水电站电气设备老化问题及应对措施

郭荣浩

湖北能源集团房县水利水电发展有限公司 湖北 十堰 442100

随着我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程，国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快，资源和环境制约趋紧，生态环境压力持续增大。水力发电作为一种清洁再生能源，对缓解能源供应紧张和生态环境压力具有较大作用，如何保证水电站安全稳定运营需要从多个方面入手，优化提升管理水平。其中，在水电站设备数量占比较多的电气设备的重要性也就逐渐显现出来，减缓电气设备老化速度，提升使用寿命及健康水平，有助于提升水电站的安全稳定和经营效益，可靠持久的为国民经济发展提供优质电能。

1 水电站电气设备老化问题现状

1.1 自然老化和突发性老化问题严重 我国当前所存运营的水电站大部分兴建于上世纪七十年代，有些小型水电站甚至于改革开放初期建成投运。上述水电站的电气设备自然老化现象十分突出，老化最为明显的设备有直流系统、励磁系统、计算机监控系统等。同时，部分小型水电站设备运行管理十分混乱，在正常的电气设备运行、维护过程中，因为人员业务素质与技能水平不达标，违规操作、检修造成电气设备突然老化。

1.2 季节性老化问题不可避免 因为全年社会用电量月度分布不是均匀的，存在峰段、低谷。炎热的七八月“迎峰度夏”，水电站电气设备因为环境温度加高负荷自身运行发热，导致大量一次设备绝缘性能降低。而在寒冷的冬季，低温雨雪极易造成外送线路覆冰倒塔，一次输电设备绝缘子冻裂破损。极端的高温和低温天气都会加大水电站电气设备的老化程度，且不可避免。

1.3 室内室外老化速度不同 由于室内、室外环境上的差异，水电站同一批次电气设备，室外安装的老化程度往往大于室内安装的。有些电站为了省事，忽略不同环境下设备老化速率不同的特性，按照一个标准去维护、保养不同安装环境的电气设备，既无助于提高电气设备性能水平，还浪费了人力、财力资源。所以室内、室外电气设备维护不协调的问题，也是当前水电站设备管理工作亟需解决的重要问题。

1.4 劣质设备老化问题突出 部分小型水电站为了节约投资成本，在电站建设管理过程中没有科学合理的设计，选用了大量劣质电气设备。这些劣质电气设备性能下降与老化速度很快，经常发生各类故障，严重影响水电站和电网的安全运行。

2 水电站电气设备老化的危害

2.1 降低水电站生产效率 在电气设备全生命周期过程中，自然老化属于正常现象，但不加管理控制的老化势必影响水电站的生产效率。如发电机、主变、外送线路等电气一次设备的老化直接影响电力生产、传输与使用；调速系统、励磁系统、计算机监控系统等电气二次设备的老化，间接影响发电可靠性与电能质量。如果电气设备经常发生故障，不仅影响客户用电的满意度，还会大量产生不必要的维护检修费用支出。

2.2 增大水电站安全风险 电气设备持续老化，且没有良好的技术管理措施，将会大大缩减其使用寿命，最终导致的结果就是报废，甚至是发生电力安全生产事故。例如:一次设备大量使用的铜金属材料、铝金属材料、有机绝缘材料，在长期高温环境下运行必然会引发金属材料软化，机械强度下降，绝缘性能降低，导致击穿、短路、断路风险增大；二次设备大量使用的电子元件在温湿度的共同作用下，极易造成树脂封装开裂、内部金属氧化、管脚开焊等问题，导致零漂和线性度发生性能变化，影响监测、控制精度，增大安全风险。

3 水电站电气设备老化问题的应对措施

3.1 建立电气设备全生命周期管理体系 水电站属于典型的技术密集型和装备密集型企业，其各类电气设备具有成本高、生命和修复周期长等共同特点。全生命周期管理是一种系统性的管理手段，涵盖设备资产的规划、设计、采购、建设、运行、检修、技改、报废的全过程，可以在确保规划合理、工程优质、生产安全、设备可靠的前提下，消除传统设备管理方式经常出现的过渡检修现象，减少不必要的检修费用支出和人力支出，大幅提升设备运营收益率，用最小的成本提升设备安全稳定性。

3.2 定期进行设备状态评估与诊断 设备状态评估、诊断必须从实际出发，依据设备技术标准，以运行考验为主要目标，结合预防性试验，更新改造，大小修后的有关数据和存在的问题，全面反映设备的健康状况。工作开展应充分发动员工，每个设备应结合职责分工落实到人，实行设备负责制，设备负责人应当经常掌握管辖设备的技术状况，不断进行维护和检修，及时对设备进行诊断、评估，并提出检修策略，力争所管辖设备消灭危险和异常状态，减少注意状态，提高到正常状态。

3.3 多种检修模式共同发力 依靠技术进步，以促进安全环保和生产发展为指导思想，坚持使用和维修相结合；日常维护和计划检修相结合；修理与技改相结合；技术管理与经济管理相结合的原则。在定期检修的基础上，鼓励并倡导逐步扩大状态检修的比例，最终形成一套融合定期检修、状态检修、改进性检修和故障检修为一体的优化检修模式，认真组织设备效能的日常监督、修后试验，不断提升设备安全性、可靠性和经济性。

3.4 重视设备的工作环境和清洁养护 高温、高湿、干燥、灰尘等环境因素都是电气设备寿命的头号杀手，要想电气设备正常运行，除了保证设备自身软硬件符合标准要求外，还应对温度、防水、防火、防静电、湿度、洁净度等环境要素进行严格控制，实时掌握以及了解电气设备工作环境状况，经常性的进行清洁养护，减缓设备老化速率。

3.5 提高员工思想认识和业务技能 思想指导行动，电气设备归根结底是一项资产，人是保证资产寿命的关键因素，如果想要缓解水电站电气设备的老化问题，就应该从生产人员抓起。首先要让全体生产人员形成设备老化影响安全生产，影响公司效益，影响个人收入的共识；其次加强教育培训，提高他们的安全风险防控意识和业务技能水平。从而规范生产人员运行、维护检修工作行为，减少或者杜绝设备意外损伤的人为因素。

4 结束语

水力发电作为一种清洁再生能源，为保证水电站安全稳定运行，源源不断的向电网输送优质电力，需要水电站的设备管理者提高思想认识重视电气设备老化问题，采取科学创新的设备管理手段，减缓设备老化速度，提升水电站安全稳定运行水平和经济效益，更好的为全面建设社会主义现代化国家贡献力量。