水电站电气设备运行维护与故障检修探讨

柳海鹏

（新疆乌鲁瓦提水利枢纽管理局，新疆 和田848000）

0 引言

水电站中涉及许多复杂的设备并且体型较为庞大，因此在维护与检修的过程中具有一定的难度，这就需要检修人员在工作过程中不断积累经验，掌握检修要点，进而准确识别故障并加以处理。另外，在对电气设备进行维护的过程中需要制定巡回检查及倒闸操作等各项制度，并运用信息化的检测与管理方式，进而有效提高设备维护及检修的效率。

1 维护要点

水电站中的设备构成较为复杂，除基本的发电机和辅助设备之外，还包括避雷器等起安全作用的设备及各类仪表等。对设备进行维护主要从2方面入手，首先是发电机，这也是最容易发生故障的一个部分，必须定期进行检查并记录好各项参数，若问题较为严重，应停机处理。另外，可根据异常声响判断发电机是否故障[1]。同时，在故障时设备会产生一些异常的气味，监管人员可根据这些气味进行判断。其次是变压器，维护的要点在于对仪表运作的过程进行监控，同时也可根据异常声响判断设备是否故障，并且还要定期检查是否出现漏油现象。另外，在维护过程中必须确保变压器能够正常散热，这样才能有效提高其运行效率。

2 设备运行维护制度

（1）巡回检查制度，该制度建立的目的在于及时了解水电站运行过程中设备所出现的问题并加以调整，降低设备的故障率。在巡回检查过程中应避免过于形式化，而是要对设备的各项细节进行全面检查。另外，可根据设备是否存在异味及有无发出异常声响判断其内部结构是否出现问题[2]。同时，也可采取触摸的方式判断故障，但仅限于安全部位，进而感受设备的振动及发热状况。在完成巡回检查之后，必须对结果做详细记录。

（2）倒闸操作制度，其直接决定着整个水电站运行的安全性。因此操作人员必须要严格按照倒闸制度进行操作，在接到倒闸命令后，首先需要了解操作的要点及具体步骤，并接受调度人员的指挥，同时需要完成操作票的填写，确认无误之后可进入模拟预演环节。在倒闸操作过程中，必须确保操作现场没有干扰物，以便操作人员的注意力能够高度集中。

（3）安全生产管理制度，该制度确立的目的在于明确划分各岗位人员的责任，促使其将各自的职责落到实处，并定期进行安全教育与培训，督促人员认真学习，并吸取以往事故发生的教训。同时，还应对安全生产的结果进行考核，惩罚执行不力的人员，而对表现优异的人员则应给予奖励。

（4）电气设备的运行维护是一项十分繁琐的工作，涉及环节较多，并且具有一定的难度，因此需要充分利用当前的信息技术，进而实现信息化的监测与控制，这在减轻人员压力的同时也能提高管理效率。

3 设备故障检修

3.1 检修方法

电气设备的检修可分为检测法与经验法两种主要方法，检测法中又包括电阻法与电压法。

（1）检测法，使用该方法检修时需要准备好辅助工具，主要为仪表仪器，并通过这些工具进行线路故障的判断。在应用电阻检测法的过程中首先需要检测线路是否通畅，并在电路两端增加电源，之后将电流表与检测电路进行串联，观察阻值的变化情况，根据是否存在异常判断设备的故障情况。在应用电压检测法的过程中首先需要测量电源电压，之后再完成支路电压的测量，若电压不为零则表示电路接触处于异常状况。另外，如果接触器处于非正常运行的状态，则代表线路回路出现故障[3]。

（2）经验法，在使用该方法的过程中首先需要对活动部件进行弹压，使其灵活性能够有所增强，并摩擦部件触头，这样能够防止触头被氧化。该方法在应用的过程中只能确定故障的大致范畴，而不能了解故障所在的具体部位。其次是敲击电路，在操作过程中需要带电检查，敲击工具为橡皮锤，若电路存在故障在敲击时就可加以判别并进行故障的排除。

3.2 检修程序

（1）初步调查

初步检查主要分为4个部分，分别是问、看、听、摸。“问”指的是询问操作者故障发生之前电路及设备有无出现异常状况；故障发生之后设备所表现出的具体特征，同时还需要了解故障发生的概率，以便明确设备中的问题是否严重；询问操作者设备有无冒烟、火花等故障前的征兆以及设备之前是否经过保养与检修，进而掌握设备的具体情况。“看”指的是设备故障之后在外部所表现出来的具体特征。“听”指的是判断设备有无异常声响，进而了解故障的大致区域及故障的特点。最后是“摸”，在触摸的过程中必须确保电源处于切断状态，触摸的主要设备为电动机与熔断器等[4]，并根据设备温度是否超出正常范围来判别设备故障的特点。

（2）故障诊断

当前随着科技的不断发展，设备更新速率也在持续加快，许多设备通过整合与集成已经逐步实现一体化，因此在设备性能完善的同时也对故障诊断提出了更高的要求，以往所采取的诊断技术显然已经难以满足当前的诊断需求，因此需要结合当前最新的研究成果不断进行诊断技术的更新。从实践成果来看，状态检修的效果最为突出，其优势为可在设备运行过程中进行实时监测，而不会影响设备的正常运行，同时还可及时发现设备中的故障，这样可缩短停机时间，同时也可节约维修成本。另外，以往所采取的诊断方式仅能处理一些较为简单的故障，难以应对过于复杂的情况。因此当前需要采用二次仪表设备，该设备能够了解电气设备的电压及电阻等多项参数[5]，进而进行科学合理化的故障判断，是状态检修过程中应用效果最为突出的一项设备，但主要针对的是水电站中的一次设备。另外，在线监测设备依靠传感器进行数据的获取，使用该设备的优势在于能够实现远程监测，并且可根据记录的监测信息判别故障，了解设备中存在的运行风险，进而加以预防。

以双河口电站的故障检测为例，对两次发电机出口断路器的三相分别进行温度监测。初次检测时，发电机负荷为40 MW，环境温度为32℃，三相运行温度分别为A相55℃、B相59℃、C相57℃，时隔13 d，再次检测时发电机负荷为40 MW，环境温度为33℃，三相温度分别为57℃、61℃与89℃，C相温度较其他两项及以往运行温度已明显上升，表明其中可能存在异常。另外，再次用手持红外线测温枪进行复测，复测结果较为接近，排除了温度监测仪器本身存在的故障，通过三相相间温度对比及与各相过去温度进行对比分析，可以判断C相出现异常。通过计划申请停电检修，并完成各项安全技术措施的实施之后，检修人员发现C相上端铜排压板上的两颗压紧螺栓出现松动，导体接触不良，进而使得设备温度上升，螺栓表面有高温变色的迹象。究其原因是设备在长期的运行振动和倒闸操作的动力冲击共同作用下，导致螺栓疲劳松动。在故障检测之后及时发现了其中的隐患，避免了电气事故的发生。

（3）故障检修

长期以来，我国均采取的是计划检修与抢修相结合的方式，抢修主要针对的是一些突发故障，而计划检修则是在提前做好安排的基础上进行检修。在使用该方法的过程中主要分大规模与小规模两种方式，这两种方式都存在许多不足之处，大规模检修的缺陷在于被动性较强，难以提前预测故障，只能在故障发生后加以应对。小规模检修的缺陷在于盲目性较强，缺乏针对性，检修效率较低。因此还需要引进一些当前研发出的新型检测技术，有效提高检修效率。另外，检修人员必须严格按照保养制度对设备进行维护，及时加注适量的润滑油[6]，并且做好设备的清洁工作。其次，可采取循环滤油的处理方式，这样能够延长设备寿命。最后，为了使故障能够及时得到处理，必须每个季度对站内所有设备进行全面检查，并深入探究故障原因，使设备运行的稳定性得到有效保障。

下面举例说明具体的故障检修方式，例如发电机A、B在水电站中运行，A处于满负荷状态下，检修人员在对其进行检修的过程中发现铜片颜色发生变化，同时，铜片温度较高，由此可推断出过热现象产生于隔离开关当中，此时工作人员应及时向上级领导请示，进而将发电机的负荷降低至无功负荷状态，如果问题仍未能得到解决，还应对有功负荷进行更大程度地降低，并实施应急措施，即将室门打开并充分利用风扇，进而达到强制冷的效果，工作人员在此过程中应进行实时监视。如果电网负荷已经不处于高峰阶段，则应停止使用A发电机，并全面检测隔离开关，通过结果就可明确修复措施。如果能够继续使用，只需进行较浅层次的修复处理就可。

3.3 检修措施

（1）合理应用检修工艺

在应用检修工艺的过程中，必须结合不同电气设备的特点加以选择。①发电机的消弧线圈，检查要点在于判断外观是否整洁以及有无松动问题，之后需要确认有无裂纹及损坏等现象，同时还需要检查螺栓的上紧情况，并详细记录检查结果。②定子转子，其属于发电机的部件，在检查过程中应检查绝缘层有无划伤以及母带的捆绑是否牢固[7]。③对变压器的铁心及外观进行全面检查，判断有无变形。只要合理运用检测工艺并把握好检测要点，就可准确判别故障并加以处理。

（2）绿色检修

绿色检修的方式不会影响设备的正常运行，在此过程中需要同时采用一些科学合理化的管理方式及先进技术，进而完善设备的性能，起到降低检修成本的作用，促使水电站能够获得更高的经济效益。另外，绿色检修的要点在于加强对设备的维护与保养，使得一些小的故障能够及时得到处理。另外，应定期检测检修工具，并且尽量选择一些无污染且对能源消耗量较低的工具。

4 电气设备安全体系

4.1 健全管理制度

首先是数据库的建立，其中必须包含各项设备日常运行的实际情况以及故障发生的次数和维修情况，该制度的确立能够帮助检修人员掌握设备的实际情况，进而在检修时能够有一定的依据。其次是人员培训，由于在对设备进行检查和维护时涉及到许多专业方面的知识，并且设备的操作也具有一定的复杂性，因此必须对相关人员进行全面的培训，培训内容不仅包括专业知识和技术，而且需要提高相关人员的责任意识，若检修质量不到位可对其进行处罚。最后是检修制度，即针对设备的检修方法及操作程序制定完善的处理措施，为检修人员提供有效依据。

4.2 做好事故防范

水电站涉及到许多大型设备，一旦某一环节处理不当，就可能会引发较为严重的安全事故，针对这一问题，必须制定好事故防范措施，并向检修人员介绍安全方面的知识，同时还可通过一些实践案例进行讲解，并对事故的原因进行分析，这样在提高相关人员安全意识的同时还能使其学会如何避免故障的发生。另外，通过对事故原因进行分析，发现多是由人为处理不当而引起的[8]，因此应当落实责任制，明确各岗位人员的职责，一旦出现故障就可直接找到相关负责人，使其不敢在工作中随意懈怠。

4.3 构建预警系统

预警系统的确立主要是为了使故障能够在短时间内被检修人员发现，在建立该系统的过程中必须安装监控设施并配备警报装置，一旦系统发生故障就可自动发出警报，这样就能够使故障在短时间内得到处理。另外，为了避免再次发生类似的故障，在完成设备维修之后，应当深入分析其中的原因并做好数据记录。

5 结语

总而言之，当前水电站电气设备在运行过程中故障发生率较高，因此还需要加大对设备的维护与检修力度，在维护过程中主要依赖于巡回检查、倒闸操作等各项制度，并且需要对设备定期进行保养。另外，在检修过程中需要运用当前一些先进的技术，同时还要合理运用经验法与检测法这两种检修方式，充分发挥其各自的优势。