趙翔翼

摘 ?要：電氣設(shè)備是實現(xiàn)水電站生產(chǎn)配送電力資源的關(guān)鍵因素，在日常的生產(chǎn)運營過程中要加強設(shè)備運行維護。文章闡述了水電站電氣設(shè)備運營維護重要性及設(shè)備常見的故障表現(xiàn)及其原因。通過對設(shè)備運行維護技術(shù)的詳細介紹，為解決問題提供了技術(shù)支撐，為更好地實現(xiàn)水電站安全平穩(wěn)運行提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：水電站;電氣設(shè)備;運行維護技術(shù)

1 水電站電氣設(shè)備運營維護的重要性

水電站一次設(shè)備與二次設(shè)備統(tǒng)稱為水電站電氣設(shè)備。其中一次設(shè)備是指直接參與進行電能生產(chǎn)與運送的設(shè)備，包括發(fā)電機、主變壓器、互感器、避雷器等設(shè)備;二次設(shè)備主要是指對一次設(shè)備進行維護、檢測，保障一次設(shè)備良好運轉(zhuǎn)的設(shè)備，不僅包括繼電保護裝置、自動控制設(shè)備被、各種儀器電表等，也包括機械設(shè)備和水利建筑。

1.1 保障水電站平穩(wěn)運行

綜合化水電站工程涉及較多種類的設(shè)備與構(gòu)件，在實現(xiàn)整體平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的過程中，必須加強對站內(nèi)電氣設(shè)備及時檢修維護，才能實現(xiàn)各項設(shè)備高效率運轉(zhuǎn)，更好的發(fā)揮自身功能，保障日常運送電量。

1.2 降低電能耗損

通過對站內(nèi)電氣設(shè)備及時檢修維護，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中存在的風險隱患，降低故障與損耗率。對設(shè)備的及時維修與保養(yǎng)，保障甚至可以延長機器設(shè)備的運轉(zhuǎn)年限。

1.3 降低故障發(fā)生率

從安全角度來說，對站內(nèi)電氣設(shè)備及時檢修維護，可以防患于未然?？梢郧袑嵉臏p少電氣火災(zāi)的發(fā)生概率，避免技術(shù)工作人員觸電事件的發(fā)生，實現(xiàn)電能資源的安全生產(chǎn)與運營。

2 水電站電氣設(shè)備常見故障及原因

2.1 勵磁裝置故障

勵磁裝置故障在水電站電氣設(shè)備故障中較為常見。通常來說，勵磁裝置隨著日常運轉(zhuǎn)功能的開展，其自身電流會逐漸變小，電壓會慢慢升高。當勵磁電壓升高的范圍在主電機可承受范圍內(nèi)時，主電機會正常運轉(zhuǎn)，不會發(fā)出預警。但是，隨著勵磁電壓的不斷升高，輸出回路電阻R會不斷增大，會導致磁繞組直流電阻降低，導致故障發(fā)生。

原因分析：出現(xiàn)上述問題的主要原因勵磁裝置在運轉(zhuǎn)過程中，會因物理磨損導致電刷彈簧出現(xiàn)松動，使得磁繞組直流電阻降低。出現(xiàn)磨損故障的滑環(huán)會導致電刷與滑環(huán)之間接觸不嚴密，會出現(xiàn)灼燒滑環(huán)并將火花蔓延的危險。

2.2 變壓器故障

變壓器是水電站輸配電系統(tǒng)中非常重要的關(guān)鍵電氣設(shè)備之一。日常運行過程中常見的故障有：（1）變壓器聲音異常。變壓器正常運轉(zhuǎn)的聲音是低頻、近乎為靜音的節(jié)奏運轉(zhuǎn)。當變壓器出現(xiàn)“嗡嗡”、“吱吱”，甚至是無節(jié)奏的噪聲時，表明變壓器運轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障。原因分析：變壓器運轉(zhuǎn)負荷過重會使其發(fā)出“嗡嗡”聲音;而當變壓器內(nèi)部構(gòu)件接觸不良或構(gòu)件絕緣性降低時，變壓器會發(fā)出“吱吱”聲音;當單相接地時產(chǎn)生諧振電壓，會使得變電器的運轉(zhuǎn)聲音較為尖銳;當遭遇雨雪等惡劣天氣時，絕緣體受潮后耐壓強度下降，出現(xiàn)絕緣擊穿放電的現(xiàn)象，此時會出現(xiàn)類似“錘擊”或“吹風”的聲音;當變壓器內(nèi)部構(gòu)件組合松動時，會出現(xiàn)無節(jié)奏的噪音。不同的聲音預警都為解決問題提供了科學的預判，技術(shù)人員可以通過不同聲音來開展具有側(cè)重的構(gòu)件檢修工作。（2）絕緣瓷套管故障。絕緣瓷套管故障一定要引起高度重視，當絕緣瓷套管損傷或被電流擊穿會產(chǎn)生明火并容易導致爆炸。原因分析：在實際運營過程中，電容式套管表面出現(xiàn)污垢并未得到及時清理時，其管內(nèi)縫隙存在的游離電會導致套管閃絡(luò)故障氣體的產(chǎn)生;一旦出現(xiàn)放電現(xiàn)象，不斷加強并蔓延時，會出現(xiàn)絕緣損傷或者擊穿絕緣表層。另外，當變壓器密封橡膠墊質(zhì)量不合格或螺母為實現(xiàn)壓緊咬合，會使得絕緣套管密封不嚴，出現(xiàn)絕緣性降低情況，出現(xiàn)風險隱患。以上電氣設(shè)備故障在變電站運行過程中發(fā)生的頻次較高，我們可以利用一些技術(shù)手段對其進行糾正與維修。

3 解決水電站電氣設(shè)備故障的技術(shù)措施

3.1 檢測法查找水電站電氣設(shè)備故障

利用檢測法查找水電站電氣設(shè)備故障，是水電站電氣設(shè)備運行維護較為常見的技術(shù)手段。通過檢測儀器對水電站設(shè)備的電路及簡單運轉(zhuǎn)指標進行故障檢測。根據(jù)不同的需要，這種方法需要的輔助檢測設(shè)備與種類是很多的，可以實現(xiàn)較高的故障檢測率。主要的技術(shù)檢測技術(shù)有電阻檢測法和電壓檢測法。

電阻檢測技術(shù)。該技術(shù)是采用物理中的電阻表對電氣設(shè)備的線路進行檢測，判斷設(shè)備電路是否通暢。基本原理是：在被檢測電氣設(shè)備電路兩側(cè)分別加上電源，該線路的電阻會與其通過的電流成反比，在同時將電流表串聯(lián)到檢測回路中，檢查測試值的變化，技術(shù)人員通過測試數(shù)據(jù)的變化判斷問題所在。

電壓檢測技術(shù)。電壓檢測的基本原理是：電路正常工作時，不同線路點的電壓不同。在不同電壓的兩個線路點中間，接入有固定阻值并串接電流表的支路，利用電流表讀取通過該支路的電流的電流值，從而確定電壓的大小。在實際檢測過程中，當電壓表的阻值很大時，對被檢測線路的影響很小，檢測精準度較高。當檢測結(jié)果出現(xiàn)兩個線路點的電壓檢測值不為0時，則可以得出故障結(jié)論是設(shè)備線路接觸不良;當兩個線路點兩端電壓為電源電壓且接觸器不動作時，可以得出故障結(jié)論是線路回路阻斷。

3.2 經(jīng)驗法查找水電站電氣設(shè)備

經(jīng)驗法是水電站電氣設(shè)備技術(shù)檢修工作人員最為常用的方法。通過實際檢修經(jīng)驗的積累，在故障檢修時憑借已有的經(jīng)驗，快速、準確的預判水電站電氣設(shè)備故障所在，這種方法簡單有效，但需要長期的經(jīng)驗積累。主要應(yīng)用的技術(shù)有：

彈壓活動部件技術(shù)。技術(shù)人員在檢修過程中，通過對設(shè)備活動部件進行反復多次彈壓操作，實現(xiàn)對接觸不良構(gòu)件的觸頭進行摩擦，糾正構(gòu)件動作受卡或觸頭受到氧化的問題，同時，也提高了構(gòu)件運轉(zhuǎn)的靈活性。

電路敲擊技術(shù)。該項檢測技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)備帶電運轉(zhuǎn)檢查的情況。技術(shù)檢修人員利用一枚小的橡皮錘，輕微敲打正處于工作狀態(tài)的電氣設(shè)備，觀察設(shè)備運轉(zhuǎn)的情況，在敲打過后設(shè)備突然出現(xiàn)故障或故障立即排除的情況，則表明被敲擊設(shè)備的位置自身或周圍元器件存在接觸不良的問題。

黑暗中觀察技術(shù)。當水電站電氣設(shè)備發(fā)生故障，出現(xiàn)噪音聲響并產(chǎn)生火花時，由于外界環(huán)境因素導致噪聲與火花觀察不明顯，對預判造成困難，技術(shù)人員不易做出決定，此時，黑暗的環(huán)境更利于判斷位置。因此，上述緊急故障出現(xiàn)時，往往采用故障區(qū)域隔離并實行黑暗觀察操作，判斷故障類型與位置。

3.3 PLC系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)用

PLC系統(tǒng)是可編程邏輯控制器，取代了傳統(tǒng)繼電器裝置。由于其自身功能性需要長期置于電磁環(huán)境中，受到電磁干擾的強度很大，經(jīng)常出現(xiàn)無法正常運轉(zhuǎn)并影響水電站整體平穩(wěn)運行的情況。因此，必須加強對PLC系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)用。主要的技術(shù)手段主要有：

采取隔離措施。在PLC內(nèi)部可以采用光電耦合器、光電可控硅和小型繼電器，以此達到對外部電磁環(huán)境隔離的目的。同時，光電耦合器、光電可控硅和小型繼電器也實現(xiàn)了更好的保護PLC系統(tǒng)內(nèi)部的各模塊，使其大大降低了高壓電的危害。

保障輸出端。當PLC系統(tǒng)的輸出量緩慢變化時，可以選取繼電器型的輸出模塊，這樣做可以利用PLC驅(qū)動外部繼電器，使得PLC承受較強的瞬間過電壓與過電流，保護PLC系統(tǒng)不受損害。

上述的技術(shù)手段是在水電站電氣設(shè)備常見故障檢修時經(jīng)常用到的，運用這些技術(shù)手段，可以解決文中提到的勵磁、變壓器等裝置及其他設(shè)備構(gòu)件的問題。

綜上，水電站電氣設(shè)備的平穩(wěn)運行，不僅與站內(nèi)電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造工藝有關(guān)，更要注重日常運營過程中的維護、檢修及保養(yǎng)。同時，通過加強對電氣設(shè)備運行維護技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地避免事故的發(fā)生，保障輸配電的高效運轉(zhuǎn)，更好滿足我國的用電需求。

參考文獻

[1]房文軍.關(guān)于水電站電氣設(shè)備故障原因及處理措施的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（12）.

[2]李曉軍.淺析小型水電站電氣設(shè)備的電器故障與排除[J].中國水運（下半月），2011（4）.