水電站電氣設(shè)備故障分析與處理

鐘 偉

（松原市哈達(dá)山發(fā)電有限公司，吉林松原 138000）

水電站生產(chǎn)運(yùn)行過程中，所涉及到的電氣系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，想要確保水電站電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，就需要降低電氣系統(tǒng)的安全故障，保障各個設(shè)備、各個體系順利運(yùn)行。結(jié)合水電站日常運(yùn)行的實(shí)際情況來看，受到外界溫度、濕度影響較大，若日常檢修工作不到位，那么很容易產(chǎn)生安全事故、生產(chǎn)故障，為此必須要及時發(fā)現(xiàn)水電站電氣設(shè)備存在的問題，及時對其進(jìn)行優(yōu)化。電氣設(shè)備是電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)，只有在設(shè)備安全穩(wěn)定的環(huán)境下，才能夠在水電站展現(xiàn)出電氣系統(tǒng)的價值，以便于實(shí)現(xiàn)服務(wù)于民目標(biāo)。為此，在水電站電氣系統(tǒng)當(dāng)中，想要及時發(fā)現(xiàn)、排除故障點(diǎn)，就需要技術(shù)人員掌握專業(yè)的電氣技術(shù)，并且能夠結(jié)合故障出現(xiàn)的原因第一時間進(jìn)行判斷，做好故障排查、檢修、改進(jìn)，杜絕因?yàn)樗娬倦姎庠O(shè)備故障對水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來威脅。文章將針對水電站電氣設(shè)備故障相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 水電站電氣設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

水利發(fā)電具備一定環(huán)保性，屬于清潔能源制造體系。自從我國提出環(huán)保綠色發(fā)展觀念之后，水電站在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中扮演著重要角色。電氣設(shè)備是確保水電站安穩(wěn)、高質(zhì)量運(yùn)行的關(guān)鍵，直接決定了水電站日常運(yùn)行質(zhì)量和水平。結(jié)合當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新環(huán)境下，水電站電氣設(shè)備也呈現(xiàn)出積極創(chuàng)新態(tài)勢，主要的發(fā)展趨勢有以下幾點(diǎn)。

1.1 電氣設(shè)備一體化發(fā)展

電氣設(shè)備一體化已經(jīng)成為水電站電氣設(shè)備發(fā)展的必然趨勢，可以有效促進(jìn)水電站電氣系統(tǒng)自動化運(yùn)行，節(jié)省大量人力物力資源。在水電站電氣系統(tǒng)當(dāng)中存在諸多設(shè)備，有電氣設(shè)備、雷電保護(hù)設(shè)備、配電裝置、高低壓設(shè)備、電站監(jiān)控系統(tǒng)等。在電氣設(shè)備一體化管理體系下，可以實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備集中系統(tǒng)管理，在綜合管控的基礎(chǔ)上，促使其具備集約、高效、低成本投入運(yùn)行等諸多優(yōu)勢，切實(shí)有效地推動了我國水電站電氣設(shè)備創(chuàng)新，展現(xiàn)著我國自動化設(shè)備發(fā)展水平。

1.2 電氣設(shè)備更新?lián)Q代快

在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，新科技、新技術(shù)促使電氣設(shè)備的更新?lián)Q代速度加快，這也是促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的重要前提。自從我國改革開放之后，我國電氣企業(yè)與國外先進(jìn)企業(yè)開展了全面合作，這也為我國電氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來更多創(chuàng)新契機(jī)。結(jié)合我國當(dāng)前實(shí)際情況來看，我國已經(jīng)成為電氣設(shè)備的生產(chǎn)大國，有效推動電氣設(shè)備完成“舊式電氣設(shè)備—新型電氣設(shè)備—高端電氣設(shè)備”演變，促使我國電氣設(shè)備的更新?lián)Q代速度加快，展現(xiàn)了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。

1.3 電氣設(shè)備檢修水平提升

結(jié)合當(dāng)前水電站電氣系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況來看，因?yàn)樗娬具\(yùn)行的負(fù)荷較大，并且一般都是全天候進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行，這也對電氣設(shè)備帶來了巨大運(yùn)行壓力。并且很多具備科學(xué)性、創(chuàng)新性的電氣設(shè)備引入到了電氣系統(tǒng)當(dāng)中，為了滿足水電站日常生產(chǎn)運(yùn)行需求，必須要縮短檢修時間，借助現(xiàn)代化技術(shù)手段、現(xiàn)代化信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量電氣設(shè)備檢修管理。在基礎(chǔ)上，各種創(chuàng)新化檢修技術(shù)手段引入到了水電站電氣設(shè)備檢修工作當(dāng)中，這也為水電站可持續(xù)發(fā)展帶來了強(qiáng)大動力，不僅方便了周圍居民，而且還給國家供電減輕了壓力，真正體現(xiàn)出了水電站的社會服務(wù)價值。

2 水電站電氣設(shè)備常見故障

2.1 母線故障

母線是水電站電氣設(shè)備當(dāng)中最為基礎(chǔ)的設(shè)備，在水電站運(yùn)行的過程中，母線最常見的故障便是接地短路故障。因?yàn)槟妇€連接著水電站的所有電氣設(shè)備，若出現(xiàn)了母線接地短路問題，那么會影響整個電氣系統(tǒng)，無法保障水電站的穩(wěn)定性與可靠性，甚至?xí)斐伤娬具\(yùn)行安全隱患，對整個水電站起到了不良影響。所以必須要全面監(jiān)督母線的運(yùn)行，及時發(fā)現(xiàn)母線故障，做好預(yù)防工作。

2.2 發(fā)電機(jī)故障

在發(fā)電站電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，發(fā)電機(jī)故障主要有兩種，分別是本體故障和勵磁故障。針對本體故障來說，破壞性相對較大，并且可能形成高溫、震蕩等諸多問題，可能會直接損壞發(fā)電機(jī)的本體結(jié)構(gòu)，造成發(fā)電機(jī)無法正常運(yùn)行問題。針對發(fā)電機(jī)本體故障來說，有潛在的火災(zāi)隱患，所以若發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)存在本體故障，應(yīng)該強(qiáng)化對發(fā)電機(jī)故障重視程度，全面監(jiān)控發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，并且科學(xué)合理地預(yù)防本體故障出現(xiàn)。若發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了勵磁故障，那么則會出現(xiàn)PLA 異常、運(yùn)行異常等諸多問題，很難保障勵磁系統(tǒng)的正常運(yùn)行，直接造成發(fā)電機(jī)運(yùn)行失敗，導(dǎo)致水電站無法正常、科學(xué)運(yùn)行。

2.3 互感器故障

互感器故障是水電站電氣設(shè)備當(dāng)中比較常見的一種故障，互感器一般分為電流互感器和電壓互感器，互感器出現(xiàn)故障就會干預(yù)水電站的運(yùn)行效率，直接造成互感器的數(shù)值不精準(zhǔn)的問題，很難判斷水電站的電流和電壓信息。此外，互感器還容易出現(xiàn)物理故障，比如接觸不良、線路斷開等諸多問題，直接造成互感器運(yùn)行效率降低。

2.4 調(diào)速器故障

在水電站電氣設(shè)備當(dāng)中，調(diào)速器故障一般分為三種形式。

（1）電液轉(zhuǎn)化器異常。調(diào)速器在運(yùn)行的過程中，電源轉(zhuǎn)化器沒有任何動作，并且顯示的參數(shù)正常，這時候點(diǎn)液轉(zhuǎn)化器則很可能出現(xiàn)了斷線故障。

（2）開度、開限運(yùn)行實(shí)際與設(shè)計(jì)值不符合，調(diào)速器缺乏平衡指示，則說明調(diào)速器存在機(jī)械故障。

（3）主控單片機(jī)故障。單片機(jī)本體卡機(jī)、顯示異常等諸多故障出現(xiàn)，很容易造成調(diào)速器工作異常，此類故障出現(xiàn)的原因便是因?yàn)閱纹瑱C(jī)電路異常導(dǎo)致。

2.5 變壓器故障

變壓器是水電站當(dāng)中重要的設(shè)備，變壓器運(yùn)行的過程中，必須要遵循一定的規(guī)范流程。但是在水電站電氣設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中，變壓器也是最容易產(chǎn)生故障的。結(jié)合水電站電氣系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行來看，變壓器很容易出現(xiàn)以下幾種故障。

（1）異響故障。異響故障表現(xiàn)為變壓器在水電站內(nèi)發(fā)出異響噪聲，變壓器異常聲音不同，表明發(fā)生的故障不同。若變壓器出現(xiàn)了嗡嗡聲，那么則表明變壓器存在超負(fù)荷故障、接觸故障；若變壓器出現(xiàn)了啪啪或者吱吱聲音，那么則表明其零件松動，也可能是變壓器接地故障。

（2）絕緣故障。在變壓器使用的過程中，內(nèi)部絕緣陶瓷管有損壞、松動的情況，直接會影響變壓器的絕緣效果，并且會造成變壓器潛在放電風(fēng)險。變壓器的陶瓷管套表面受到污染，也容易影響絕緣性能，直接造成變壓器性能破壞。

3 水電站電氣設(shè)備故障處理措施

3.1 母線故障處理措施

水電站電氣系統(tǒng)當(dāng)中若母線發(fā)生故障時，水電站當(dāng)中的控制室會發(fā)出母線故障的相關(guān)信號。例如，母線鐵磁諧振故障出現(xiàn)，檢修人員應(yīng)該立即切斷與母線連接的互感器，并且改用其他的電氣設(shè)備，以便于轉(zhuǎn)變母線運(yùn)行狀態(tài)，減少母線原有的諧振運(yùn)行模式。若母線缺少諧振條件，那么可能出現(xiàn)諧振接地短路的情況，非常容易出現(xiàn)鐵磁諧振故障、水電站母線故障以及單相接地故障。針對此類故障來說，必須要以母線故障區(qū)域?yàn)閱挝贿M(jìn)行母線檢查，檢查母線連接的所有設(shè)備，并且對母線進(jìn)行詳細(xì)檢查，按照特定的順序暫時斷開母線相關(guān)開關(guān)，切斷互感器，切實(shí)找到母線的故障點(diǎn)。

3.2 發(fā)電機(jī)故障處理措施

水電站電機(jī)本體故障的處理一般常用常規(guī)的檢查方式，逐步排除發(fā)電機(jī)本體故障。例如，針對發(fā)電機(jī)振動故障來說，需要通過微機(jī)監(jiān)控檢查的方式，對發(fā)電機(jī)本體進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)引起振動故障的具體結(jié)構(gòu)，那么需要重新進(jìn)行本體結(jié)構(gòu)調(diào)整，適當(dāng)降低發(fā)電機(jī)運(yùn)行的負(fù)荷量，恢復(fù)本體運(yùn)行。在調(diào)試發(fā)電機(jī)之后，若未達(dá)到規(guī)范狀態(tài)，那么就需要將故障信息提交給水電站的調(diào)度部門對其進(jìn)行申請解列處理。針對發(fā)電機(jī)勵磁故障來說，可以重新對發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)進(jìn)行徹底檢查，并且將其加入到勵磁系統(tǒng)當(dāng)中，在啟動10 s 后，若勵磁系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，那么在接收到起勵失敗的信號之后，就應(yīng)該再次檢查勵磁系統(tǒng)，直接檢查起勵電源、接線等內(nèi)容，幫助解決勵磁系統(tǒng)當(dāng)中存在的故障，確保發(fā)電視機(jī)的運(yùn)行正常平穩(wěn)。

3.3 互感器故障處理措施

互感器是水電站電氣系統(tǒng)當(dāng)中重要的設(shè)備內(nèi)容，針對互感器故障處理的過程中，必須要結(jié)合故障互感器電流的指示，有針對性地判斷互感器的故障狀態(tài)，并且適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行檢查，進(jìn)行二次開路分析，及時消除二次開路當(dāng)中的故障問題。為了保障互感器故障的處理效率，必須要減少二次電流數(shù)值，對互感器的斷線位置進(jìn)行精準(zhǔn)、合理地判斷，以便于在短時間內(nèi)恢復(fù)互感器。此外，針對互感器斷線、電壓不平衡、接觸不良等諸多問題，還應(yīng)該按照特定的規(guī)范進(jìn)行故障處理，杜絕互感器故障繼續(xù)擴(kuò)大。

3.4 調(diào)速器故障處理措施

在水電站中，針對調(diào)速器故障處理來說，應(yīng)該先明確調(diào)速器的故障類型，再針對該故障進(jìn)行有針對性的處理。例如，針對調(diào)速器的液壓故障來說，在進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)該在維修人員全面檢查、全面分析之下，對脈沖閥的性能進(jìn)行分析，并且借助繼電器所提供的脈沖信號控制導(dǎo)葉的實(shí)際開度，對控制液壓的系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行情況分析。觀察調(diào)速器的導(dǎo)葉信號，借助手動、自動的閥門控制方式，輔助處理調(diào)速器故障。在液壓故障處理完畢之后，執(zhí)行復(fù)位操作，并且確定故障是否完全消失，在故障完全消失之后，對調(diào)速器的運(yùn)行情況開展細(xì)致化分析，確保調(diào)速器穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5 變壓器故障處理措施

針對水電站變壓器故障來說，若發(fā)現(xiàn)水電站變壓器故障，那么應(yīng)該先確定變壓器故障的類型。水電站的變壓器出現(xiàn)故障之后，檢修人員不僅要按照故障的實(shí)際情況進(jìn)行深入分析，并且對變壓器的主體、構(gòu)件、體系進(jìn)行全面檢查，找到變壓器的故障點(diǎn)。在處理變壓器故障時，應(yīng)該采用巡查的方式，逐步排查變壓器的故障，細(xì)致化發(fā)現(xiàn)故障并且解決故障。在維修人員解決故障之后，應(yīng)該對變壓器進(jìn)行試運(yùn)行，當(dāng)變壓器試運(yùn)行無誤之后，才能夠確保變壓器再次投入使用。維修人員應(yīng)該制定出完善的變壓器檢修技術(shù)手段，定期檢查變壓器的結(jié)構(gòu)，做好故障預(yù)防工作，以便于維持變壓器的實(shí)際性能。做好變壓器故障檢查和處理，真正提升變壓器的運(yùn)行效率，展現(xiàn)出變壓器的穩(wěn)定性能。

4 結(jié)束語

水電站是我國當(dāng)前最為主流的發(fā)電機(jī)構(gòu)之一，直接影響著周邊供電質(zhì)量，并且在供電過程不會產(chǎn)生環(huán)境污染，真正踐行了我國綠色發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。但是水電站在運(yùn)行過程中，很容易受到諸多因素影響導(dǎo)致水電站電氣設(shè)備故障。當(dāng)前水電站電氣設(shè)備朝著一體化趨勢發(fā)展，水電站電氣設(shè)備更新?lián)Q代快，在科學(xué)技術(shù)的支持下，電氣設(shè)備檢修水平提升。

但是從客觀層次上來看，水電站電氣設(shè)備的故障類型較多，造成故障的因素也相對較多，想要保障水電站電氣系統(tǒng)順利運(yùn)行，就應(yīng)該及時發(fā)現(xiàn)并解決故障。深入分析不同故障的特點(diǎn)以及出現(xiàn)原因，在深入調(diào)查挖掘之下，對不同類型的故障制定出完善、高效化的解決策略。電氣設(shè)備檢修工作人員應(yīng)該以身作則，承擔(dān)起水電站電氣設(shè)備檢修管理工作，結(jié)合水電站自身情況對潛在的設(shè)備隱患、設(shè)備運(yùn)行安全進(jìn)行分析管控，確保電氣設(shè)備檢修水平，保障電氣設(shè)備的正常、順暢運(yùn)行，促進(jìn)我國水電站管理工作的創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)為人們服務(wù)的發(fā)展目標(biāo)。