淺析小型水電站電氣設備的常見故障與排除

司進龍

四川鑫源礦業有限責任公司，四川甘孜 626700

隨著國民經濟的飛速發展，人們對資源的需求越來越大，但是由于傳統自然資源的消耗會產生巨大的環境污染，因此，相對“零排放”的水電站受到了人們的關注。水電站不但可以為我國農業種植提供灌溉，而且可以利用水力發電，相比傳統發電廠的大量排放，水電站在環境保護上具有極大優勢。我國的水電事業得到了迅猛的發展，尤其是已建成的或者在建的小型水電站在我國的全國各地不斷涌現，水電站自動化的程度也不斷提高。與此帶來的水電站電氣設備的故障也隨之涌現出來，水電站電氣設備受影響的因素多種多樣，因此，對于水電站電氣設備運行中出現的常見故障和排除的研究就顯得十分重要，本文對此進行相關研究無論是對其理論上還是現實運行均有著現實的意義[1]。

1 小型水電站電氣設備常見故障

1.1 濕度引起的電氣故障

濕度對于小型水電站的正常運行有著一定程度的影響，雖然水電站中的設備基本可以抵抗潮濕對其的影響，但是由于水電站的設備長期在河流上運行，空氣中濕氣相比傳統設備使用的環境要大很多。空氣中的濕氣對設備最為明顯的傷害主要體現在金屬部件的磨損、金屬部件的腐蝕、濕氣使霉菌瘋狂繁殖導致設備的絕緣能力降低[2]。其對應的具體影響是：

（1）電氣設備的絕緣強度會因為使用環境濕度較大而極具降低。小型水電站的電氣設備的絕緣強度與空氣中的濕度成反比例關系，濕度越大、絕緣程度越低。小型水電站電氣設備的絕緣材料表面由于長期與濕潤空氣接觸將會導致電氣設備的絕緣材料的絕緣程度降低。如果變壓器或者絕緣材料的內部有水氣滲入將會嚴重影響設備的正常運行，發生電氣故障。

（2）長霉菌和濕度過大。在潮濕的環境當中，極易生長各類的霉菌，霉菌的生長和發芽將會導致設備絕緣能力的下降，更嚴重的是腐蝕電氣設備，尤其是設備中的繼電器的線圈、儀表中的線圈等較為薄弱的部件，最終導致斷線的情況。

1.2 電弧導致的電氣故障

由于電弧具有一定程度的導電性，會導致水電站設備的短路。電弧的弧柱可以迅速拉長和移動，重量較輕，屬于可以導電的離子流。開關的絕緣油等其他的材料可能因為電擊的原因極具膨脹，最終出現爆炸或者短路的情況。

1.3 電壓不穩定導致的電氣故障

水電站設備中的電壓過高或者過低并且超過了設備的承受極限時，設備將會受到影響。巨大的電壓將會導致嚴重的設備故障，給水電站的設備甚至工作人員的人身安全造成一定程度的威脅。

1.4 設備運行溫度過高導致電氣故障

（1）運行溫度上升將會對電子元件產生影響。在各類設備中，溫度過高是對元器件最大的傷害，當溫度過高時將會破壞電子元件的半導體集成元件，一定程度上也能使得電子程序得到激活，這就會導致電子元器件的性能降低，進而導致電子設備不正常工作。

（2）運行溫升對電接觸產生影響。在眾多小型水電站的運行過程中，出現故障的原因大多數是接觸不良，然而接觸是否正常多取決于電接觸部位的溫度。在設備溫度過高時會產生導體的表面產生接觸電阻，這樣往往會加劇氧化的程度，氧化過大時可能會融掉焊觸頭，導致接觸的穩定性最終導致電弧或者閃弧產生設備的故障。

（3）運行溫度過高對絕緣產生影響。當溫度過高時對有機絕緣材料產生絕緣性能降低、老化、脆化的情況出現，導致有機絕緣體壽命減少。根據相關研究表示，溫度和有機絕緣體的壽命成反比關系，倘若溫度升高8～10℃，則絕緣體壽命將會減少一半。

2 電氣設備的故障診斷與檢修

2.1 電氣設備故障的排除

伴隨著我國水電事業的不斷完善和發展，科學技術水平的不斷進步，水電站中電氣設備的更新換代速度也在迅速提高，現已呈現出一體化的發展趨勢。與此同時，電氣設備的不斷復雜使得電氣設備的故障變得更加多元化，雖然診斷和維修的水平也在發展，但是我們應該廣泛發展設備檢測的能力，致力于高效地檢查出故障原因和狀態，繼而采用針對性的檢修手法和技術，減少由于設備故障而導致的經濟損失。傳統的設備檢修大多是依靠經驗式的檢修手法，對于技術的交替和傳承存在嚴重失真的問題。在面對問題時一些有經驗的檢修師傅能憑借檢修的經驗迅速發現問題的源頭，但是這樣的員工畢竟是少數，大多數的新員工面對設備問題經常是無從下手，尋找很久也不能及時、有效地找到問題的根源，無法徹底解決問題。

隨著我國科學技術的不斷發展，檢修技術和檢修設備都有很大的提升，這就方便檢修的員工對設備出現的問題進行檢修和排查，在保護設備正常運行的同時也提高了水電站的產能效率。

2.2 電氣設備的檢修

過去很多年里，面對水電站中出現的設備故障，檢修員工大多是通過搶修和定期檢查的方式來對水電站設備進行維護檢修。其中搶修是指面對水電站設備出現故障時采取的緊急處理措施。計劃性的檢修是指按照原定的計劃在固定的時間段內對水電站設備進行檢修和維護。但是這2種方式都具有一定的局限性和盲目性，最為行之有效的方式是在設備運行的過程中及時發現問題并及時將問題解決，將故障率盡量降低，當發生故障的時候，應當立即停止設備，避免對設備造成更大的損害。其次，檢修員工應當在最短的時間內將故障排除，減少因為設備故障對水電站運行造成的損失。在雨水季節到來之前組織員工對設備進行全面的體檢，保證設備在雨水季節的正常運行。在檢修產品的過程中對故障進行全面的記錄，為檢修員工培訓和類似故障解決提供一定的參考。

3 水電站電氣設備的運行維護的主要措施

3.1 增大巡回檢查制度

在水電站中的各項工作中，巡檢工作是極為重要的。巡檢工作能夠及時發現故障和不合理的機器定位，發現故障地方，及時進行恰當的處理。但是巡檢需要消耗大量的員工勞動力，巡檢也多大是通過查看等基本的方式來進行的，對于發生在設備內部細小的故障往往不易被發現，風險依然存在。但是隨著科學技術的不斷發展，巡檢員工的裝備也變得更加智能和方便，這就為巡檢員工的巡檢工作帶來極大的便利。另外，巡檢員工在巡檢過程中發現的設備故障或者問題應當及時進行記錄，及時的記錄可以為后期對設備故障的反思和接下來的故障處理提供一定程度的參考。

3.2 規范的倒閘操作

在水電站操作中倒閘操作是其中比較重要的一個環節，倒閘操作的規范與否直接影響著整個水電站運行的安全與穩定。因此，需要規范倒閘操作，保證倒閘流程無誤的進行。（1）保證操作的員工對倒閘操作業務的熟悉，這就要求在倒閘操作前對員工進行培訓，保證操作的規范性。（2）管理人員積極對倒閘過程進行監督，保證倒閘操作的規范操作和順利完成，事后及時填寫倒閘的相關記錄。（3）在完成倒閘的操作后及時進行相關復查，復查人員也需要簽字確認，保證責任的精確劃分。

3.3 從制度上保證生產管理的穩步進行

水電站的自身安全不僅與水電站自身有關而且與下游居民都息息相關。因此，需要從制度上規范水電站的整體運行操作，提高水電站的工作效率。在整個制度保障中，安全排在首位，合理的水電站工作制度一方面能保護全體員工的人身安全，另一方面可以保證水電站設備的正常運行與穩定。針對水電站的制度管理，本文從以下幾個方面進行闡述：首先，嚴格劃分水電站的責任，使得每個部門、每個崗位都有專人負責，比如對每個員工的責任區域、負責范圍進行確定，將安全生產的相關責任落實到每一個確定的員工上。其次，完善監督管理機制，對每個員工定期進行檢查，發現問題及時解決問題，員工自身也需要不斷進行自我檢查，將設備故障扼殺在搖籃之中。

4 結語

綜上所述，我國經濟飛速發展致使人們對資源的需求更加迫切，并且人們的環保意識不斷加強，這就使得傳統的熱電廠已不能滿足社會的要求，水電站集灌溉與發電于一身，并且在環境保護上的優勢使其得到人們的重視并擁有著長遠的發展。于是水電站在全國各地分布更加密集并且由于水電站特殊的地理位置致使設備使用的環境與普通設備差距較大，因此，針對水電站電氣設備的常見故障排查就更加關鍵。水電站電氣設備受影響的因素多種多樣，因此，對于水電站電氣設備運行中出現的常見故障和排除的研究就顯得十分重要，本文就水電站中電氣設備常見的故障與排查展開論述，主要涉及電氣設備常見故障、故障的診斷與檢測和設備運行維護的主要措施。