水電站一次設(shè)備水淹后修復(fù)施工工藝探討

周敏利

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明650032）

1 概述

云南滇西某 水電站，為流域梯級(jí)規(guī)劃的第三個(gè)梯級(jí)電站，電站裝機(jī)容量為3×105 MW，共315 MW。水輪發(fā)電機(jī)組由通用電氣亞洲水電設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造，發(fā)電機(jī)出口至主變低壓側(cè)采用離相封閉母線進(jìn)行連接，出口電壓13.8 kV，發(fā)電機(jī)、變壓器采用單獨(dú)單元接線。

此次水電站發(fā)電機(jī)層進(jìn)水事件導(dǎo)致離相封閉母線從發(fā)電機(jī)出口的所有母線及一次設(shè)備均處于水面以下（主變壓器除外），從事件發(fā)生至搶修抽水4 d后，水位高程降至水輪機(jī)層以下，離相封閉母線及出口電壓設(shè)備才全部露出水面，母線及一次設(shè)備進(jìn)水及油污附著嚴(yán)重（廠房進(jìn)水后，油系統(tǒng)管路內(nèi)的透平油全部滲漏出來(lái)，積水抽出后油污會(huì)附著在其他設(shè)備上，對(duì)封閉母線的清掃工作帶來(lái)很大影響）。

主要一次設(shè)備：廠高變3套，勵(lì)磁變3套，GCB設(shè)備3套，封閉母線及附件3套，PT柜和LA柜各3套，PT和CT共27只。

2 設(shè)備受損情況檢查及擬采取的修復(fù)工藝

2.1 設(shè)備受損情況

在水淹事件發(fā)生4 d后，廠房排水工作完成，水淹設(shè)備全部開始清點(diǎn)，發(fā)電機(jī)及一次設(shè)備無(wú)外觀受損，設(shè)備里無(wú)明顯泥沙淤積，但是設(shè)備表面及里面油污染較嚴(yán)重，盤柜端子箱里電氣元件進(jìn)水，部分端子排金屬部分有銹斑。

2.2 擬采取的修復(fù)措施

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定相應(yīng)的修復(fù)措施及工藝，對(duì)以下一次設(shè)備盡量采取現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，包含封閉母線及絕緣子、廠高變、勵(lì)磁變、PT柜和LA柜、出口GCB以及所連接的高壓電纜等，修復(fù)不了的再進(jìn)行更換。

修復(fù)步驟：清洗→除濕干燥→電氣試驗(yàn)→試投運(yùn)。

3 施工具體措施

3.1 現(xiàn)場(chǎng)排水

清除地面積水，清掃設(shè)備安裝場(chǎng)地，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行干燥處理，利用除濕機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)24 h不間斷干燥，降低施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣濕度。

廠高變、勵(lì)磁變底部、GCB內(nèi)部積水抽水無(wú)法排凈，采用自吸泵進(jìn)行抽排水，再用干凈白布進(jìn)行清掃。

打開封閉母線檢查孔板，排除里面積水。

3.2 設(shè)備清洗

（1）清洗離相封閉母線外殼、支吊架表面油污。

（2）打開離相封閉母線安裝檢修孔，清掃母線內(nèi)導(dǎo)體、電流互感器、支柱絕緣子，存在油污的地方采用酒精或電氣清洗劑進(jìn)行清潔。

（3）拆卸廠高變與母線的連接部位，拆除外殼，對(duì)本體采用酒精或電氣清洗劑進(jìn)行清洗，對(duì)銹蝕的連接螺栓進(jìn)行清潔處理。

（4）拆除勵(lì)磁變連接線，拆除外殼，對(duì)本體采用酒精或電氣清洗劑進(jìn)行清潔。

（5）拉出PT柜內(nèi)PT小車，清除柜內(nèi)積水，擦拭PT柜內(nèi)水漬，清潔柜體。對(duì)PT柜內(nèi)存在油污的部位及電氣元件采用酒精及電氣清洗劑進(jìn)行清潔。

（6）采用酒精或電氣清洗劑對(duì)GCB本體及控制柜進(jìn)行清潔，檢查電氣元件是否損壞。

3.3 設(shè)備干燥

（1）根據(jù)母線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)母線進(jìn)行分段分解；打開母線可拆卸的端頭蓋板，配置熱風(fēng)機(jī)對(duì)母線進(jìn)行干燥。干燥時(shí)需在母線一端進(jìn)行熱風(fēng)強(qiáng)迫通風(fēng)，而另一端口打開，利用熱風(fēng)將母線內(nèi)濕氣從母線另一端帶走。

（2）拆解母線內(nèi)的盤式絕緣子和支撐絕緣子，拆除所有的PT、CT，放在制作的簡(jiǎn)易加溫棚進(jìn)行集中干燥，過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)控溫度不超過(guò)80℃。

（3）用熱風(fēng)機(jī)對(duì)PT柜、GCB控制柜、母線本體端子箱或控制箱進(jìn)行干燥。

（4）對(duì)清理干凈的廠高變、勵(lì)磁變外部進(jìn)行干燥，本案中是在周圍懸掛履帶式加熱塊進(jìn)行，注意保持空間距離，設(shè)備表面溫度不宜超過(guò)80℃。

（5）分別對(duì)廠高變高、低壓側(cè)三相并聯(lián)通直流電進(jìn)行干燥，電流控制120～180 A，控制溫度在80℃以下。

（6）分別對(duì)勵(lì)磁變高、低壓側(cè)三相并聯(lián)通直流電進(jìn)行干燥，始終保持電流控制低壓側(cè)不超過(guò)額定電流，高壓側(cè)在150 A以內(nèi)，控制溫度在80℃以下。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

（1）檢查所有母線支柱絕緣子外觀，并進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量。

（2）測(cè)量母線絕緣電阻值，符合要求后進(jìn)行母線交流耐壓。

（3）分別測(cè)量CT的絕緣電阻、測(cè)量CT二次繞組的直流電阻、測(cè)量鐵心夾緊螺栓的絕緣電阻、進(jìn)行CT繞組的交流耐壓試驗(yàn)。

（4）測(cè)量PT繞組的絕緣電阻，測(cè)量一次繞組直流電阻，測(cè)量鐵心夾緊螺栓的絕緣電阻，進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

（5）測(cè)量避雷器絕緣電阻和泄漏電流，測(cè)量工頻參考電壓或直流參考電壓。

（6）更換PT柜、母線本體端子箱或控制箱內(nèi)受損的電氣元件，測(cè)量柜內(nèi)電氣回路和電纜絕緣電阻，進(jìn)行電氣回路檢查，合格后進(jìn)行PT柜、母線本體端子箱或控制箱的通電試驗(yàn)。

（7）按規(guī)范要求測(cè)量高廠變和勵(lì)磁變繞組、鐵心的絕緣電阻、測(cè)量鐵心夾緊螺栓的絕緣電阻、交流耐壓試驗(yàn)，應(yīng)業(yè)主要求對(duì)廠高變進(jìn)行局放試驗(yàn)。

所有設(shè)備按照電廠電氣設(shè)備檢修規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后進(jìn)行回裝，其中有2只CT和1只PT試驗(yàn)未通過(guò)，要進(jìn)行更換，其他設(shè)備回裝完成后通電試運(yùn)行均成功。

結(jié)果：經(jīng)過(guò)上述步驟所修復(fù)設(shè)備至今已經(jīng)安全運(yùn)行超過(guò)18個(gè)月，未發(fā)生故障性停運(yùn)。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（1）在對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行干燥處理時(shí)，測(cè)量絕緣電阻值出現(xiàn)反復(fù)，忽大忽小，最后發(fā)現(xiàn)是由于一次設(shè)備室經(jīng)過(guò)泡水后，樓板墻壁間出現(xiàn)嚴(yán)重的泛水情況，導(dǎo)致大環(huán)境濕度變化巨大，所干燥的單個(gè)設(shè)備回潮所致。處理方法：全封閉一次設(shè)備室整個(gè)空間，按照空間面積投放除濕機(jī)，本次在一次設(shè)備室共投入10臺(tái)功率1 000 W除濕機(jī)不間斷運(yùn)行，同時(shí)，在房間進(jìn)出口通道還設(shè)置了大型軸流風(fēng)機(jī)讓空氣形成對(duì)流，利用空氣的流動(dòng)及熱風(fēng)原理將房間內(nèi)地板和墻壁里水分快速帶走，僅用了5 d時(shí)間，房間內(nèi)地板及墻壁泛水情況得到極大改善，房間內(nèi)濕度始終保持在75%以下，所干燥設(shè)備絕緣電阻值也未出現(xiàn)反復(fù)變化情況，直至設(shè)備投運(yùn)后拆除封閉及除濕設(shè)備。

（2）在對(duì)離相封閉母線處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，母線進(jìn)行通熱風(fēng)干燥處理回裝后，測(cè)量其絕緣電阻值已滿足要求，并且母線工頻耐壓試驗(yàn)也已經(jīng)合格，但放置10 d后測(cè)量絕緣降低嚴(yán)重，20 d后絕緣電阻值已經(jīng)降低到要求以下。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析及討論后排除了是因?yàn)榭諝饣爻睂?dǎo)致的絕緣降低，現(xiàn)場(chǎng)室內(nèi)環(huán)境濕度一直保持在75%以下，最后猜測(cè)是否因?yàn)榉忾]母線內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)部進(jìn)水導(dǎo)致的（通風(fēng)干燥時(shí)只是在導(dǎo)體與外殼間隙間進(jìn)行）。為了驗(yàn)證猜測(cè)，后將空間位置最低幾處支柱絕緣子拆除，在該處用手提電鉆打Φ5 mm小孔，內(nèi)部確實(shí)有水流出。分析原因：因封閉母線是多段焊接安裝，每?jī)啥谓涌谔幒附悠饋?lái)，若安裝時(shí)焊接工藝控制不嚴(yán)格，焊接處均會(huì)出現(xiàn)氣孔或縫隙，又由于長(zhǎng)時(shí)間浸泡水中，導(dǎo)致母線中心導(dǎo)體內(nèi)部進(jìn)水，這用熱風(fēng)干燥法是沒(méi)法短時(shí)間內(nèi)吹干的。處理方法：對(duì)封閉母線中心導(dǎo)體位置低的底部，用手提電鉆打Φ8 mm小孔，首先排干積水，再在高的一端打Φ16 mm孔，接管用熱風(fēng)從高至低進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)干燥，直至低處孔口出風(fēng)干燥無(wú)濕氣為止，最后母線試驗(yàn)合格后再用環(huán)氧樹脂封堵全部開孔。實(shí)踐證明該處理方法是正確的，在母線試驗(yàn)合格后10 d、30 d再次對(duì)該母線進(jìn)行絕緣電阻檢查，再未出現(xiàn)絕緣電阻值降低情況。

（3）在對(duì)廠高變和勵(lì)磁變進(jìn)行外部干燥處理和內(nèi)部通電加熱之前，特別查看了好多文獻(xiàn)及廠家資料，勵(lì)磁變和廠高變線圈均采用的是環(huán)氧樹脂整體澆筑成型，可以用上述方法進(jìn)行修復(fù)處理，最后運(yùn)行結(jié)果證明此次修復(fù)處理方法是正確的。但是在后續(xù)廠用變用此方法修復(fù)后，雖然各項(xiàng)試驗(yàn)均通過(guò)，但在對(duì)其進(jìn)行10 kV受電檢查時(shí)，僅僅只有2 min，廠用變發(fā)生匝間短路、放電、火花等現(xiàn)象，受電停止。經(jīng)過(guò)分析后得出結(jié)論：因廠用變制造方式與勵(lì)磁變不同，所用絕緣材料也和勵(lì)磁變不同，也不是采用環(huán)氧樹脂整體澆筑而成，現(xiàn)場(chǎng)干燥后試驗(yàn)只能檢查出廠用變整體絕緣水平，而不能測(cè)量匝間絕緣情況，因此型號(hào)廠用變密封性不好，長(zhǎng)期泡水導(dǎo)致匝間進(jìn)水，而干燥過(guò)程很難除去匝間的水分，導(dǎo)致在通電檢查時(shí)發(fā)生了砸間短路現(xiàn)象，最后3臺(tái)廠用變?nèi)糠祻S修復(fù)處理。在此提醒各位讀者今后如果遇到相似的工程，需格外注意變壓器繞組澆筑的絕緣材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，以免盲目處理導(dǎo)致意外發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

水電站一次電氣設(shè)備是水電站運(yùn)行主要設(shè)備，電壓等級(jí)高、所要求的絕緣等級(jí)也比較高、電壓設(shè)備套數(shù)多且單價(jià)貴，本案中水電站地處邊陲，設(shè)備更換及返廠修復(fù)費(fèi)用都比較高、且時(shí)間周期會(huì)比較長(zhǎng)，因此采取現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)處理是最經(jīng)濟(jì)的方法，在不大量更換設(shè)備的情況下采用本案中的設(shè)備工藝處理方法，既節(jié)約了處理成本也節(jié)約了時(shí)間。本案中電站淹水事件發(fā)生后預(yù)計(jì)5個(gè)月后重新首臺(tái)機(jī)組投運(yùn)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)合理組織施工，使水電站首臺(tái)機(jī)在3個(gè)月內(nèi)就投入運(yùn)行，至今已經(jīng)安全運(yùn)行18個(gè)月以上，也充分證明用以上方式處理類似情況是安全可靠的。