肖書寶

摘 要：水電站是電力系統(tǒng)的重要組成，水電站內(nèi)各電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，為確保社會(huì)正常穩(wěn)定用電，需定期檢查維修水電站電氣設(shè)備，最大程度降低故障影響，減少損失。為此，本文將從電氣設(shè)備常見故障類型與原因、電氣設(shè)備檢維修措施與主要電氣設(shè)備故障檢修三個(gè)方面就水電站電氣設(shè)備故障問題進(jìn)行解析。

關(guān)鍵詞：水電站;電氣設(shè)備;故障檢修

中圖分類號(hào)：TV738 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）04-0183-02

1 電氣設(shè)備常見故障原因及類型分析

1.1 電壓偏移導(dǎo)致的電氣設(shè)備故障

若電氣設(shè)備的運(yùn)行電壓低于或高于額定電壓，電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)受到一定影響，而影響的程度則取決于偏移值的大小以及持續(xù)時(shí)間的長短，若持續(xù)時(shí)間過長或偏移值過大，電氣設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的故障[1]。

1.2 電弧導(dǎo)致的電氣設(shè)備故障

電弧的可導(dǎo)電性可能會(huì)造成電氣短路，電弧屬于可導(dǎo)電的離子流，質(zhì)量較輕，能夠迅速移動(dòng)與拉長。若開關(guān)絕緣油等材料被電弧擊中后會(huì)急劇膨脹，進(jìn)而引發(fā)爆炸事故或?qū)е码姎庠O(shè)備短路。

1.3 調(diào)速器引發(fā)的電氣設(shè)備故障

調(diào)速器可引發(fā)的電氣設(shè)備故障有：電液轉(zhuǎn)換器故障、主控單片機(jī)故障等。當(dāng)電液轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，通常會(huì)有如下表現(xiàn)：在機(jī)組正常運(yùn)行或調(diào)速器上電情況下，電液轉(zhuǎn)化器不振，對(duì)控制、操作命令液壓隨動(dòng)系統(tǒng)無反應(yīng)[2]。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，分析導(dǎo)致這一故障出現(xiàn)的原因：（1）機(jī)械故障，長期運(yùn)行油質(zhì)不凈或其本身異物導(dǎo)致發(fā)卡。如果是該原因引起設(shè)備故障，可在檢修時(shí)將其活塞反復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次或進(jìn)行清洗，能有效消除故障。（2）電器故障，主要是因?yàn)殡娨恨D(zhuǎn)換器工作回路斷線或主控單元故障造成。如果電氣設(shè)備出現(xiàn)這一故障，需盡快轉(zhuǎn)換機(jī)組運(yùn)行方式，使其在手動(dòng)方式下運(yùn)行，并盡快做專業(yè)化處理，最大程度減少故障影響。

另外一種故障類型是主控單片機(jī)故障。這一故障是由于調(diào)速器在運(yùn)行過程中發(fā)生單片機(jī)啟動(dòng)后不能按預(yù)定的程序正常執(zhí)行而導(dǎo)致的死機(jī)故障。這一故障的外在表現(xiàn)是：調(diào)速器無法正常工作且電液轉(zhuǎn)換器不振[3]。如果電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)這一故障，需對(duì)單片機(jī)進(jìn)行再上電，并及時(shí)將其復(fù)位，通過這樣的簡單處理可確保機(jī)組正常運(yùn)行，其余處理措施需在做完故障測試并查明具體故障元件后，針對(duì)具體故障元件故障部位做相應(yīng)處理。

1.4 發(fā)電機(jī)組引發(fā)的電氣設(shè)備故障

水電站內(nèi)電氣設(shè)備需要經(jīng)歷頻繁開、停機(jī)操作，頻繁開停機(jī)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率上升。例如：當(dāng)上位機(jī)發(fā)出開機(jī)指令時(shí)，冷卻水系統(tǒng)、油系統(tǒng)等會(huì)根據(jù)預(yù)定流程逐一打開，當(dāng)程序走到開調(diào)速器環(huán)節(jié)時(shí)，調(diào)速器拒動(dòng)，整個(gè)運(yùn)行流程被迫中斷。導(dǎo)致調(diào)速器拒動(dòng)的主要原因有：（1）調(diào)速器設(shè)備故障;（2）繼電器與PLC模塊故障;（3）通信故障。

由于引起故障原因較多，因此在短時(shí)間內(nèi)無法準(zhǔn)確掌握故障元件以及引起故障原因，只能根據(jù)電氣設(shè)備相關(guān)運(yùn)行特點(diǎn)，預(yù)測可能存在的故障原因，并對(duì)電氣設(shè)備作出幾點(diǎn)檢查[4]：（1）檢查電源與調(diào)速器本體，判斷是否是調(diào)速器自身出現(xiàn)問題;同時(shí)也對(duì)操作把手與油壓裝置進(jìn)行檢查，做進(jìn)一步的故障排除。（2）檢查PLC模塊，檢查內(nèi)容包括PLC模塊上相應(yīng)開出點(diǎn)與繼電器，檢查兩者工作狀態(tài)，若繼電器與PLC模塊上各開出點(diǎn)正常動(dòng)作，則可排除對(duì)這發(fā)面的猜測。（3）需密切注意開機(jī)時(shí)的通信情況，如開機(jī)時(shí)出現(xiàn)通信異常狀況，則可將故障類型初步判斷為通信故障。（4）在開機(jī)環(huán)節(jié)，由于機(jī)組轉(zhuǎn)速過快導(dǎo)致勵(lì)磁系統(tǒng)未按預(yù)設(shè)流程起勵(lì)建壓，也會(huì)影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，引發(fā)設(shè)備故障。當(dāng)出現(xiàn)這一情況時(shí)，首先需要對(duì)水電站內(nèi)的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行檢查，分析判斷勵(lì)磁系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，其次是對(duì)PLC模塊進(jìn)行檢查，檢查是否有“機(jī)組轉(zhuǎn)速95%以上”的開關(guān)量輸入，最后檢查轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置，掌握轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

2 水電站電氣設(shè)備故障防范措施

2.1 事前檢查

水電站內(nèi)電氣設(shè)備需要經(jīng)歷頻繁開、停機(jī)操作，設(shè)備日常損耗大，故障出現(xiàn)幾率大，且水電站內(nèi)電氣設(shè)備一旦出現(xiàn)運(yùn)行故障，或多或少都會(huì)給電力系統(tǒng)運(yùn)行造成影響，因此，在故障發(fā)生之前做好檢查，防患于未然是確保電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要舉措。這就需要相關(guān)單位、部門能利用先進(jìn)技術(shù)、組織專業(yè)技術(shù)人員做好電氣設(shè)備日常檢查工作，通過問、看、聽、摸等途徑來掌握電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，以便當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，能迅速找準(zhǔn)故障部位、掌握故障原因并采取科學(xué)解決措施，有效消除故障影響，減少損失。具體如通過詢問電氣設(shè)備操作人員，掌握電氣設(shè)備在出現(xiàn)故障前與故障出現(xiàn)后的運(yùn)行特點(diǎn)，如有無出現(xiàn)異常振動(dòng)、冒火花、異常響聲等情況，了解電氣設(shè)備運(yùn)行特征;通過聽，掌握電氣設(shè)備是否存在異常響聲，如果存在異常，及時(shí)查明異響原因與部位，防止故障擴(kuò)大;在切斷電氣設(shè)備電源后，觸摸檢查電動(dòng)機(jī)、熔斷器、電磁線圈，判斷上述設(shè)備是否存在過熱現(xiàn)象，根據(jù)判斷結(jié)果對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀況做進(jìn)一步診斷[5]。

2.2 事中診斷

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國水電站也逐漸朝著信息化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，水電站機(jī)電設(shè)備的更新升級(jí)逐漸趨向一體化，這使得電氣設(shè)備故障診斷工作難度加大，傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)已經(jīng)無法滿足先進(jìn)設(shè)備的故障診斷需求，相關(guān)部門必須采用更加先進(jìn)的故障監(jiān)測與診斷技術(shù)，方能有效確保電氣設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。現(xiàn)階段，狀態(tài)檢修這一故障診斷技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水電站電氣設(shè)備故障診斷工作中，且取得了良好的應(yīng)用效果。狀態(tài)檢修技術(shù)的特點(diǎn)是：能對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測，在電氣設(shè)備運(yùn)行期間，通過傳感器能獲得關(guān)于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，如通過二次儀表設(shè)備能獲得電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電壓電阻等參數(shù)，通過參數(shù)分析與對(duì)比，就能獲知電氣設(shè)備是否存在安全隱患;同時(shí)，借助傳感器等先進(jìn)電子設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測，再不需要人力的情況下掌握電氣設(shè)備運(yùn)行狀況，極大的降低了水電站運(yùn)行成本，在提高了經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要技術(shù)保障。

2.3 故障檢修

以往，計(jì)劃檢修與搶修相結(jié)合的故障檢修方式在水電站電氣設(shè)備檢維修工作中最為常見，但該種方式存在諸多弊端，靈活性較低，難以滿足現(xiàn)代水電站電氣設(shè)備故障檢修，因此，在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，電氣設(shè)備故障檢修工作應(yīng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)檢修與技術(shù)檢修的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的動(dòng)態(tài)管理。在經(jīng)過一段時(shí)間的探索與完善后，無線檢測技術(shù)已經(jīng)逐步走向了使用化階段，因此電力建設(shè)單位可以充分利用無線監(jiān)測等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)建立起設(shè)備運(yùn)行的無線監(jiān)測系統(tǒng)，通過靈敏度超高的傳感器采集運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備絕緣劣化信息，再通過專門的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)采集到的設(shè)備信息進(jìn)行處理、分析，根據(jù)分析出的數(shù)據(jù)綜合診斷設(shè)備的運(yùn)行狀況，最終實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控[6]。其次，還可以將瞬時(shí)值的計(jì)算引入到系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)中，有效提升運(yùn)維效率，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供保障。

3 重要電氣設(shè)備故障檢修方案

電氣設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，不僅會(huì)影響社會(huì)正常穩(wěn)定用電，也會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)、生活活動(dòng)帶來較大的安全隱患，不容忽視。相關(guān)部門要時(shí)刻關(guān)注水電站電氣設(shè)備運(yùn)行狀況，做好事故防范措施，有效預(yù)防與制止設(shè)備故障的發(fā)生。這就要求相關(guān)部門需根據(jù)水電站實(shí)際規(guī)模與常見電氣設(shè)備故障類型，建立起標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的電氣設(shè)備操作制度與故障檢維修制度，及時(shí)采集基本電氣設(shè)備信息，時(shí)刻掌握電氣設(shè)備運(yùn)行狀況，同時(shí)制定完整的電氣設(shè)備檢維修程序與故障分析流程，一旦發(fā)生設(shè)備事故，能及時(shí)掌握故障類型，并采取相應(yīng)解決措施消除故障影響，確保設(shè)備與系統(tǒng)安全。具體分析如下：

3.1 變壓器故障

結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水電站內(nèi)變壓器常會(huì)出現(xiàn)幾點(diǎn)故障問題：（1）油位異常。油位過高或油位過低都是不正常的表現(xiàn)，而之所以會(huì)出現(xiàn)油位異常，可能是油標(biāo)管堵塞，污垢累積過多導(dǎo)致，因此工作人員需及時(shí)做好清理工作;而當(dāng)油位低時(shí)，工作人員需及時(shí)添油，維持油位平衡狀態(tài)。（2）鐵芯過熱。在變壓器中，鐵芯自成一個(gè)封閉的磁路，若出現(xiàn)鐵芯異常發(fā)熱情況，可能是由于短路或鐵芯接地發(fā)生變化，這時(shí)需要工作人員進(jìn)一步排查發(fā)熱原因，首先消除鐵芯過熱現(xiàn)象，之后再根據(jù)具體問題采取相應(yīng)維修措施。如當(dāng)鐵芯接地出現(xiàn)變化時(shí)，就需及時(shí)更換接件。

3.2 高壓配電裝置故障

斷路器是高壓配電系統(tǒng)的重要組成設(shè)備，高壓配電系統(tǒng)的輸電質(zhì)量在很大程度上取決于斷路器動(dòng)作情況，如果斷路器出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)現(xiàn)象，則高壓配電系統(tǒng)的安全性就得不到保障。在保護(hù)系統(tǒng)中，如果紅燈與信號(hào)燈同時(shí)閃亮，則可大致斷定為斷路器出現(xiàn)故障，工作人員需及時(shí)拉動(dòng)手閘并做進(jìn)一步檢查工作，重點(diǎn)檢查斷路器接觸點(diǎn)狀態(tài)以及有無跳閘，再根據(jù)檢查結(jié)果采取相應(yīng)檢修措施。

4 結(jié)語

綜上所述，水電站的主要功能作用是促進(jìn)水力、電力能量之間的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)能源利用，其是電力系統(tǒng)的重要組成，是確保社會(huì)生產(chǎn)、生活活動(dòng)用電的重要條件。水電站內(nèi)設(shè)備主要包括一次設(shè)備與二次設(shè)備，這些電氣設(shè)備在使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)問題，設(shè)備故障會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此定期對(duì)水電站內(nèi)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修與維護(hù)非常重要。相關(guān)部門需根據(jù)水電站實(shí)際規(guī)模與常見電氣設(shè)備故障類型，科學(xué)制定故障檢修方案，利用先進(jìn)技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)制定完整的電氣設(shè)備檢維修程序與故障分析流程，一旦發(fā)生設(shè)備事故，能及時(shí)掌握故障類型，并采取相應(yīng)解決措施消除故障影響，確保設(shè)備與系統(tǒng)安全。

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