谈水电站电气设各的运行维护

刘金龙

【摘要】本文针对水电站电气设备的日常运行维护进行研究，提出了一些意见和建议，供同行借鉴。

【关键词】水电站；电气设备；运行；维护

1.水电站电气设备的运行维护

1.1 电气设备的概念

水电站电气设备是水电站一次设备和二次设备的统称。一次设备是直接参与电能生产与分配的设备，包括发电机、主变压器、开关设备、母线、电缆、互感器、电抗器、避雷器等电气设备。二次设备主要是对一次设备（也包括机械设备、水工建筑物）进行监测、保护与控制作用的电气设备，如继电保护装置、自动控制设备、各种电气仪表及信号、控制电缆等。

1.2 运行维护

水电站电气设备的种类和数量都较多， 运行维护的主要目的是：①减少由于维护不及时而造成的电能损失和损耗；②及时发现并处理设备隐患，降低设备出现故障、损坏的几率。就安全角度而言， 加强运行维护可减少电气火灾和触电伤亡的事故率。

电气设备运行维护是由运行值班人员与维护检修人员共同完成的，双方的侧重点不同，运行值班人员主要对其管理范围内的设备进行巡视、检查和记录；维护检修人员则在设备轮换时进行消缺、维护和试验工作。因此，为了避免误操作必须严格执行“两票三制”（工作票、操作票及交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制）。运行值班人员准备设备切换时必须填写操作票，并在准许后才能操作；检修人员需要维护、检修时必须办理工作票。下面以发电机为例说明运行维护的具体做法：水轮发电机运行过程中值班人员每值至少需对机组巡检2 次，传统的方法是“看”、“听”、“闻”、“查”。看就是眼看，观察发电机的励磁电流、励磁电压、定子电流等参数是否正常，查看线接头处颜色是否正常，有无渗漏油痕迹等，以判断是否有故障，如缺相、超负荷、接头发热等。听即耳听，听发电机有无异常声响， 例如轴承磨损或润滑不良， 则出现振动及异常声响。闻即鼻闻，闻是否有异味，有异味则说明有故障或电路有问题，应立即停机检查。查即检查，检查机组参数并记录，一般应每隔1h 记录1 次。

2.水电站电气设备常见的故障

2.1励磁装置故障

在水电站电气设备故障中， 励磁装置故障是较为常见的故障。励磁装置在日常的运行过程中，励磁电流会逐渐变小，电压则会慢慢升高，在电机承受的范围内，电机是不会发出警报，也不会出现异常情况，此时电机运行正常；但是此时由于励磁输出回路电阻R 不断增大， 磁绕组直流电阻Rf 变成了Rf+，导致这方面的原因有很多，而电刷弹簧松动、磨损变形或者压力不足是导致Rf 降低，导致故障的主要原因。电刷及滑环上附着的油污层大大减少了与滑环的有效接触面积， 其原理相当于导电回路加入了一个接触电阻。

2.2 变压器故障

作为输配电系统中极为关键的几个电气设备之一的变压器的日常维护也非常重要。其必须根据水电站电气系统的相关维护规定，定期检查、维修，这样做的目的就是随时了解变压器的日常运行状态，以便及时采取相关措施，争取将故障消除或者避免在初始状态中，从而为变压器的日常运行提供了有效保障。一般说来，变压器常见的故障主要有以下两种情况：

（1）变压器声音异常。变压器负荷过重则会出现沉重的“嗡嗡”声，而内部接触不良或者绝缘被击穿，变压器则会发出“吱吱” 声， 并且声音的大小强弱会随着距离故障点的远近而变化。此外，单相接地可能會产生谐振过电压，此时变压器故障声音比较尖锐，而零件松动时，变压器则会发出强烈却不均匀的“锤击”和“吹风”声，尤其是雨雪等恶劣天气，每次都会吸进很多水汽，导致绝缘体局部受潮，使得绝缘的耐压强度下降，最终击穿放电。

（2）绝缘瓷套管故障。如果变压器密封橡胶垫质量问题及螺母压得不紧等问题，导致套管密封不严，而使绝缘受潮。电容式套管表面有严重的污垢及其间隙存在的游离放电都会造成套管闪络故障气体的产生，且极易引起瓦斯动作。一旦一种放电现象不断的发展和蔓延， 则会引起绝缘损伤即碳化痕迹或者穿孔现象。

3、水电站电气设备故障解决措施

4.1 检测法查找水电站电气设备故障

它是通过一些辅助仪器对水电站的电气线路进行故障检测， 这种方法虽然利用的检测仪器数量和种类相对较多，但是具有很高的精确率，常用的检测法主要有电阻检测法和电压检测法。电阻检测法就是利用电阻表对线路进行测试，以此来判断线路的通电情况。当在被检测电路的两侧分别加上电源后， 该线路所通过的电流和电阻会成反比， 而在此时，将一个电流表串联到检测回路中后，根据测量值的变化，就可以发现问题所在，利于工作人员及时解决问题。电压检测法所利用的原理是：当电路正常工作时，不同线路点的电压也是不同的。当在电压不相同的两个线路点间再接入一个有确定阻值并串接电流表的支路时， 会有电流通过这个支路，此时，电流表会有读数，通过电流表的电流值，就可以确定出电压的大小。在进行测量的过程中，当电压表的内阻值很大时，会对被检测线路产生较小的影响，检测的误差也相对较小。当测量结果显示两个线路点的电压不为0， 则表明故障为线路接触不良，当接触器不动作且两端电压为电源电压时，则表明故障为线路回路阻断。

3.2 经验法查找水电站电气设备故障

所谓的经验法，就是通过已有的经验快速、准确地判断出水电站电气设备的故障所在，这种方法简单、有效，但是要有非常丰富的经验。主要有以下三种方法：①弹压活动部件的方法，操作人员对电气设备进行检修时，要对活动部件进行多次的弹压，这样不但可以使活动部件的动作更加灵敏，也使得一些接触不良的触头受到摩擦， 以便排除动作受卡和触头遭到氧化等问题的出现。这种方法用来判断故障的范围，但不能够排除故障；②电路敲击的方法。这种方法主要应用于带电检查的情况，检测人员通过一个小的橡皮锤，微微敲打正处于工作中的电气设备，当发现突然出现故障或者故障立即被排除，则表明被敲击位置本身或者附近的元器件存在接触不良的问题，检测人员要尽快找出原因并进行有效的解决；③黑暗中对设备进行观察。当电气设备发生故障时往往会产生火花以及发出一些不正常的声音，由于火花和声音不够明显，不容易被工作人员发现， 而在黑暗的环境中更利于发现火花的出现和听到放电的声音。如果这些现象发生则说明该处有接触不良的故障。

3.3 PLC 系统的抗干扰措施

因为PLC 一般都处于电磁环境中， 极容易遭受电磁的干扰而不能正常工作，严重地影响了水电站的整体运行，可以采取以下两个抗干扰措施：①采取隔离措施。PLC 的内部可以采用光电耦合器、光电可控硅以及小型继电器达到对外部信号隔离的目的。这些器件的使用不仅仅可以很好地减少外部干扰对PLC 系统的影响， 还可以更好地保护PLC 各个模块，避免了PLC 遭到高电压的危害； ②保证输出端的可靠， 当PLC系统的输出量变化缓慢时，可以选择继电器型输出模块，这样利用PLC 驱动外部继电器，可以使PLC 承受较强的瞬间过电压和过电流，防止PLC 系统的损坏。

4、结语

水电气电气设备的正常运行， 不仅与电气结构设计和制造工艺有关，还和日常维护、检修、保养等方面有很大的关联。而且电气故障对水电站的运行危害极大，为避免事故的发生，应加强日常运行检修管理和有效的维护措施， 以保证水电站电气的安全稳定运行。

参考文献

[1]房文军，关于水电站电气设备故障原因及处理措施探析[J]中国新

技术新产品，2012.