水電站電氣設(shè)備常見故障與處理措施

（內(nèi)蒙古大唐國際海勃灣水利樞紐開發(fā)有限公司，烏海 016000）

0 引言

電氣設(shè)備故障對(duì)水電站運(yùn)行有很大影響，較為嚴(yán)重的會(huì)造成水電站水輪發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)，使水電站的發(fā)電效益大大降低。因此，要對(duì)水電站電氣設(shè)備出現(xiàn)的各類故障進(jìn)行梳理，并找出處理故障的有效方法，保障水電站的正常運(yùn)行。

1 電氣設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

水電站電氣設(shè)備的發(fā)展方向是一體化，這就要求設(shè)備的性能和質(zhì)量必須過硬。水電站要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，需要可靠的電氣設(shè)備作為支撐。要想實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的一體化，需要進(jìn)行有效管理，把運(yùn)行和管理有機(jī)結(jié)合，這樣才能使運(yùn)行效益提高到一個(gè)新高度，保證水電站的安全平穩(wěn)運(yùn)行[1]。電氣設(shè)備在運(yùn)行中受環(huán)境溫度、絕緣老化等因素影響，在一定時(shí)期會(huì)出現(xiàn)故障，給水電站帶來很大危害。

2 常見故障

電氣設(shè)備隨使用年限的延長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，威脅水輪發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。因此，要對(duì)電氣設(shè)備故障進(jìn)行梳理匯總，為水電站運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

2.1 母線故障

在水電站中，母線是電氣設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施，故障表現(xiàn)主要為接地短路。由于母線具有匯集、分配和傳輸電能的作用，類似于電氣設(shè)備的一個(gè)“樞紐”，所以當(dāng)發(fā)生短路的時(shí)候，會(huì)使與其相連的電氣設(shè)備受到影響，降低發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。一旦母線出現(xiàn)故障，其危害非常大，一定要對(duì)母線運(yùn)行全面檢查，加強(qiáng)日常監(jiān)盤和巡檢，這樣才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，提前做好防備。

2.2 發(fā)電機(jī)故障

發(fā)電機(jī)的常見故障主要有定子故障和勵(lì)磁故障。定子故障破壞性巨大，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和電力系統(tǒng)振蕩等嚴(yán)重影響，發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生損壞，水輪發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)。因此，必須高度重視這種障礙，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面巡檢監(jiān)控，避免這種故障發(fā)生。勵(lì)磁故障主要包括勵(lì)磁功率柜風(fēng)機(jī)故障、功率柜快熔故障等。如果出現(xiàn)這種故障，可能會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁系統(tǒng)低勵(lì)或失磁，使發(fā)電機(jī)失步，影響發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)運(yùn)行。

2.3 互感器故障

互感器有電流互感器和電壓互感器。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，互感器的表計(jì)數(shù)值就會(huì)存在很大誤差，對(duì)電流和電壓信息不能做出正確判斷。電壓互感器常見故障有二次側(cè)熔絲熔斷，電流互感器常見故障有二次開路等。

2.4 調(diào)速器故障

第一種是電液轉(zhuǎn)化器異常，當(dāng)調(diào)速器運(yùn)行的時(shí)候，雖然參數(shù)顯示一切正常，但是電液轉(zhuǎn)化器沒有進(jìn)行任何工作，這可能存在斷線故障。第二種開度、開限的運(yùn)行和設(shè)計(jì)的指標(biāo)不一致，調(diào)速器平衡指標(biāo)缺乏，說明調(diào)速器有機(jī)械方面故障。第三種主控PLC故障，一旦PLC本體卡機(jī)、顯示異常，就會(huì)使調(diào)速器工作出現(xiàn)異常，這種故障一般由PLC電路發(fā)生故障而出現(xiàn)的[2]。

3 處理措施

3.1 母線故障處理

母線發(fā)生故障會(huì)在水電站的中控室上位機(jī)中報(bào)出信號(hào)。比如當(dāng)母線母差保護(hù)動(dòng)作，上位機(jī)故障音箱報(bào)警，值長(zhǎng)立即組織運(yùn)行人員進(jìn)行事故處理，拉開故障母線相連開關(guān)的兩側(cè)刀閘，斷開跳閘開關(guān)的操作電源和控制電源，防止開關(guān)誤動(dòng)。全面檢查設(shè)備，查找是否存在明顯的故障點(diǎn)，并將事故情況匯報(bào)管轄區(qū)的調(diào)度，向調(diào)度申請(qǐng)母線停電檢修。在沒有查到明顯故障點(diǎn)時(shí)，該故障母線不得進(jìn)行試送電。

3.2 發(fā)電機(jī)故障處理

發(fā)電機(jī)發(fā)生定子接地故障時(shí)，中控室上位機(jī)報(bào)“發(fā)電機(jī)定子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作”事故信號(hào)，故障音箱報(bào)警，機(jī)組解列、滅磁、停機(jī)。運(yùn)行人員要監(jiān)視機(jī)組事故停機(jī)過程，必要時(shí)赴現(xiàn)地進(jìn)行手動(dòng)輔助。檢查發(fā)電機(jī)定子引出線、勵(lì)磁變及發(fā)電機(jī)出口PT高壓側(cè)有無明顯接地點(diǎn)[3]。在機(jī)組開機(jī)前，需要測(cè)量發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子絕緣是否合格，發(fā)電機(jī)進(jìn)行遞升加壓后，檢查無異常可申請(qǐng)機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)發(fā)生勵(lì)磁功率柜風(fēng)機(jī)全部停運(yùn)時(shí)，功率柜風(fēng)機(jī)“退出”故障信號(hào)燈亮，這時(shí)要調(diào)整機(jī)組負(fù)荷，降低勵(lì)磁電流，檢查風(fēng)機(jī)電源開關(guān)是否跳開，風(fēng)機(jī)檢查無明顯異常，可試合一次，注意功率柜風(fēng)機(jī)全停時(shí)，晶閘管溫度不要超過55 ℃，運(yùn)行時(shí)間不超過30 min，否則需要退出該功率柜。發(fā)電機(jī)有多臺(tái)功率柜時(shí)，其中一臺(tái)出現(xiàn)快熔熔斷時(shí)，可退出故障功率柜，立即聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理。

3.3 互感器故障處理

電壓互感器二次熔絲熔斷時(shí)，熔斷的故障相電壓會(huì)降低或?yàn)榱悖泄蜔o功表計(jì)指示也會(huì)相應(yīng)降低，這時(shí)應(yīng)檢查二次回路有無斷線，保險(xiǎn)是否熔斷或接觸不良，如查不到故障原因，應(yīng)進(jìn)行停電處理。電流互感器二次開路時(shí)，聲音會(huì)變大且常常會(huì)伴隨有放電現(xiàn)象，進(jìn)行二次回路開路檢查時(shí)，必須使用合格的工器具和防護(hù)用品。可根據(jù)故障現(xiàn)象判斷開路故障點(diǎn)是測(cè)量回路還是保護(hù)回路，在開路處進(jìn)行短接時(shí)，涉及的相關(guān)保護(hù)要先停用，無法帶電短接時(shí)，應(yīng)匯報(bào)調(diào)度進(jìn)行停電處理。

3.4 調(diào)速器故障處理

在處理這種故障的時(shí)候，要先準(zhǔn)確判斷故障類型。維修人員要對(duì)液壓設(shè)備進(jìn)行全面檢查，對(duì)數(shù)字閥和比例閥的性能進(jìn)行檢查，對(duì)導(dǎo)葉的開度信號(hào)詳細(xì)觀察，運(yùn)用手動(dòng)和自動(dòng)的方法反復(fù)調(diào)節(jié)，查明故障部位。當(dāng)液壓故障處理完成后，進(jìn)行復(fù)位操作，保證故障全部消失，避免機(jī)組啟機(jī)時(shí)故障信號(hào)閉鎖。

4 結(jié)束語

在水電站中，電氣設(shè)備也在加大規(guī)模和數(shù)量。電氣設(shè)備在運(yùn)行中，會(huì)面臨各類風(fēng)險(xiǎn)和故障，需要對(duì)其故障高度重視，確保電氣設(shè)備正常運(yùn)行。電氣設(shè)備在運(yùn)行中要運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和隱患排查治理等有效方法加以解決，提高其質(zhì)量和性能，從而實(shí)現(xiàn)水電站的安全、可靠運(yùn)行，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。