關(guān)于水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的探究

趙翔翼

摘 ?要：電氣設(shè)備是實(shí)現(xiàn)水電站生產(chǎn)配送電力資源的關(guān)鍵因素，在日常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中要加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)。文章闡述了水電站電氣設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)重要性及設(shè)備常見(jiàn)的故障表現(xiàn)及其原因。通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的詳細(xì)介紹，為解決問(wèn)題提供了技術(shù)支撐，為更好地實(shí)現(xiàn)水電站安全平穩(wěn)運(yùn)行提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：水電站;電氣設(shè)備;運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

1 水電站電氣設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重要性

水電站一次設(shè)備與二次設(shè)備統(tǒng)稱為水電站電氣設(shè)備。其中一次設(shè)備是指直接參與進(jìn)行電能生產(chǎn)與運(yùn)送的設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)、主變壓器、互感器、避雷器等設(shè)備;二次設(shè)備主要是指對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢測(cè)，保障一次設(shè)備良好運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，不僅包括繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制設(shè)備被、各種儀器電表等，也包括機(jī)械設(shè)備和水利建筑。

1.1 保障水電站平穩(wěn)運(yùn)行

綜合化水電站工程涉及較多種類的設(shè)備與構(gòu)件，在實(shí)現(xiàn)整體平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)站內(nèi)電氣設(shè)備及時(shí)檢修維護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)設(shè)備高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，更好的發(fā)揮自身功能，保障日常運(yùn)送電量。

1.2 降低電能耗損

通過(guò)對(duì)站內(nèi)電氣設(shè)備及時(shí)檢修維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，降低故障與損耗率。對(duì)設(shè)備的及時(shí)維修與保養(yǎng)，保障甚至可以延長(zhǎng)機(jī)器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)年限。

1.3 降低故障發(fā)生率

從安全角度來(lái)說(shuō)，對(duì)站內(nèi)電氣設(shè)備及時(shí)檢修維護(hù)，可以防患于未然。可以切實(shí)的減少電氣火災(zāi)的發(fā)生概率，避免技術(shù)工作人員觸電事件的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)電能資源的安全生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)。

2 水電站電氣設(shè)備常見(jiàn)故障及原因

2.1 勵(lì)磁裝置故障

勵(lì)磁裝置故障在水電站電氣設(shè)備故障中較為常見(jiàn)。通常來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁裝置隨著日常運(yùn)轉(zhuǎn)功能的開(kāi)展，其自身電流會(huì)逐漸變小，電壓會(huì)慢慢升高。當(dāng)勵(lì)磁電壓升高的范圍在主電機(jī)可承受范圍內(nèi)時(shí)，主電機(jī)會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)出預(yù)警。但是，隨著勵(lì)磁電壓的不斷升高，輸出回路電阻R會(huì)不斷增大，會(huì)導(dǎo)致磁繞組直流電阻降低，導(dǎo)致故障發(fā)生。

原因分析：出現(xiàn)上述問(wèn)題的主要原因勵(lì)磁裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，會(huì)因物理磨損導(dǎo)致電刷彈簧出現(xiàn)松動(dòng)，使得磁繞組直流電阻降低。出現(xiàn)磨損故障的滑環(huán)會(huì)導(dǎo)致電刷與滑環(huán)之間接觸不嚴(yán)密，會(huì)出現(xiàn)灼燒滑環(huán)并將火花蔓延的危險(xiǎn)。

2.2 變壓器故障

變壓器是水電站輸配電系統(tǒng)中非常重要的關(guān)鍵電氣設(shè)備之一。日常運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的故障有：（1）變壓器聲音異常。變壓器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音是低頻、近乎為靜音的節(jié)奏運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)變壓器出現(xiàn)“嗡嗡”、“吱吱”，甚至是無(wú)節(jié)奏的噪聲時(shí)，表明變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障。原因分析：變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷過(guò)重會(huì)使其發(fā)出“嗡嗡”聲音;而當(dāng)變壓器內(nèi)部構(gòu)件接觸不良或構(gòu)件絕緣性降低時(shí)，變壓器會(huì)發(fā)出“吱吱”聲音;當(dāng)單相接地時(shí)產(chǎn)生諧振電壓，會(huì)使得變電器的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音較為尖銳;當(dāng)遭遇雨雪等惡劣天氣時(shí)，絕緣體受潮后耐壓強(qiáng)度下降，出現(xiàn)絕緣擊穿放電的現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)類似“錘擊”或“吹風(fēng)”的聲音;當(dāng)變壓器內(nèi)部構(gòu)件組合松動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)無(wú)節(jié)奏的噪音。不同的聲音預(yù)警都為解決問(wèn)題提供了科學(xué)的預(yù)判，技術(shù)人員可以通過(guò)不同聲音來(lái)開(kāi)展具有側(cè)重的構(gòu)件檢修工作。（2）絕緣瓷套管故障。絕緣瓷套管故障一定要引起高度重視，當(dāng)絕緣瓷套管損傷或被電流擊穿會(huì)產(chǎn)生明火并容易導(dǎo)致爆炸。原因分析：在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，電容式套管表面出現(xiàn)污垢并未得到及時(shí)清理時(shí)，其管內(nèi)縫隙存在的游離電會(huì)導(dǎo)致套管閃絡(luò)故障氣體的產(chǎn)生;一旦出現(xiàn)放電現(xiàn)象，不斷加強(qiáng)并蔓延時(shí)，會(huì)出現(xiàn)絕緣損傷或者擊穿絕緣表層。另外，當(dāng)變壓器密封橡膠墊質(zhì)量不合格或螺母為實(shí)現(xiàn)壓緊咬合，會(huì)使得絕緣套管密封不嚴(yán)，出現(xiàn)絕緣性降低情況，出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隱患。以上電氣設(shè)備故障在變電站運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的頻次較高，我們可以利用一些技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行糾正與維修。

3 解決水電站電氣設(shè)備故障的技術(shù)措施

3.1 檢測(cè)法查找水電站電氣設(shè)備故障

利用檢測(cè)法查找水電站電氣設(shè)備故障，是水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)較為常見(jiàn)的技術(shù)手段。通過(guò)檢測(cè)儀器對(duì)水電站設(shè)備的電路及簡(jiǎn)單運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)進(jìn)行故障檢測(cè)。根據(jù)不同的需要，這種方法需要的輔助檢測(cè)設(shè)備與種類是很多的，可以實(shí)現(xiàn)較高的故障檢測(cè)率。主要的技術(shù)檢測(cè)技術(shù)有電阻檢測(cè)法和電壓檢測(cè)法。

電阻檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)是采用物理中的電阻表對(duì)電氣設(shè)備的線路進(jìn)行檢測(cè)，判斷設(shè)備電路是否通暢?；驹硎牵涸诒粰z測(cè)電氣設(shè)備電路兩側(cè)分別加上電源，該線路的電阻會(huì)與其通過(guò)的電流成反比，在同時(shí)將電流表串聯(lián)到檢測(cè)回路中，檢查測(cè)試值的變化，技術(shù)人員通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)的變化判斷問(wèn)題所在。

電壓檢測(cè)技術(shù)。電壓檢測(cè)的基本原理是：電路正常工作時(shí)，不同線路點(diǎn)的電壓不同。在不同電壓的兩個(gè)線路點(diǎn)中間，接入有固定阻值并串接電流表的支路，利用電流表讀取通過(guò)該支路的電流的電流值，從而確定電壓的大小。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)電壓表的阻值很大時(shí)，對(duì)被檢測(cè)線路的影響很小，檢測(cè)精準(zhǔn)度較高。當(dāng)檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)兩個(gè)線路點(diǎn)的電壓檢測(cè)值不為0時(shí)，則可以得出故障結(jié)論是設(shè)備線路接觸不良;當(dāng)兩個(gè)線路點(diǎn)兩端電壓為電源電壓且接觸器不動(dòng)作時(shí)，可以得出故障結(jié)論是線路回路阻斷。

3.2 經(jīng)驗(yàn)法查找水電站電氣設(shè)備

經(jīng)驗(yàn)法是水電站電氣設(shè)備技術(shù)檢修工作人員最為常用的方法。通過(guò)實(shí)際檢修經(jīng)驗(yàn)的積累，在故障檢修時(shí)憑借已有的經(jīng)驗(yàn)，快速、準(zhǔn)確的預(yù)判水電站電氣設(shè)備故障所在，這種方法簡(jiǎn)單有效，但需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累。主要應(yīng)用的技術(shù)有：

彈壓活動(dòng)部件技術(shù)。技術(shù)人員在檢修過(guò)程中，通過(guò)對(duì)設(shè)備活動(dòng)部件進(jìn)行反復(fù)多次彈壓操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸不良構(gòu)件的觸頭進(jìn)行摩擦，糾正構(gòu)件動(dòng)作受卡或觸頭受到氧化的問(wèn)題，同時(shí)，也提高了構(gòu)件運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性。

電路敲擊技術(shù)。該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)備帶電運(yùn)轉(zhuǎn)檢查的情況。技術(shù)檢修人員利用一枚小的橡皮錘，輕微敲打正處于工作狀態(tài)的電氣設(shè)備，觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，在敲打過(guò)后設(shè)備突然出現(xiàn)故障或故障立即排除的情況，則表明被敲擊設(shè)備的位置自身或周圍元器件存在接觸不良的問(wèn)題。

黑暗中觀察技術(shù)。當(dāng)水電站電氣設(shè)備發(fā)生故障，出現(xiàn)噪音聲響并產(chǎn)生火花時(shí)，由于外界環(huán)境因素導(dǎo)致噪聲與火花觀察不明顯，對(duì)預(yù)判造成困難，技術(shù)人員不易做出決定，此時(shí)，黑暗的環(huán)境更利于判斷位置。因此，上述緊急故障出現(xiàn)時(shí)，往往采用故障區(qū)域隔離并實(shí)行黑暗觀察操作，判斷故障類型與位置。

3.3 PLC系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)用

PLC系統(tǒng)是可編程邏輯控制器，取代了傳統(tǒng)繼電器裝置。由于其自身功能性需要長(zhǎng)期置于電磁環(huán)境中，受到電磁干擾的強(qiáng)度很大，經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)并影響水電站整體平穩(wěn)運(yùn)行的情況。因此，必須加強(qiáng)對(duì)PLC系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)用。主要的技術(shù)手段主要有：

采取隔離措施。在PLC內(nèi)部可以采用光電耦合器、光電可控硅和小型繼電器，以此達(dá)到對(duì)外部電磁環(huán)境隔離的目的。同時(shí)，光電耦合器、光電可控硅和小型繼電器也實(shí)現(xiàn)了更好的保護(hù)PLC系統(tǒng)內(nèi)部的各模塊，使其大大降低了高壓電的危害。

保障輸出端。當(dāng)PLC系統(tǒng)的輸出量緩慢變化時(shí)，可以選取繼電器型的輸出模塊，這樣做可以利用PLC驅(qū)動(dòng)外部繼電器，使得PLC承受較強(qiáng)的瞬間過(guò)電壓與過(guò)電流，保護(hù)PLC系統(tǒng)不受損害。

上述的技術(shù)手段是在水電站電氣設(shè)備常見(jiàn)故障檢修時(shí)經(jīng)常用到的，運(yùn)用這些技術(shù)手段，可以解決文中提到的勵(lì)磁、變壓器等裝置及其他設(shè)備構(gòu)件的問(wèn)題。

綜上，水電站電氣設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，不僅與站內(nèi)電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝有關(guān)，更要注重日常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的維護(hù)、檢修及保養(yǎng)。同時(shí)，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地避免事故的發(fā)生，保障輸配電的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，更好滿足我國(guó)的用電需求。

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