水电站电气设备运行维护与故障检修

钟敏伟

摘要：当下，我国的水電站自动化程度越来越高，其生产能力也得到了极大的提升，水电逐渐成为我国重要的电力来源。电气设备是水电站的重要环节，为了保证其高效可靠运行，要注意日常维护的合理性，同时要加强对电气设备的故障检修。本文围绕水电站的电气设备展开论述，对其日程维护中的注意事项进行梳理，研究了个具体设备的故障检修措施。

关键词：水电站 电气设备 故障检修

1 电气设备运行及维护

在水电站中，电气设备不仅包括一次设备，同时还包括二次设备。其中，前者的功能是直接生产电能并进行电能的分配；包括：发电机、变压器、开关、母线、互感器等[1]。二次设备的基本功能是进行一次设备的监护，起保护作用。

为了保证水电站正常发挥经济效益，日常的运行维护十分关键，要求运行人员有过硬的技术素质，在工作中进行正确的操作，维护要及时。在运行过程中，首先要对各电气设备的外观进行观察，查看是否存在异常，密切关注仪器仪表的指示；对二次设备中的继电器要加强监视，明确其动作状态；要清楚温度计的指示。在判断机组是否正常运行时，要通过其振动的摆渡量以及位移等因素进行。其次是要善于用耳朵听，机组在正常运行和异常运行时所发出的声音是不同的，平时要多留心多倾听。再次是用鼻子闻，正常状态下，机组在运行过程中是不会散发异味的，如果在巡检过程中闻到有异味，则应该引起警觉，进一步找出异味来源，检查是否是设备出现了故障。在维护过程中，则应该做到以下几点，首先是要及时做好工作记录，对于在运行过程中发现的故障要记录清楚，是如何处理该故障的，以供以后参考。如果出现临时性的维修，应该在水量低的时候进行。在检修过程中，要严格遵守相关的检修规程，及时进行各项预防性检修；在数据分析时，要全面多方位的进行，综合判断；要积极响应检修的体制改革，从计划检修过渡到状态检修和预知检修上，提高工作效率。在平时的工作中，要对各备用零件进行严格把关，保证其数量和质量，对于不合格产品要严格处理。最后要加强技术管理，设备的原始资料要保管齐全，图纸档案等要细心收集。

2 电气设备的故障检修

2.1 发电机组的故障检修

在实践中发现，发电机组常见的故障及检修方法有以下几类：1）出现欠电压现象。在发电时，如果励磁装置出现复励不足的情况，电枢所需要的励磁电流将会得不到保证，从而造成欠电压的情况，使得发电机无法运行在额定电压状态，降低了电力的传输效率。此时的检修措施是：将一台三相调压器安装在发电机和励磁电抗器的中间位置，从而可以有效提高发电机一端的电压，进而提高励磁电流，实现电流的平衡；也可以适当将变阻器的阻值降低，通过电容进行补偿从而提高励磁电流。2）温升过高。如果发电机出现温度上升过快的现象，要对其电负荷、定转子进行检查，定转子的电流密度异常会造成发电机温升过高；另外，通风系统异常也是造成温升的主要原因之一。在故障排除时要具体问题具体分析，对于故障原因要一项项排查。如果是由于热负荷值造成的定子温升，可以对额定工况下的发电机电负荷进行测量，将热负荷求出；如果是由于通风系统出现问题造成温升过高，则可以将转子线圈更换掉，采用截面积较大的线圈，从而有效降低电流的密度，最终将发电机的温度降下来。此外，还可以对风扇以及挡板等进行改造，以利于散热；由于发电机的磁极是最主要的热源，可以加大进入到磁极的风量，将会更有利于散热。经过实践对比这两种方法，进行风扇的改造成本要低得多，并且工作量较少，更换转子线圈则需要较大花费，因此，进行通风系统的改造是首选方法。为了判断空气冷却器是否有足够的换热容量，可以在额定工况下对该装置带走的发电机损耗进行计算，并将其与总换热容量进行比较；如果换热容量值较小，则应该增添相应的空气冷却器。3）绝缘故障。发电机如果出现绝缘故障将会直接影响到其正常运行。当主绝缘受到破坏时，对其原因进行分析，设计制造工艺不满足要求是常见症结所在，恶劣的运行环境也是主绝缘遭到破坏的重要原因。对此，需要对铁芯予以特别关注，防止其松动，如果出现电腐蚀则应该及时予以处理。具体表现为：铁芯上出现红色的粉末时说明其发生了松动；如果闻到有臭氧味，则证明其发生了电腐蚀，需要进行检修。其次是发电机的转子出现绝缘破坏。测量转子回路的绝缘电阻时，如果其阻值为零说明绝缘受到了破坏。常见的几种原因如下：励磁系统中的直流设备或交流设备的绝缘遭到了破坏；出现两次接地的现象。在检修过程中，如果是由于多点接地，可以手动进行励磁电流的增加，此时需要借助于直流电焊机，对接地点进行定位；对于发现的遭破坏的电缆则可以用玻璃丝带进行包扎。

2.2 变压器的故障检修

总结实践，变压器常见的故障及检修方法有以下几种：1）铁芯过热。在变压器中，整个铁芯共同构成一个闭合的磁路，线圈围绕铁芯，它同时也是决定变压器机械强度和电磁性能的重要组成。出现铁芯过热的原因多种多样，可能是绕组出现了短路，铁芯的接地发生了变化；电源的电压过高，铁芯叠片的故障等等[2]。在处理铁芯过热时要先明确过热原因，然后有针对性的检修。首先，可以采用干毛巾将铁芯表面的油污擦干净；如果明确是由于绕组短路造成的过热，则要从绝缘的角度去检修；如果是接地问题，而需要对接地片进行更换。2）油位异常。油位过高或过低都属于异常现象，油位过高的常见原因是其冷却器遭到了堵塞，也可能是加油太多；此时，需要工作人员将多余的油放出，并清理污垢。如果是油位太低，则需要尽快补充油量。3）局部放电。变压器在工作时或多或少的存在放电现象，只要放电量在允许的范围之内都不会影响其正常运行，但是对于超出范围的局部放电要引起警觉，此时可能存在潜伏性隐患。

2.3 高压配电装置的故障检修

在高压配电装置中，断路器的动作直接影响着电力输送的正常与否，一旦出现拒跳、拒合的现象，将会威胁到系统安全。在保护系统中，如果出现信号灯和回路的红灯同时闪亮，则可以认为是断路器出现了拒跳的现象，此时需要进行手动拉闸。在检查断路器时，重点检查其触点是否良好，防跳继电器是否正常跳闸等等。如果出现拒合现象，应该对合闸控制电源进行检查，查看其保险丝的状态。其次是电压互感器的高压熔断器故障检查[3]。如果该熔断器熔断则说明铁芯可能出现了饱和现象，或是系统中存在谐振过电压。对此，可以将电抗器并联在互感器的一侧，从而增大回路的阻抗[4]。

4 结束语

在水电站的运行中，电气设备的科学运行维护方法还有很多，故障检修的手段也不胜枚举。要求工作人员在平时的工作中多积累多总结，不断丰富自己，提高管理水平。总之，要想进行水电站的科学管理并非易事，这是一项复杂的系统性工程。由于电气设备繁多，体积庞大，工作人员要随时做好检修的准备，要具备相应的专业知识和应对突发事件的能力。

参考文献：

[1] 禹叔玲.水电站电气设备运行及维护技术探讨[J].华东科技：学术版，2012，（7）：243.

[2] 邓朝君.水电站直流系统运行与维护[J].设备管理与维修，2012，（2）：35-37.

[3] 廖仕鹏.水电站电气设备故障诊断及处理[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（27）.

[4] 吕新梁，张宇辉，胡明霞.关于水电站电气设备故障的分析[J].科技创业家，2011，（1）