小型水電站電氣故障及處理

張曉波

【摘要】水電站是能將水能轉換為電能的綜合工程設施。它包括為利用水能生產電能而興建的一系列水電站建筑物以及裝設的各種水電設備。水電站是整個水電系統中最重要的中樞站，當水電站發生故障時，不僅會造成整個電力系統的癱瘓給社會用電造成重大影響，還會危及到社會經濟的發展。因此，作為電力系統中最重要的組成部分，對于水電站的組成設備出現的故障以及對它的故障分析處理是一個極其重要的問題。下面簡述的就是小型水電站常見的故障以及發生故障時如何進行有效的處理措施。

【關鍵詞】水電站；電氣設備；故障；處理

我國是發展中的國家，隨著我國經濟迅速的發展在進入21世紀以來我國的電力工程已經滲透到各個領域，更取得了顯著的成就，造就了不小的成果，尤其是中小型水電站，它們的建設與存在猶如一條龍脈蔓延并牽引著整個社會的發展。

在整個電力系統作業中，水電站的電氣設備發生故障這是最平常易見的一個問題。電氣設備作為水電站最重要的組成部分一旦出現故障問題，整個電網將出現系統供電問題而且電氣設備自身的壽命問題也會隨之出現。要想有效的解決問題，是需要專家能夠通過自身的技術本領、工作經驗、以及管理責任心，及時的發現電氣設備的故障，并迅速準確的采取正確有效的措施來解決所發生的問題。水電站電氣設備日常維護和故障維修是一個日復一日、年復一年、枯燥無味、復雜而又艱巨的任務，相關工作人員一定要有耐心、責任心按照相關的規章制度對水電站的電氣設備進行日常維護以及定期維修。并做好相應的日常維護維修故障記錄，提前預防好措施想要故障應對措施，保證電氣設備的正常運轉繼而保證水電站正常運行。

1、發電機設備引發故障及排除措施

1.1 電壓不足故障。小型水電站的運行是靠電壓相應的額定值來控制的，但有時水電站在運作時電壓會達不到設計的額定值的要求標準，從而電力得不到有效的傳輸。產生這種現象的主要原因在于電壓突然升高，也可能是因為工作技術人員在維修組裝過程中將勵磁兩極線圈的正負極接反，機組在運轉時剩磁抵消的現象。出現這種故障后再進行處理時，應當先檢查勵磁線路是否斷線，然后再檢查勵磁兩極是否接反的問題。如果電壓顯示數據為零數值，則這種現象則代表磁已完全消失，可以考慮充磁進行故障解決。

1.2 電機絕緣出現故障現象。絕緣損壞嚴重影響發電機的正常、可持續運行，也有嚴重的安全隱患現象。而造成這種原因是多方面的，發電機安裝設計不良；運行環境惡劣；勵磁系統交流回路設備損壞重復接地等原因。解決這些故障的方法是定期檢查鐵芯和線圈防止松動；采用玻璃絲帶綁扎、涂抹樹脂漆防止電腐蝕。

2、電抗器引發的故障現象

一小型水電站設計250KW機組3臺，175KW機組2臺，而其中第一種型號的主變容量為1000kWA，而第二種型號的機組主變容量為500kWA。當開機并網時會發現準同期裝置會失靈，同期轉向燈出現不正常現象，轉向燈只指示燈出現異常，紅燈、白燈同時熄滅。若將該機組短路電抗器顯示三相對地的電壓均為220V時，同期裝置及轉向燈也恢復正常，這些現象則是諧振。對于這些故障可以通過電容補償的措施對諧振進行改善或者是將不同機組進行前后連接使用一個開關并切除短接的方法來改善諧振的故障。

2.1 中心線電流不穩定。中心線電流不穩定是由于發電機與發電機之間進行并列連接，使得中心線電流量負荷發生巨大改變，中心線承載的負荷越大其電流也會隨之增大。這樣會中心線電流過大引起的溫度過高導致最終的融化。為了避免這種安全隱患的產生可以調整發電機機組的運行負荷，確保其處在平衡、穩定、安全的狀態中。

2.2 同期設備的失靈現象。同期設備出現失靈的現象是由于發電機的中心線直接接地導致的，系統中的主變中心也就是我們常提的“零點”是通過電抗器進行的。交流電在經過電抗器后出現一定度數的誤差延誤后期電壓差會引起同期設備出現失效現象。這種現象可以通過引用一根定值導線將主變中心點接地，并適當調大并網角度來解決失靈的這個現象。

3、調速器引發的故障

3.1 反饋指示儀表不準確。在調速器運行過程中，當調速器的開度指示與實際開度指示不相符，自動、手動都出現一定誤差，當前水平下開度與處理不相符，平衡儀表出現異常。出現這種故障有多種但是最主要的原因一般是因機械故障導致的，這就要對其進行詳細記錄，并進行具體檢查，需要工作人員認真對待和妥善處理，停機后將故障迅速并準確的排查處理。

3.2 主片單片機故障。水電站調速器的運轉若是因單片機不能執行所預定的程序將會導致“死機”現象產生。而在這種情況的產生主要是因為調速器工作出現異常現象、主控面板發出告警狀態，同時電液轉換設備停止作業顯示不正常數據等。出現這種故障的原因主要是單片機的復位控制電路出現異常引起的。要解決這一問題必須線將設備斷電再進行維修，在維修時在通過外界設備萬能表、示波器等進行對電路測試，找到故障存在位置并驚醒維修更換。

3.3 電液轉換設備停止運行。電液轉換設備對執行指令不能操作而且無任何反應。導致這個故障產生的原因經驗之談有兩點，第一機械自身故障導致，機器沒有制動修復能力，長時間運行使用會出現各種問題，如異物闖入導致機器卡頓、長時間不進行清理導致油污過多。第二電器故障，機械在高速運轉的時，回路斷線、控制單元出現各類大小的問題都會引起電液轉換設備停止運行。發生這些故障時可以選擇將主控板上的自動、手動運行方式進行反復切換，從而可以加強維修保護相關部件達到排除故障并解決。

3.4 變壓器常見故障

3.4.1 變壓器油位不正常，過高或者過低都會造成問題的產生。油位過高會導致冷卻器堵塞，這需要需要觀察是否加油過多或者是有污垢產生造成的現象。油位過低則需要考慮是否是漏油引起的，這需要盡快進行修補、加油。

3.4.2 放電更有可能導致一場重大火災的產生，造成人身傷害，甚至造成重大經濟損失。要想解決放電的問題在實際工作中可以加強對線路或者局部器件的絕緣使用相對質量好的絕緣材質。

4、電壓互感熔斷器熔斷故障現象

電壓互感熔斷器熔斷有單相高壓熔斷器熔斷和兩相熔斷器熔斷之分。

高壓熔斷器熔斷兩種現象均是由于PT有感應效應所以故障電壓降低，但不為零，非故障電壓正常，這種問題的解決需要求電機值班人員向調度申請停機，更換更高壓熔斷器。當低壓熔斷器熔斷出現故障時，電壓會出現兩種情況，故障相電壓顯示值為零，非故障相電壓顯示正常。解決的方法也是需要電站的運行人員及時更換低壓熔斷器。

5、結語

以上所述，是我國小型水電站常出現的故障以及解決的辦法。小型水電站在我國應用范圍也越來越廣泛，它是我國經濟迅速發展以及人人類提供經濟水平的一個重要的中繼站。所以對于水電站在運行當中出現的電氣設備故障時不容忽視的。要及時地發現電氣設備的故障所在，并進行故障分析排查并以最快速度解決，這樣才能保證小型水電站能夠充分發揮其功效。在解決故障的同時也需要相應的工作人員加強對其監控管理，避免造成水電站電氣設備無人監管的狀態。相應的工作人員應熟悉元器件的型號、銘牌、規格、參數，掌握其性能，并制定相應的檢查檢修計劃，定期的進行有效的檢修與保養，是工作人員可以“穩、準、快”地處理故障保障設備的安全運行。

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