試析水電站電氣設備檢修策略及具體措施

李利坤

四川鑫源礦業有限責任公司，四川甘孜 626700

隨著社會經濟不斷發展，人們的生產生活對電力資源需求量越來越大，因此水利水電建設事業在近年來發展迅速。與火力發電相比，水力發電具有較高的經濟效益與生態效益。作為電力系統的重要組成部分，水電站電氣設備運行狀態對發電效率有很大影響。因此，水電站部門應當正確認識電氣設備檢修工作的重要性，制定科學合理、符合實際的檢修計劃，合理確定電氣設備檢修策略，及時發現水電站電氣設備的運行故障，并采取有效措施進行排除，切實保障水電站運行的安全性、穩定性及可靠性，充分發揮水電站的經濟效益與社會效益。文章主要探討水電站電氣設備檢修策略及具體措施[1]。

1 水電站電氣設備故障問題及檢修策略

1.1 水電站調速器故障

第一，電液轉換器故障。這一故障主要表現在：當調速器機組正常運轉時，電液轉換器出現故障，液壓隨動系統對操作、控制命令沒有反應。造成這該故障的主要原因為：首先，機械故障。由于油質問題，或者雜物進入到電液轉換器中，導致其運行卡頓。此時操作面板的顯示屏上會顯示正常的工作狀態，但是電液轉換器出現不振。在檢修時可采取手動或自動的方式切換調速器，或者清洗活塞再將其往復運動，直到故障消除；其次，電器故障。由于主控單元故障或者工作回路斷線，導致電液轉換器出現電器故障。在這種情況下應當手動調整機組，直到機組停機后再進行故障檢修。

第二，主控單片機故障。這一故障主要表現在：在啟動發電機時，主控單片機出現死機現象。調速器單片機在啟動之后未按照正常程序工作，此時調速器的正常運行也會受到影響，盡管面板上顯示正常狀態，但是電液轉換器不振。造成這一故障的主要原因是單片機復位控制電路產生故障問題。在檢修和處理過程中，可以對單片機進行復位操作或者重新上電，在確保機組運行正常后才能開始發電，然后等待一段時間，直到機組停機時再開始檢修工作，同時還要測試好故障電路，測試設備為萬用表、示波器，將故障元件逐個查明，并對其進行針對性處理，直到解決所有的故障問題。

第三，開度、開限反饋表指示不一致。這一故障主要表現在：首先，開度指示和導葉的實際開度存在差異，當前水頭下開度不符合出力，平衡表顯示出不平衡狀態；其次，在手動運行狀態下，調速器的開度指示比開限指示超前，當前水頭下開度不符合出力，導葉開度符合開限指示值。在處理這類故障時，一般先考慮機械部位出現故障，首先確保設備停機，然后排除相應故障，檢修工作比較簡單。

1.2 發電機組執行微機控制流程引發的故障

由于水電站電氣設備的開機、停機操作需要反復進行，操作頻率較高，導致設備出現故障的頻率也大大增加，這是引發水電站電氣設備故障問題的重要原因之一。開機指令由上位機發出，之后機組在預設流程的指示下將主閥、冷卻水系統逐步打開，然后進入到調速器環節，這一環節可能出現調速器流程中斷或者拒動現象，造成這一故障的主要原因包括：調速器自身存在故障問題、冷卻水系統產生故障、PLC模塊與繼電器產生故障。

第一，當開機指令由上位機發出后，機組會在預設流程的指示下將主閥、冷卻水系統逐步打開，直到打開調速器時，如果調速器出現流程中斷、拒動等現象，可能是由以下幾方面原因造成的：設備運行出現通信故障；PLC模塊與開出繼電器存在故障問題；冷卻水系統存在故障問題；調速器自身存在故障問題等。其處理措施分別如下：在開啟機組時，對設備通信狀況進行檢查，以免出現異常問題；對PLC模塊的開出點與繼電器的工作狀態進行檢查，確保其運行正常；對冷卻水的壓力系統進行檢查，同時確保示流信號器不存在故障問題；對調速器的工作單元、操作把手、本體和油壓裝置進行全面檢查，確保其運行狀態正常。

第二，在水電站電氣設備正常運行過程中，當機組轉速達到一定額度時，有可能會出現故障問題。在這種情況下，首先要檢查系統，確保系統工作狀態正常。必要時可以采取手動方式，對磁屏開展起勵試驗。

1.3 水電站PLC控制系統的抗干擾措施

第一，抗干擾的隔離措施。PLC控制系統在隔離外部開關及信號時，一般是通過光電可控硅、光電耦合器以及小型繼電器等來實現的。PLC的模擬量I/O模塊所采取的隔離措施通常是光電耦合。以上器件既能降低外部因素對系統運行的干擾，還能對CPU模塊起到保護作用，防止進入到PLC的高電壓損壞CPU模塊。在這種情況下，往往無需將抗干擾隔離器件設置在PLC外部。當PLC輸出端的光電耦合器無法對外界干擾進行有效抵抗時，要想對發電站引入PLC輸入端的開關量信號進行隔離，一般通過小型繼電器來實現。就光電耦合器與小型繼電器而言，前者工作電流僅為數毫安，后者可達到數十伏。通常來說，隔離用的繼電器無法吸合強電干擾信號通過電磁感應產生的能量，因此無需使用繼電器對開關柜內部及周圍的輸入信號進行隔離。為了實現抗干擾能力的提升，可以利用光電耦合器通信接口或者光纖，將計算機與PLC之間的串行通信信號、PLC的外部信號隔離開來，如果水電站電氣設備對運行環境有防火、防爆等方面的要求，采用這一方式效果更加理性。

第二，輸出端的可靠性措施。對于繼電器型輸出模塊的觸點，其工作電壓范圍廣，導通壓降較小，相較于雙向可控硅型模塊與晶體管型模塊，繼電器型輸出模塊能夠承受較高的瞬時電流和電壓，但是動作速度相對較慢。如果沒有頻繁的系統輸出量變化，通常采用繼電器型輸出模塊。在PLC輸出模塊中，小型繼電器斷弧能力較差、觸點較小，無法在水電站的DC220V電路中直接使用，需要配備PLC驅動外部繼電器。

2 水電站電氣設備檢修的優化措施

2.1 綜合評價電氣設備

在對水電站的電氣設備實施綜合評價時，其評價要點如下：第一，全面表達水電站電氣設備的檢修目標；第二，重點評價水電站電氣設備的安全性、可靠性與重要性，這一環節的評價將會直接影響整個檢修策略的選擇；最后，綜合評價各類資源。在選擇檢修策略時可利用何種資源，具體內容包括檢修工藝、技術要求與系統管理等。采取何種技術支持和管理手段能有效達成預定的檢修目標，在評價過程中都要考慮。除此之外，技術人員還要深入研究當前水電站電氣設備的檢修及時、維修管理方案，找出適合水電站使用的先進材料、系統及產品，如果沒有現成的項目與產品，可以根據實際情況制定技術開發原則，在此基礎上進行產品采購。

2.2 加強基礎工作與技術管理

管理好水電站各類電器設備，既是水電站企業運行管理工作的重要內容，又是實施電氣設備檢修工作的基礎和前提。水電站基礎管理工作主要包括信息管理、統計、定額計量、標準化管理等方面內容。信息管理工作又涵蓋設備臺賬管理、設備技術檔案管理以及設備原始記錄管理等內容。除此之外，水電站在開展基礎技術管理工作時，要想對電氣設備的工作狀態進行準確判斷，首先要做好診斷工作與檢測工作，電氣設備診斷技術、檢測技術也是管理工作的重要內容。水電企業需要對當前技術、設備進行不斷完善，積極學習先進的設備檢修技術，對現有的技術體系進行有效完善。在對電氣設備實施診斷與檢測之前，首先要論證技術方案的技術性與經濟性，以免方案的實際應用效果不理想。

2.3 建立電氣設備檢修信息管理系統

根據實際建立電氣設備檢修信息管理系統，在該系統中納入各類設備的檢修計劃、技術方案、資料記錄等內容，這樣既能合理選擇電氣設備檢修策略，又能確保系統滿足以下要求：首先，對相關記錄與文件的格式、結構進行統一規定，確保其具備兼容性；其次，設計方便操作、簡單大方的系統界面，方便信息的輸入、存儲及整合；最后，對設備信息進行集中管理，方便信息交流與共享。

3 結語

綜上所述，社會經濟的發展帶動了水利水電建設事業發展。在人們的生產生活中，水電站發揮著重要作用。要求確保水電站正常運行，首先要重視水電站電氣設備檢修工作，及時發現設備運行過程中的故障問題，實現水電站電氣設備運行效率的有效提升。管理人員應當掌握常見的水電站電氣設備故障，在此基礎上預先制定針對性解決措施，做好設備維護工作。一旦設備出現故障，能夠及時聯系維修人員進行處理，以免影響正常生產。對水電站電氣設備進行及時淘汰與更新，切實保障水電站電氣設備高效運行，推動國內水利水電建設事業可持續發展。