水電站電氣設備運行管理與控制

羅定市七和水電站 527200

摘要：電氣設備是水電站的關鍵設備，電氣設備的可靠運行是水電站正常生產的基礎。本文結合羅定市七和水電站電氣設備運行管理的實踐，對水電站電氣設備的安全作業、巡視檢查、技術管理等內容進行了分析和討論。

關鍵詞：水電站；電氣設備；運行管理；控制

羅定市七和水電站為壩式水電站，裝備3臺立式軸流水輪發電機組，總裝機容量為3×1250kW，為小（2）型水電站，主要電氣設備包括一次設備、二次設備、微機監控系統、供排水系統、消防系統、廠用電低壓系統、啟閉機控制系統等。電氣設備是水電站的中樞神經，它的運行管理和控制效果直接關系到水電安全生產和發電效益。據某地區小型水電站故障統計，非電氣設備故障引起的停運次數雖然更多，但電氣設備故障次數最多[1]，所以需要高度重視電氣設備運行管理。由于水電站電氣設備種類較多，影響因素較為復雜，保障電氣設備安全穩定運行并非一件很簡單的事情，因此本文針對這個議題進行了分析和討論。

1 水電站電氣設備安全作業管理

1.1 管理依據

保證水電站電氣設備的安全運行，是電氣工作人員的重要職責。由于電的危險性，發生事故不僅給操作人員帶來危險，還會損壞設備，所以必須確保安全措施可靠。保障操作人員和電氣設備安全最完整有效的依據就是《電力安全工作規程 發電廠和變電站電氣部分》（GB 26860-2011）。該文件以前叫做《電業安全工作規程》，20世紀50年代頒發，歷經多次修訂，已成為電力系統電氣工作人員安全工作的準則，對作業要求、安全組織與技術措施、電氣設備運行、線路作業安全措施、電氣設備檢修維護、電氣試驗等內容做了明確的規定，電氣工作人員嚴格地遵照執行就能避免事故發生，確保電氣設備安全運行。下面對一些關鍵問題進行分析。

1.2 倒閘操作

倒閘操作是將一種電氣狀態切換到另一種狀態。通常，電氣設備可以有四種不同的狀態，即運行狀態、熱備用狀態、冷備用狀態和檢修狀態。倒閘操作不僅包括拉合開關（斷路器、隔離開關），還包括拆、裝臨時地線。倒閘操作失誤可能釀成重大事故，如造成電氣設備停電或損壞、危及人身安全等嚴重后果，所以倒閘操作是不允許出現任何差錯的。為了萬無一失，必須建立完善的管理制度，落實防誤工作責任制，嚴格執行“三票兩制”和監護復誦制度，同時還要加強人員培訓工作，并建立現場把關制度，推動標準化操作建設。此外，還應注意在正式操作前必須進行模擬預演；在操作過程中遇到疑問或閉鎖裝置動作必須立即停止操作，報告值班負責人且查明原因后，再決定下一步行動；操作完必須進行全面復核，匯報負責人并得到許可才能離開現場。

1.3 安全距離

安全距離分正常安全距離和極限安全距離。正常安全距離是電氣值班人員巡視高壓設備時，包括手持非絕緣工具在內的人員正常活動范圍所占空間的外輪廓邊緣與高壓設備帶電部分之間的安全距離，也就是GB 26860-2011表1“設備不停電的安全距離”，這個距離是根據過電壓推算出來的安全距離基礎上再加大0.6～1.3m得到的。極限安全距離是檢修人員正常活動范圍與高壓設備帶電部分之間的最小距離，也就是GB 26860-2011表2“人員工作中與設備帶電部分的安全距離”，小于這個距離必須將設備停電或者加絕緣擋板。電氣值班人員在正常安全距離和極限安全距離之間巡視時需要設置安全遮欄，并且安全遮欄與高壓設備帶電部分之間的距離要大于極限安全距離。巡視到接地點附近或遇到雷雨天氣時，值班人員與接地點的距離，在室外不得小于8m，室內不得小于4m。誤入該危險區域必須單腳跳出，有需要進入該區域時必須穿絕緣靴和戴絕緣手套。

2 水電站電氣設備運行維護管理

2.1 巡視檢查

巡視檢查是電氣值班人員的一項主要工作，由于電氣設備所處環境非常復雜，容易在運行過程中出現各種問題，通過巡視檢查可及時發現缺陷、異常和危險情況，通過合理處置可以避免隱患演變為事故。巡視分正常性巡視、特殊性巡視和監察性巡視三種類型。正常性巡視是指正常情況下進行的例行巡視，例如每個運行班次至少巡視1次，每日至少3次。特殊性巡視是指遇到特殊情況進行的巡視。監察性巡視是電站管理人員所進行的巡視，以抽查和考核值班人員的巡視質量。正常性巡視內容包括檢查發電機組、調速器、勵磁系統、供排水系統、消防系統、防雷設施、電容器組、互感器、斷路器、熔斷器、主變壓器、二次設備、直流系統、五防閉鎖裝置等。特殊性巡視條件包括設備過負荷、新設備投運、檢修后初次投運、長期停用設備首次投運、復雜倒閘操作后、出現單相接地故障后、雷雨臺風等惡劣天氣期間、小動物頻繁活動期間等。在巡視高壓設備時要注意安全距離，進出高壓室要隨手鎖好門。避雷器一般雷雨季來臨前接入系統，雷雨季過后退出運行，這樣可以延長避雷器的使用壽命。不同的電氣設備有不一樣的巡視內容，但一般都包括外觀清潔、連接部分是否緊固、有無放電現象、有油的要檢查油位油色等。檢查要眼觀、耳聽、鼻嗅，必要時借助工具和儀器。要合理設計巡視路線并固定下來，并帶齊巡視工具。巡視時間間隔不能太長。巡視時還應作好記錄。

2.2 技術管理

電氣設備的運行管理中的技術管理內容非常廣泛，包括運行分析管理、設備可靠性管理、設備投運管理、保護裝置與自動裝置管理、接地裝置管理、電氣試驗等內容，下面對其中一些內容進行討論。運行分析是值班人員根據設備運行狀態、巡檢結果等信息所做的分析，通過對信號異常、故障征象等進行對比分析并做出科學判斷。可靠性管理是電氣設備運行管理中的重要組成部分，通過可靠性分析可以提高電氣設備運行的安全性。電氣設備的可靠性一般采用電能供給能力的使用概率來表示，如對水輪發電機組控制設備、勵磁系統、機組順序自動控制系統等的可靠性分析[2]。設備投運管理以某變壓器[3]投運為例。該變壓器出廠試驗和現場安裝試驗的所有參數都合格，然而空載時從高壓側加壓，低壓側相電壓不平衡，線電壓平衡；而從低壓側加壓，高壓側相電壓不平衡，同樣線電壓平衡。帶負載后該變壓器無論從高壓側還是低壓側加壓，相電壓和線電壓都平衡。最后查明是由于該變壓器在設計制造過程中對結構作了改進，其三角側接電源，而副邊側接負載，由于中性點不接地未引出抽頭，只能通過高壓側首端引出的抽頭進行電壓調整，這樣變壓器原邊繞組與副邊繞組之間，原副邊繞組與地或相之間，以及相繞組之間，都存在電容且對地不相等，在空載時就會產生相電壓不平衡現象，弄清楚了這個道理以后該變壓器已正常投運，并且沒有出現任何問題，這從一個側面說明技術管理對電氣設備安全運行的重要性。預防性試驗是發現電氣設備隱患的重要手段，通過定期試驗對事故隱患進行預控，以減少不必要的嚴重事故發生。

3 結語

水電站設備由水工建筑和機電設備兩部分組成，機電設備包括發電設備機械部分和電氣設備，電氣設備承擔著電能的轉換、分配、輸送、控制功能，它的穩定運行關系到水電生產的安全性和經濟性，所以需要加強電氣設備運行管理與控制。本文從加強安全作業、巡視檢查和技術管理的視角進行了分析，可供電氣工作人員參考和借鑒。

參考文獻：

[1] 王強.小型水電站的發供電設備管理及對策[J].中國水能及電氣化，2013（4）：63-65.

[2] 吳浩.提高水電站電氣設備可靠性淺談[J].四川水利，2014（4）：93-94.

[3] 房大成，高潮.空載變壓器投運電壓不平衡問題的探討[J].水電站機電技術，2013，36（1）：55-56.