(xiàn)象即消失。

3.中性點不接地系統(tǒng)電壓不平衡現(xiàn)象

3.1電壓互感器熔斷器熔斷

電壓互感器熔斷器熔斷有高壓熔斷器熔斷和低壓熔斷器熔斷之分，出現(xiàn)的現(xiàn)象也是完全不一樣的。

3.1.1高壓熔斷器熔斷

（1）單相高壓熔斷器熔斷。由于PT 有一定的感應電壓，故障相電壓降低，且不為零，非故障相電壓正常，向量角為120°，同時由于熔斷器熔斷使一次側(cè)電壓不平衡，造成開口三角形有電壓，即有零序電壓。如圖1，A相高壓熔斷器熔斷，矢量合成結(jié)果零序電壓3U0，數(shù)值等于相電壓Ux（下同），電壓表指示約為33V 左右，故能起動接地裝置，發(fā)出6.3KV 單相接地信號。若機組運行時出現(xiàn)這種情況，由于高壓熔斷器熔斷等于保護退出，故要求電站值班人員向調(diào)度申請停機，通知檢修更換高壓熔斷器。

（2）兩相高壓熔斷器熔斷。同樣由于PT 感應效應，故障相電壓降低，不為零，非故障相電壓正常，同時一次側(cè)電壓也不平衡，開口三角形也有電壓，例如，A 相、B 相高壓熔斷器熔斷，矢量合成結(jié)果（見圖2），只有一相C 相，零序電壓3u0，數(shù)值也等于相電壓uX，約為33V左右，故能起動接地裝置，發(fā)出接地信號，處理方式同一相熔斷器熔斷一樣。

圖1 A 相熔斷電壓向量

圖2 A、B 兩相熔斷電壓向量

3.1.2 低壓熔斷器熔斷

單相低壓熔斷器熔斷時，由于是一次側(cè)熔斷器熔斷，一次側(cè)電壓正常，所以故障相電壓為零，非故障相電壓正常，其向量角為120°。開口三角形處沒有零序電壓，不能起動接地裝置，不發(fā)出接地信號。出現(xiàn)這種情況，只要電站運行人員及時自行更換低壓熔斷器就可以了。兩相低壓熔斷器熔斷，也是故障相電壓為零，非故障相電壓正常，A 處理方法和單相熔斷一樣。

4.發(fā)電機電壓達不到額定電壓

該水電站發(fā)電運行時，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機電壓達不到額定值。在發(fā)電機剛檢修完好的情況下，起動發(fā)電機到額定轉(zhuǎn)速后，在升壓時，減少勵磁機磁電阻勵磁電壓和發(fā)電機定子電壓都升不上來。這樣維修人員必須查明故障原因。勵磁機勵磁電壓的建立，起先是由剩磁所引起的，所以當勵磁機失去剩磁時，勵磁電壓便建立不起來，檢修過的發(fā)電機剩磁很容易消失。

如果在解體檢修勵磁機時，由于接線錯誤把勵磁線圈正負極接反，這樣再次起動運行，則勵磁機、勵磁線圈中流過的電流產(chǎn)生的磁通與鐵芯原有剩磁方向相反，使剩磁削弱或者完全消失，所以電壓建立不起來。

在查明原因后，再對故障進行排除，處理方法是，（下轉(zhuǎn)第196頁）（上接第82頁）這時應檢查勵磁回路（包括勵磁機內(nèi)部）有無斷線，電刷位置是否正確，電刷接觸是否良好，如果檢查結(jié)果正常，而勵磁電壓表又有很小的指示值，表示勵磁線圈接錯方向，應把勵磁線圈正負極性對換一下。如果勵磁電壓表沒有指示，應在勵磁機勵磁線圈上加直流電源（一般用蓄電池）進行充磁。充磁時直流電源正負兩極應和勵磁線圈正負兩端對應接觸一下即可。在進行外加直流電源充磁時，最好把勵磁開關切斷、勵磁電阻加到最大，防止發(fā)生高電壓。

5.發(fā)電機內(nèi)部絕緣故障

在運行中發(fā)電機斷路器和勵磁開關突然自動跳閘，發(fā)電機回路中的指示表針全指零，檢查繼電器動作情況時發(fā)現(xiàn)差動繼電器動作。有時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機內(nèi)部或風道中冒煙或冒火星，并有絕緣燒焦臭味，這種現(xiàn)象說明發(fā)電機內(nèi)部有絕緣故障。這是因為發(fā)電機線圈絕緣損壞或鐵芯短路引起的。故障情況一般是由單相接地或是匝間短路而擴大成為相應短路使繼電保護動作。

6.結(jié)語

水電站的電器設備故障關系到電氣系統(tǒng)的每一個部位，水電站作為一個重要的設施，對其進行故障分析處理顯得尤為重要，要想排除設備的每個故障點，這就必須要求技術(shù)人員掌握電氣專業(yè)技術(shù)，并針對發(fā)現(xiàn)的故障熟練、可靠地對其進行排除。

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