田莊水電站進口閘門控制箱維修

耿岳維+張善斌+李國章

【摘要】田莊水電站2005年春灌期間，進口閘控制箱發生故障，此次故障為多重問題疊加，維修復雜，維修時間長，為以前所沒有，反應了電站戶外設備老化速度加快，電站為此對設備加強了維護。

【關鍵詞】進口閘門控制箱維修；設備老化；設備更新

【Abstract】The Grange hydropower station during 2005 spring， imports of the brake control box fault occurs， the fault is the multiple superposition problem， complex maintenance， long maintenance time， not as before， the reaction power station outdoor equipment aging speed for power plant equipment to strengthen maintenance.

【Key words】Imported gate control box maintenance；Equipment aging；Equipment renewal

1. 田莊水電站簡介。

田莊水電站（以下簡稱電站）位于石家莊市西北，座落在石津總干渠上，是一座渠道引水式電站，電站水源來自滹沱河系的兩座大型水庫。電站裝機容量為2×2500千瓦，發電機出口電壓為6千伏，經一臺主變電壓器升壓至35千伏，通過250m輸電線路到市供電局杜北變電所并入電力系統。電站于1980年4月破土動工，1983年5月13日通過試運轉正式交付使用。

2. 田莊電站進口閘門簡介

田莊電站進口閘門（以下稱進口閘門），安裝在蝸殼進水口之前，用以開放或關閉蝸殼的進水通道，能在動水中關閉、在靜水中開啟，兼具檢修閘門的功能。全站共有兩組（四扇）進口閘門，全部為平面鋼閘門，通過四臺卷揚式啟閉機實現升降，分別控制1、2號發電機系統的水道。機組正常運行時，進口閘門全部提起，水流進入蝸殼，驅動水輪機發電；一旦發生緊急事故（緊急事故是指：機組發生事故需要馬上停機，但調速器或導水葉此時出現故障無法關閉導水葉，切斷機組來水。）進口閘門立即快速落下，切斷進入蝸殼的水流，保證水輪機快速停轉，防止事故擴大。因此進口閘門的靈活可靠不僅是正常發電的需要，更是生產安全的重要保證。

3. 2005年進口閘門控制箱檢修過程。

3.1電站每年春灌發電前都會檢修進口閘門控制箱，以保證其在春灌一、二水期間的可靠運行。在歷年的檢修中，以2005年檢修過程最為復雜，經驗教訓最為多。

3.22005年春灌前檢修設備時發現1號進口閘門控制箱（以后簡稱1號控制箱）送電后，控制電源空開即自行跳開，我們判斷交流控制回路存在短路。根據“先元件后線路、先活動后固定”的順序對控制回路進行排查。我們首先將繼電器芯全部抽出，然后合上控制電源，短路問題消失，判斷短路是由繼電器引起。

3.3二水發電前檢查設備發現，1號控制箱電源監視繼電器51JJ再次損壞，導致控制電源短路。我們初步判斷為1號控制箱存漏電等問題，使得繼電器反復損壞。為進一步證實判斷，我們將1號控制箱的51JJ與2號控制箱的51JJ調換（2控制箱的51JJ是舊繼電器）。更換后，舊繼電器在1號控制箱中長時間使用未出現任何問題，而新繼電器在2號控制箱中使用不久即損壞。由此我們判斷控制箱沒有問題，是新繼電器的較易損壞。

3.4繼電器正常工作時，橋式整流裝置接在380V交流電源之間，整流橋的直流輸出端之間接繼電器激磁線圈。當交流控制電源接通后，整流橋輸的直流電通過激磁線圈，線圈帶電吸合，繼電器常開接點閉合。當交流控制電斷開時，整流橋直流輸出消失，激磁線圈失電，繼電器常閉接點閉合。繼電器運行中，如果整流橋4個整流二極管中的一個被擊穿，即可造成交流控制電源通過整流橋短路。

3.5檢查損毀的新51JJ繼電器，發現全部為整流橋二極管擊穿，形成短路。通過查找資料和對比電站實際情況，我們認為擊穿問題反復出現主要是由于以下兩個原因：

（1）電站交流電為400V，而不是系統而定電壓380V，繼電器長期處在非額定工作狀態。

（2）進口閘門控制箱中存在大量電感元件（包括51JJ自身的激磁線圈），在閘門啟動和停止的時候由于不同的電感元件反復通電、斷電，極易在二次控制回路中形成短時過壓。當此過壓超過整流二極管的反向擊穿電壓時，就會造成整流二極管的擊穿，最終導致交流控制電源通過損壞的整流橋形成短路。而舊51JJ由于是交流專用繼電器，沒有整流橋，其耐交流過壓能力要強于交直兩用繼電器，因此不易損壞。

3.6正常運行時由于穩壓管擊穿電壓大于400V因此穩壓管截止，交流控制電源通過整流橋形成回路。為激磁線圈提供直流電流。當控制回路中出現過短時電壓時，由于穩壓管擊穿電壓低于整流管反向擊穿電壓，穩壓管先被擊穿，過電壓通過穩壓管實現瀉放，整流管得到保護。當電壓恢復正常后，穩壓管重新恢復到截至狀態。

4. 經驗及教訓總結。

2005年春灌結束后我們在對此次維修進行了總結。

（1）首先我們對控制箱出現的問題進行了分析。我們認為此次控制箱同時出現多種故障，且各種問題相互重疊，是以前從未有過的。我們分析后認為出現這種情況的主要原因是設備老化。電站設備多數已使用20余年，進口閘門控制箱為戶外設備，工作環境較為惡劣，因此電氣元件短路，粘連等老化問題最先出現。該現象提醒我們今后一方面要加強對設備的維護和保養，按時檢查設備工況，發現問題及時更換；另一方面應盡可能改善戶外設備的工作環境，減慢戶外設備的老化速度。

（2）2005年后電站將所有戶外控制箱全部加裝了防雨、防風、防塵裝置；同時制定了更加嚴格的設備檢查和養護制度，進一步加強對全站設備的檢查和養護力度。以上兩項措施起到了明顯的作用，在后來的多年運行中電站設備始終處于較好的工況中。endprint