關于水電站電氣設備運行維護技術的探究

趙翔翼

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

關鍵詞：水電站;電氣設備;運行維護技術

1 水電站電氣設備運營維護的重要性

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

1.1 保障水電站平穩運行

綜合化水電站工程涉及較多種類的設備與構件，在實現整體平穩運轉的過程中，必須加強對站內電氣設備及時檢修維護，才能實現各項設備高效率運轉，更好的發揮自身功能，保障日常運送電量。

1.2 降低電能耗損

通過對站內電氣設備及時檢修維護，及時發現設備運轉過程中存在的風險隱患，降低故障與損耗率。對設備的及時維修與保養，保障甚至可以延長機器設備的運轉年限。

1.3 降低故障發生率

從安全角度來說，對站內電氣設備及時檢修維護，可以防患于未然。可以切實的減少電氣火災的發生概率，避免技術工作人員觸電事件的發生，實現電能資源的安全生產與運營。

2 水電站電氣設備常見故障及原因

2.1 勵磁裝置故障

勵磁裝置故障在水電站電氣設備故障中較為常見。通常來說，勵磁裝置隨著日常運轉功能的開展，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時，主電機會正常運轉，不會發出預警。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，導致故障發生。

原因分析：出現上述問題的主要原因勵磁裝置在運轉過程中，會因物理磨損導致電刷彈簧出現松動，使得磁繞組直流電阻降低。出現磨損故障的滑環會導致電刷與滑環之間接觸不嚴密，會出現灼燒滑環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中非常重要的關鍵電氣設備之一。日常運行過程中常見的故障有：（1）變壓器聲音異常。變壓器正常運轉的聲音是低頻、近乎為靜音的節奏運轉。當變壓器出現“嗡嗡”、“吱吱”，甚至是無節奏的噪聲時，表明變壓器運轉出現故障。原因分析：變壓器運轉負荷過重會使其發出“嗡嗡”聲音;而當變壓器內部構件接觸不良或構件絕緣性降低時，變壓器會發出“吱吱”聲音;當單相接地時產生諧振電壓，會使得變電器的運轉聲音較為尖銳;當遭遇雨雪等惡劣天氣時，絕緣體受潮后耐壓強度下降，出現絕緣擊穿放電的現象，此時會出現類似“錘擊”或“吹風”的聲音;當變壓器內部構件組合松動時，會出現無節奏的噪音。不同的聲音預警都為解決問題提供了科學的預判，技術人員可以通過不同聲音來開展具有側重的構件檢修工作。（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污垢并未得到及時清理時，其管內縫隙存在的游離電會導致套管閃絡故障氣體的產生;一旦出現放電現象，不斷加強并蔓延時，會出現絕緣損傷或者擊穿絕緣表層。另外，當變壓器密封橡膠墊質量不合格或螺母為實現壓緊咬合，會使得絕緣套管密封不嚴，出現絕緣性降低情況，出現風險隱患。以上電氣設備故障在變電站運行過程中發生的頻次較高，我們可以利用一些技術手段對其進行糾正與維修。

3 解決水電站電氣設備故障的技術措施

3.1 檢測法查找水電站電氣設備故障

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

電阻檢測技術。該技術是采用物理中的電阻表對電氣設備的線路進行檢測，判斷設備電路是否通暢。基本原理是：在被檢測電氣設備電路兩側分別加上電源，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到檢測回路中，檢查測試值的變化，技術人員通過測試數據的變化判斷問題所在。

電壓檢測技術。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。當檢測結果出現兩個線路點的電壓檢測值不為0時，則可以得出故障結論是設備線路接觸不良;當兩個線路點兩端電壓為電源電壓且接觸器不動作時，可以得出故障結論是線路回路阻斷。

3.2 經驗法查找水電站電氣設備

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

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

電路敲擊技術。該項檢測技術主要應用于設備帶電運轉檢查的情況。技術檢修人員利用一枚小的橡皮錘，輕微敲打正處于工作狀態的電氣設備，觀察設備運轉的情況，在敲打過后設備突然出現故障或故障立即排除的情況，則表明被敲擊設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。當水電站電氣設備發生故障，出現噪音聲響并產生火花時，由于外界環境因素導致噪聲與火花觀察不明顯，對預判造成困難，技術人員不易做出決定，此時，黑暗的環境更利于判斷位置。因此，上述緊急故障出現時，往往采用故障區域隔離并實行黑暗觀察操作，判斷故障類型與位置。

3.3 PLC系統的抗干擾技術應用

PLC系統是可編程邏輯控制器，取代了傳統繼電器裝置。由于其自身功能性需要長期置于電磁環境中，受到電磁干擾的強度很大，經常出現無法正常運轉并影響水電站整體平穩運行的情況。因此，必須加強對PLC系統的抗干擾技術應用。主要的技術手段主要有：

采取隔離措施。在PLC內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了更好的保護PLC系統內部的各模塊，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系統不受損害。

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

綜上，水電站電氣設備的平穩運行，不僅與站內電氣結構設計及制造工藝有關，更要注重日常運營過程中的維護、檢修及保養。同時，通過加強對電氣設備運行維護技術的應用，可以更好地避免事故的發生，保障輸配電的高效運轉，更好滿足我國的用電需求。

參考文獻

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