水電站一次設備水淹后修復施工工藝探討

周敏利

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明650032）

1 概述

云南滇西某 水電站，為流域梯級規劃的第三個梯級電站，電站裝機容量為3×105 MW，共315 MW。水輪發電機組由通用電氣亞洲水電設備有限公司設計制造，發電機出口至主變低壓側采用離相封閉母線進行連接，出口電壓13.8 kV，發電機、變壓器采用單獨單元接線。

此次水電站發電機層進水事件導致離相封閉母線從發電機出口的所有母線及一次設備均處于水面以下（主變壓器除外），從事件發生至搶修抽水4 d后，水位高程降至水輪機層以下，離相封閉母線及出口電壓設備才全部露出水面，母線及一次設備進水及油污附著嚴重（廠房進水后，油系統管路內的透平油全部滲漏出來，積水抽出后油污會附著在其他設備上，對封閉母線的清掃工作帶來很大影響）。

主要一次設備：廠高變3套，勵磁變3套，GCB設備3套，封閉母線及附件3套，PT柜和LA柜各3套，PT和CT共27只。

2 設備受損情況檢查及擬采取的修復工藝

2.1 設備受損情況

在水淹事件發生4 d后，廠房排水工作完成，水淹設備全部開始清點，發電機及一次設備無外觀受損，設備里無明顯泥沙淤積，但是設備表面及里面油污染較嚴重，盤柜端子箱里電氣元件進水，部分端子排金屬部分有銹斑。

2.2 擬采取的修復措施

針對現場實際情況，制定相應的修復措施及工藝，對以下一次設備盡量采取現場修復，包含封閉母線及絕緣子、廠高變、勵磁變、PT柜和LA柜、出口GCB以及所連接的高壓電纜等，修復不了的再進行更換。

修復步驟：清洗→除濕干燥→電氣試驗→試投運。

3 施工具體措施

3.1 現場排水

清除地面積水，清掃設備安裝場地，對施工現場進行干燥處理，利用除濕機與軸流風機對現場24 h不間斷干燥，降低施工現場的空氣濕度。

廠高變、勵磁變底部、GCB內部積水抽水無法排凈，采用自吸泵進行抽排水，再用干凈白布進行清掃。

打開封閉母線檢查孔板，排除里面積水。

3.2 設備清洗

（1）清洗離相封閉母線外殼、支吊架表面油污。

（2）打開離相封閉母線安裝檢修孔，清掃母線內導體、電流互感器、支柱絕緣子，存在油污的地方采用酒精或電氣清洗劑進行清潔。

（3）拆卸廠高變與母線的連接部位，拆除外殼，對本體采用酒精或電氣清洗劑進行清洗，對銹蝕的連接螺栓進行清潔處理。

（4）拆除勵磁變連接線，拆除外殼，對本體采用酒精或電氣清洗劑進行清潔。

（5）拉出PT柜內PT小車，清除柜內積水，擦拭PT柜內水漬，清潔柜體。對PT柜內存在油污的部位及電氣元件采用酒精及電氣清洗劑進行清潔。

（6）采用酒精或電氣清洗劑對GCB本體及控制柜進行清潔，檢查電氣元件是否損壞。

3.3 設備干燥

（1）根據母線結構特點，對母線進行分段分解；打開母線可拆卸的端頭蓋板，配置熱風機對母線進行干燥。干燥時需在母線一端進行熱風強迫通風，而另一端口打開，利用熱風將母線內濕氣從母線另一端帶走。

（2）拆解母線內的盤式絕緣子和支撐絕緣子，拆除所有的PT、CT，放在制作的簡易加溫棚進行集中干燥，過程中隨時監控溫度不超過80℃。

（3）用熱風機對PT柜、GCB控制柜、母線本體端子箱或控制箱進行干燥。

（4）對清理干凈的廠高變、勵磁變外部進行干燥，本案中是在周圍懸掛履帶式加熱塊進行，注意保持空間距離，設備表面溫度不宜超過80℃。

（5）分別對廠高變高、低壓側三相并聯通直流電進行干燥，電流控制120～180 A，控制溫度在80℃以下。

（6）分別對勵磁變高、低壓側三相并聯通直流電進行干燥，始終保持電流控制低壓側不超過額定電流，高壓側在150 A以內，控制溫度在80℃以下。

3.4 現場試驗

（1）檢查所有母線支柱絕緣子外觀，并進行絕緣電阻測量。

（2）測量母線絕緣電阻值，符合要求后進行母線交流耐壓。

（3）分別測量CT的絕緣電阻、測量CT二次繞組的直流電阻、測量鐵心夾緊螺栓的絕緣電阻、進行CT繞組的交流耐壓試驗。

（4）測量PT繞組的絕緣電阻，測量一次繞組直流電阻，測量鐵心夾緊螺栓的絕緣電阻，進行交流耐壓試驗。

（5）測量避雷器絕緣電阻和泄漏電流，測量工頻參考電壓或直流參考電壓。

（6）更換PT柜、母線本體端子箱或控制箱內受損的電氣元件，測量柜內電氣回路和電纜絕緣電阻，進行電氣回路檢查，合格后進行PT柜、母線本體端子箱或控制箱的通電試驗。

（7）按規范要求測量高廠變和勵磁變繞組、鐵心的絕緣電阻、測量鐵心夾緊螺栓的絕緣電阻、交流耐壓試驗，應業主要求對廠高變進行局放試驗。

所有設備按照電廠電氣設備檢修規程的標準來試驗，試驗合格后進行回裝，其中有2只CT和1只PT試驗未通過，要進行更換，其他設備回裝完成后通電試運行均成功。

結果：經過上述步驟所修復設備至今已經安全運行超過18個月，未發生故障性停運。

4 現場施工過程中的難點及注意事項

（1）在對單個設備進行干燥處理時，測量絕緣電阻值出現反復，忽大忽小，最后發現是由于一次設備室經過泡水后，樓板墻壁間出現嚴重的泛水情況，導致大環境濕度變化巨大，所干燥的單個設備回潮所致。處理方法：全封閉一次設備室整個空間，按照空間面積投放除濕機，本次在一次設備室共投入10臺功率1 000 W除濕機不間斷運行，同時，在房間進出口通道還設置了大型軸流風機讓空氣形成對流，利用空氣的流動及熱風原理將房間內地板和墻壁里水分快速帶走，僅用了5 d時間，房間內地板及墻壁泛水情況得到極大改善，房間內濕度始終保持在75%以下，所干燥設備絕緣電阻值也未出現反復變化情況，直至設備投運后拆除封閉及除濕設備。

（2）在對離相封閉母線處理過程中發現，母線進行通熱風干燥處理回裝后，測量其絕緣電阻值已滿足要求，并且母線工頻耐壓試驗也已經合格，但放置10 d后測量絕緣降低嚴重，20 d后絕緣電阻值已經降低到要求以下。經現場分析及討論后排除了是因為空氣回潮導致的絕緣降低，現場室內環境濕度一直保持在75%以下，最后猜測是否因為封閉母線內導體內部進水導致的（通風干燥時只是在導體與外殼間隙間進行）。為了驗證猜測，后將空間位置最低幾處支柱絕緣子拆除，在該處用手提電鉆打Φ5 mm小孔，內部確實有水流出。分析原因：因封閉母線是多段焊接安裝，每兩段接口處焊接起來，若安裝時焊接工藝控制不嚴格，焊接處均會出現氣孔或縫隙，又由于長時間浸泡水中，導致母線中心導體內部進水，這用熱風干燥法是沒法短時間內吹干的。處理方法：對封閉母線中心導體位置低的底部，用手提電鉆打Φ8 mm小孔，首先排干積水，再在高的一端打Φ16 mm孔，接管用熱風從高至低進行強迫通風干燥，直至低處孔口出風干燥無濕氣為止，最后母線試驗合格后再用環氧樹脂封堵全部開孔。實踐證明該處理方法是正確的，在母線試驗合格后10 d、30 d再次對該母線進行絕緣電阻檢查，再未出現絕緣電阻值降低情況。

（3）在對廠高變和勵磁變進行外部干燥處理和內部通電加熱之前，特別查看了好多文獻及廠家資料，勵磁變和廠高變線圈均采用的是環氧樹脂整體澆筑成型，可以用上述方法進行修復處理，最后運行結果證明此次修復處理方法是正確的。但是在后續廠用變用此方法修復后，雖然各項試驗均通過，但在對其進行10 kV受電檢查時，僅僅只有2 min，廠用變發生匝間短路、放電、火花等現象，受電停止。經過分析后得出結論：因廠用變制造方式與勵磁變不同，所用絕緣材料也和勵磁變不同，也不是采用環氧樹脂整體澆筑而成，現場干燥后試驗只能檢查出廠用變整體絕緣水平，而不能測量匝間絕緣情況，因此型號廠用變密封性不好，長期泡水導致匝間進水，而干燥過程很難除去匝間的水分，導致在通電檢查時發生了砸間短路現象，最后3臺廠用變全部返廠修復處理。在此提醒各位讀者今后如果遇到相似的工程，需格外注意變壓器繞組澆筑的絕緣材質和結構，以免盲目處理導致意外發生。

5 結束語

水電站一次電氣設備是水電站運行主要設備，電壓等級高、所要求的絕緣等級也比較高、電壓設備套數多且單價貴，本案中水電站地處邊陲，設備更換及返廠修復費用都比較高、且時間周期會比較長，因此采取現場修復處理是最經濟的方法，在不大量更換設備的情況下采用本案中的設備工藝處理方法，既節約了處理成本也節約了時間。本案中電站淹水事件發生后預計5個月后重新首臺機組投運，經過現場合理組織施工，使水電站首臺機在3個月內就投入運行，至今已經安全運行18個月以上，也充分證明用以上方式處理類似情況是安全可靠的。