水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與故障檢修探討

柳海鵬

（新疆烏魯瓦提水利樞紐管理局，新疆 和田848000）

0 引言

水電站中涉及許多復(fù)雜的設(shè)備并且體型較為龐大，因此在維護(hù)與檢修的過(guò)程中具有一定的難度，這就需要檢修人員在工作過(guò)程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，掌握檢修要點(diǎn)，進(jìn)而準(zhǔn)確識(shí)別故障并加以處理。另外，在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中需要制定巡回檢查及倒閘操作等各項(xiàng)制度，并運(yùn)用信息化的檢測(cè)與管理方式，進(jìn)而有效提高設(shè)備維護(hù)及檢修的效率。

1 維護(hù)要點(diǎn)

水電站中的設(shè)備構(gòu)成較為復(fù)雜，除基本的發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備之外，還包括避雷器等起安全作用的設(shè)備及各類儀表等。對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)主要從2方面入手，首先是發(fā)電機(jī)，這也是最容易發(fā)生故障的一個(gè)部分，必須定期進(jìn)行檢查并記錄好各項(xiàng)參數(shù)，若問(wèn)題較為嚴(yán)重，應(yīng)停機(jī)處理。另外，可根據(jù)異常聲響判斷發(fā)電機(jī)是否故障[1]。同時(shí)，在故障時(shí)設(shè)備會(huì)產(chǎn)生一些異常的氣味，監(jiān)管人員可根據(jù)這些氣味進(jìn)行判斷。其次是變壓器，維護(hù)的要點(diǎn)在于對(duì)儀表運(yùn)作的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也可根據(jù)異常聲響判斷設(shè)備是否故障，并且還要定期檢查是否出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。另外，在維護(hù)過(guò)程中必須確保變壓器能夠正常散熱，這樣才能有效提高其運(yùn)行效率。

2 設(shè)備運(yùn)行維護(hù)制度

（1）巡回檢查制度，該制度建立的目的在于及時(shí)了解水電站運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備所出現(xiàn)的問(wèn)題并加以調(diào)整，降低設(shè)備的故障率。在巡回檢查過(guò)程中應(yīng)避免過(guò)于形式化，而是要對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)細(xì)節(jié)進(jìn)行全面檢查。另外，可根據(jù)設(shè)備是否存在異味及有無(wú)發(fā)出異常聲響判斷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)問(wèn)題[2]。同時(shí)，也可采取觸摸的方式判斷故障，但僅限于安全部位，進(jìn)而感受設(shè)備的振動(dòng)及發(fā)熱狀況。在完成巡回檢查之后，必須對(duì)結(jié)果做詳細(xì)記錄。

（2）倒閘操作制度，其直接決定著整個(gè)水電站運(yùn)行的安全性。因此操作人員必須要嚴(yán)格按照倒閘制度進(jìn)行操作，在接到倒閘命令后，首先需要了解操作的要點(diǎn)及具體步驟，并接受調(diào)度人員的指揮，同時(shí)需要完成操作票的填寫，確認(rèn)無(wú)誤之后可進(jìn)入模擬預(yù)演環(huán)節(jié)。在倒閘操作過(guò)程中，必須確保操作現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有干擾物，以便操作人員的注意力能夠高度集中。

（3）安全生產(chǎn)管理制度，該制度確立的目的在于明確劃分各崗位人員的責(zé)任，促使其將各自的職責(zé)落到實(shí)處，并定期進(jìn)行安全教育與培訓(xùn)，督促人員認(rèn)真學(xué)習(xí)，并吸取以往事故發(fā)生的教訓(xùn)。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)安全生產(chǎn)的結(jié)果進(jìn)行考核，懲罰執(zhí)行不力的人員，而對(duì)表現(xiàn)優(yōu)異的人員則應(yīng)給予獎(jiǎng)勵(lì)。

（4）電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)是一項(xiàng)十分繁瑣的工作，涉及環(huán)節(jié)較多，并且具有一定的難度，因此需要充分利用當(dāng)前的信息技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息化的監(jiān)測(cè)與控制，這在減輕人員壓力的同時(shí)也能提高管理效率。

3 設(shè)備故障檢修

3.1 檢修方法

電氣設(shè)備的檢修可分為檢測(cè)法與經(jīng)驗(yàn)法兩種主要方法，檢測(cè)法中又包括電阻法與電壓法。

（1）檢測(cè)法，使用該方法檢修時(shí)需要準(zhǔn)備好輔助工具，主要為儀表儀器，并通過(guò)這些工具進(jìn)行線路故障的判斷。在應(yīng)用電阻檢測(cè)法的過(guò)程中首先需要檢測(cè)線路是否通暢，并在電路兩端增加電源，之后將電流表與檢測(cè)電路進(jìn)行串聯(lián)，觀察阻值的變化情況，根據(jù)是否存在異常判斷設(shè)備的故障情況。在應(yīng)用電壓檢測(cè)法的過(guò)程中首先需要測(cè)量電源電壓，之后再完成支路電壓的測(cè)量，若電壓不為零則表示電路接觸處于異常狀況。另外，如果接觸器處于非正常運(yùn)行的狀態(tài)，則代表線路回路出現(xiàn)故障[3]。

（2）經(jīng)驗(yàn)法，在使用該方法的過(guò)程中首先需要對(duì)活動(dòng)部件進(jìn)行彈壓，使其靈活性能夠有所增強(qiáng)，并摩擦部件觸頭，這樣能夠防止觸頭被氧化。該方法在應(yīng)用的過(guò)程中只能確定故障的大致范疇，而不能了解故障所在的具體部位。其次是敲擊電路，在操作過(guò)程中需要帶電檢查，敲擊工具為橡皮錘，若電路存在故障在敲擊時(shí)就可加以判別并進(jìn)行故障的排除。

3.2 檢修程序

（1）初步調(diào)查

初步檢查主要分為4個(gè)部分，分別是問(wèn)、看、聽(tīng)、摸。“問(wèn)”指的是詢問(wèn)操作者故障發(fā)生之前電路及設(shè)備有無(wú)出現(xiàn)異常狀況；故障發(fā)生之后設(shè)備所表現(xiàn)出的具體特征，同時(shí)還需要了解故障發(fā)生的概率，以便明確設(shè)備中的問(wèn)題是否嚴(yán)重；詢問(wèn)操作者設(shè)備有無(wú)冒煙、火花等故障前的征兆以及設(shè)備之前是否經(jīng)過(guò)保養(yǎng)與檢修，進(jìn)而掌握設(shè)備的具體情況。“看”指的是設(shè)備故障之后在外部所表現(xiàn)出來(lái)的具體特征?！奥?tīng)”指的是判斷設(shè)備有無(wú)異常聲響，進(jìn)而了解故障的大致區(qū)域及故障的特點(diǎn)。最后是“摸”，在觸摸的過(guò)程中必須確保電源處于切斷狀態(tài)，觸摸的主要設(shè)備為電動(dòng)機(jī)與熔斷器等[4]，并根據(jù)設(shè)備溫度是否超出正常范圍來(lái)判別設(shè)備故障的特點(diǎn)。

（2）故障診斷

當(dāng)前隨著科技的不斷發(fā)展，設(shè)備更新速率也在持續(xù)加快，許多設(shè)備通過(guò)整合與集成已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)一體化，因此在設(shè)備性能完善的同時(shí)也對(duì)故障診斷提出了更高的要求，以往所采取的診斷技術(shù)顯然已經(jīng)難以滿足當(dāng)前的診斷需求，因此需要結(jié)合當(dāng)前最新的研究成果不斷進(jìn)行診斷技術(shù)的更新。從實(shí)踐成果來(lái)看，狀態(tài)檢修的效果最為突出，其優(yōu)勢(shì)為可在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)還可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的故障，這樣可縮短停機(jī)時(shí)間，同時(shí)也可節(jié)約維修成本。另外，以往所采取的診斷方式僅能處理一些較為簡(jiǎn)單的故障，難以應(yīng)對(duì)過(guò)于復(fù)雜的情況。因此當(dāng)前需要采用二次儀表設(shè)備，該設(shè)備能夠了解電氣設(shè)備的電壓及電阻等多項(xiàng)參數(shù)[5]，進(jìn)而進(jìn)行科學(xué)合理化的故障判斷，是狀態(tài)檢修過(guò)程中應(yīng)用效果最為突出的一項(xiàng)設(shè)備，但主要針對(duì)的是水電站中的一次設(shè)備。另外，在線監(jiān)測(cè)設(shè)備依靠傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取，使用該設(shè)備的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，并且可根據(jù)記錄的監(jiān)測(cè)信息判別故障，了解設(shè)備中存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而加以預(yù)防。

以雙河口電站的故障檢測(cè)為例，對(duì)兩次發(fā)電機(jī)出口斷路器的三相分別進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)。初次檢測(cè)時(shí)，發(fā)電機(jī)負(fù)荷為40 MW，環(huán)境溫度為32℃，三相運(yùn)行溫度分別為A相55℃、B相59℃、C相57℃，時(shí)隔13 d，再次檢測(cè)時(shí)發(fā)電機(jī)負(fù)荷為40 MW，環(huán)境溫度為33℃，三相溫度分別為57℃、61℃與89℃，C相溫度較其他兩項(xiàng)及以往運(yùn)行溫度已明顯上升，表明其中可能存在異常。另外，再次用手持紅外線測(cè)溫槍進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)結(jié)果較為接近，排除了溫度監(jiān)測(cè)儀器本身存在的故障，通過(guò)三相相間溫度對(duì)比及與各相過(guò)去溫度進(jìn)行對(duì)比分析，可以判斷C相出現(xiàn)異常。通過(guò)計(jì)劃申請(qǐng)停電檢修，并完成各項(xiàng)安全技術(shù)措施的實(shí)施之后，檢修人員發(fā)現(xiàn)C相上端銅排壓板上的兩顆壓緊螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)體接觸不良，進(jìn)而使得設(shè)備溫度上升，螺栓表面有高溫變色的跡象。究其原因是設(shè)備在長(zhǎng)期的運(yùn)行振動(dòng)和倒閘操作的動(dòng)力沖擊共同作用下，導(dǎo)致螺栓疲勞松動(dòng)。在故障檢測(cè)之后及時(shí)發(fā)現(xiàn)了其中的隱患，避免了電氣事故的發(fā)生。

（3）故障檢修

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)均采取的是計(jì)劃?rùn)z修與搶修相結(jié)合的方式，搶修主要針對(duì)的是一些突發(fā)故障，而計(jì)劃?rùn)z修則是在提前做好安排的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢修。在使用該方法的過(guò)程中主要分大規(guī)模與小規(guī)模兩種方式，這兩種方式都存在許多不足之處，大規(guī)模檢修的缺陷在于被動(dòng)性較強(qiáng)，難以提前預(yù)測(cè)故障，只能在故障發(fā)生后加以應(yīng)對(duì)。小規(guī)模檢修的缺陷在于盲目性較強(qiáng)，缺乏針對(duì)性，檢修效率較低。因此還需要引進(jìn)一些當(dāng)前研發(fā)出的新型檢測(cè)技術(shù)，有效提高檢修效率。另外，檢修人員必須嚴(yán)格按照保養(yǎng)制度對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，及時(shí)加注適量的潤(rùn)滑油[6]，并且做好設(shè)備的清潔工作。其次，可采取循環(huán)濾油的處理方式，這樣能夠延長(zhǎng)設(shè)備壽命。最后，為了使故障能夠及時(shí)得到處理，必須每個(gè)季度對(duì)站內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行全面檢查，并深入探究故障原因，使設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性得到有效保障。

下面舉例說(shuō)明具體的故障檢修方式，例如發(fā)電機(jī)A、B在水電站中運(yùn)行，A處于滿負(fù)荷狀態(tài)下，檢修人員在對(duì)其進(jìn)行檢修的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)銅片顏色發(fā)生變化，同時(shí)，銅片溫度較高，由此可推斷出過(guò)熱現(xiàn)象產(chǎn)生于隔離開(kāi)關(guān)當(dāng)中，此時(shí)工作人員應(yīng)及時(shí)向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)請(qǐng)示，進(jìn)而將發(fā)電機(jī)的負(fù)荷降低至無(wú)功負(fù)荷狀態(tài)，如果問(wèn)題仍未能得到解決，還應(yīng)對(duì)有功負(fù)荷進(jìn)行更大程度地降低，并實(shí)施應(yīng)急措施，即將室門打開(kāi)并充分利用風(fēng)扇，進(jìn)而達(dá)到強(qiáng)制冷的效果，工作人員在此過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。如果電網(wǎng)負(fù)荷已經(jīng)不處于高峰階段，則應(yīng)停止使用A發(fā)電機(jī)，并全面檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)，通過(guò)結(jié)果就可明確修復(fù)措施。如果能夠繼續(xù)使用，只需進(jìn)行較淺層次的修復(fù)處理就可。

3.3 檢修措施

（1）合理應(yīng)用檢修工藝

在應(yīng)用檢修工藝的過(guò)程中，必須結(jié)合不同電氣設(shè)備的特點(diǎn)加以選擇。①發(fā)電機(jī)的消弧線圈，檢查要點(diǎn)在于判斷外觀是否整潔以及有無(wú)松動(dòng)問(wèn)題，之后需要確認(rèn)有無(wú)裂紋及損壞等現(xiàn)象，同時(shí)還需要檢查螺栓的上緊情況，并詳細(xì)記錄檢查結(jié)果。②定子轉(zhuǎn)子，其屬于發(fā)電機(jī)的部件，在檢查過(guò)程中應(yīng)檢查絕緣層有無(wú)劃傷以及母帶的捆綁是否牢固[7]。③對(duì)變壓器的鐵心及外觀進(jìn)行全面檢查，判斷有無(wú)變形。只要合理運(yùn)用檢測(cè)工藝并把握好檢測(cè)要點(diǎn)，就可準(zhǔn)確判別故障并加以處理。

（2）綠色檢修

綠色檢修的方式不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，在此過(guò)程中需要同時(shí)采用一些科學(xué)合理化的管理方式及先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而完善設(shè)備的性能，起到降低檢修成本的作用，促使水電站能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。另外，綠色檢修的要點(diǎn)在于加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，使得一些小的故障能夠及時(shí)得到處理。另外，應(yīng)定期檢測(cè)檢修工具，并且盡量選擇一些無(wú)污染且對(duì)能源消耗量較低的工具。

4 電氣設(shè)備安全體系

4.1 健全管理制度

首先是數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，其中必須包含各項(xiàng)設(shè)備日常運(yùn)行的實(shí)際情況以及故障發(fā)生的次數(shù)和維修情況，該制度的確立能夠幫助檢修人員掌握設(shè)備的實(shí)際情況，進(jìn)而在檢修時(shí)能夠有一定的依據(jù)。其次是人員培訓(xùn)，由于在對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)時(shí)涉及到許多專業(yè)方面的知識(shí)，并且設(shè)備的操作也具有一定的復(fù)雜性，因此必須對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行全面的培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容不僅包括專業(yè)知識(shí)和技術(shù)，而且需要提高相關(guān)人員的責(zé)任意識(shí)，若檢修質(zhì)量不到位可對(duì)其進(jìn)行處罰。最后是檢修制度，即針對(duì)設(shè)備的檢修方法及操作程序制定完善的處理措施，為檢修人員提供有效依據(jù)。

4.2 做好事故防范

水電站涉及到許多大型設(shè)備，一旦某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就可能會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的安全事故，針對(duì)這一問(wèn)題，必須制定好事故防范措施，并向檢修人員介紹安全方面的知識(shí)，同時(shí)還可通過(guò)一些實(shí)踐案例進(jìn)行講解，并對(duì)事故的原因進(jìn)行分析，這樣在提高相關(guān)人員安全意識(shí)的同時(shí)還能使其學(xué)會(huì)如何避免故障的發(fā)生。另外，通過(guò)對(duì)事故原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)多是由人為處理不當(dāng)而引起的[8]，因此應(yīng)當(dāng)落實(shí)責(zé)任制，明確各崗位人員的職責(zé)，一旦出現(xiàn)故障就可直接找到相關(guān)負(fù)責(zé)人，使其不敢在工作中隨意懈怠。

4.3 構(gòu)建預(yù)警系統(tǒng)

預(yù)警系統(tǒng)的確立主要是為了使故障能夠在短時(shí)間內(nèi)被檢修人員發(fā)現(xiàn)，在建立該系統(tǒng)的過(guò)程中必須安裝監(jiān)控設(shè)施并配備警報(bào)裝置，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障就可自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，這樣就能夠使故障在短時(shí)間內(nèi)得到處理。另外，為了避免再次發(fā)生類似的故障，在完成設(shè)備維修之后，應(yīng)當(dāng)深入分析其中的原因并做好數(shù)據(jù)記錄。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前水電站電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中故障發(fā)生率較高，因此還需要加大對(duì)設(shè)備的維護(hù)與檢修力度，在維護(hù)過(guò)程中主要依賴于巡回檢查、倒閘操作等各項(xiàng)制度，并且需要對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行保養(yǎng)。另外，在檢修過(guò)程中需要運(yùn)用當(dāng)前一些先進(jìn)的技術(shù)，同時(shí)還要合理運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)法與檢測(cè)法這兩種檢修方式，充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)。