水電站電氣設(shè)備安全運(yùn)行與維護(hù)管理

周川鵬

摘 要：隨著我國工程建設(shè)步伐的加快，水電站電氣設(shè)備運(yùn)行中的自動(dòng)化程度較高，電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性達(dá)到了較高水平，因此，對于電氣設(shè)備安全運(yùn)行中存在的故障，要采取維護(hù)管理措施，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性。文章主要探究水電站電氣設(shè)備安全運(yùn)行與維護(hù)管理的相關(guān)問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：水電站電氣設(shè)備;安全運(yùn)行;維護(hù)管理

中圖分類號(hào)：TV7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2022）04--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.050

水力發(fā)電屬于可再生能源，水力發(fā)電對環(huán)境影響不大，水力發(fā)電設(shè)備長期使用會(huì)出現(xiàn)設(shè)備老化和安全故障，采用定期維護(hù)手段，可以保證水電站電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。水電站可以輸出水力能源和電力，電氣設(shè)備負(fù)責(zé)電能和水力轉(zhuǎn)換，對運(yùn)行環(huán)境的要求較高，設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行對發(fā)電效率會(huì)產(chǎn)生直接影響，水電站的日常工作是定期檢修水力發(fā)電電氣設(shè)備，分析故障的規(guī)律性，從而采取有針對性的檢修措施。

1 水電站電氣設(shè)備的故障特點(diǎn)

我國水電站電氣設(shè)備的故障特點(diǎn)是趨勢性惡化和偶發(fā)性惡化。

趨勢性惡化是指電氣元件的老化，元件的損壞會(huì)降低穩(wěn)定性，容易造成電氣設(shè)備故障。對于趨勢性惡化，維護(hù)人員要分析元器件工作過程中的各項(xiàng)參數(shù)，檢查元器件外觀變化，通過故障處理方案提高檢測頻率。

偶發(fā)性惡化是隨機(jī)性的，維護(hù)人員可以根據(jù)電氣設(shè)備的種類，建立信息化監(jiān)控識(shí)別平臺(tái)，利用特定程序算法，全面分析電氣設(shè)備中電子元器件的參數(shù)，確定元器件的工作范圍，在系統(tǒng)對照處理中，處理偶發(fā)性惡化現(xiàn)象[1]。

2 水電站電氣設(shè)備的安全運(yùn)行

水電站的運(yùn)營需要各類精密電氣設(shè)備的支持，在此基礎(chǔ)上才能正常利用電力和水力。水電站中的電氣設(shè)備，包括一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備在電能和水力間轉(zhuǎn)換，分配產(chǎn)生電能的電力資源，組成部分包括變壓器、發(fā)電機(jī)、互感器、母線。二次設(shè)備作為輔助設(shè)備，監(jiān)控一次電氣設(shè)備，保證一級(jí)設(shè)備的正常運(yùn)行。

水電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行可以轉(zhuǎn)換水力和電力能源，從而增加經(jīng)濟(jì)效益，因此，水電站的運(yùn)營維護(hù)關(guān)系到電氣設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行效率，有利于節(jié)約水電站的運(yùn)營成本。

3 水電站電氣設(shè)備的維護(hù)管理策略

電氣設(shè)備的維護(hù)管理要遵循相關(guān)流程，檢修人員開展檢修工作時(shí)要填寫申請和票據(jù)，提前填寫操作票等證明，上級(jí)批準(zhǔn)后實(shí)施操作。由于設(shè)備檢查和維護(hù)中涉及專業(yè)知識(shí)，設(shè)備的操作比較復(fù)雜，要通過培訓(xùn)提高檢修人員的專業(yè)知識(shí)水平和責(zé)任意識(shí)，明確崗位人員的職責(zé)，落實(shí)責(zé)任制度，操作制度和流程的明確，防止人為操作失誤，完善設(shè)備的操作程序和檢修方法，保障檢修工作的落實(shí)到位，水電站的管理團(tuán)隊(duì)可以制定設(shè)備使用的管理章程，工作人員可以按照要求操作，將人為因素的影響降到最低[2]。

水電站機(jī)電系統(tǒng)的大型設(shè)備，不能及時(shí)處理設(shè)備故障，會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。維護(hù)和檢修機(jī)電設(shè)備要把控重點(diǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，采取科學(xué)的事故防范措施，檢修人員要掌握專業(yè)的檢修技能，提高質(zhì)量意識(shí)和安全意識(shí)。

對故障發(fā)生的原因采取有針對性的解決措施，在安全檢測中要排除人為因素，建立事故防范機(jī)制，防止檢修人員在操作中的散漫行為，系統(tǒng)操作要經(jīng)上級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)的批準(zhǔn)，檢修人員的日常維護(hù)管理要重視表格單據(jù)的填寫，保證各項(xiàng)工作的規(guī)范化開展。

對電氣設(shè)備的日常維護(hù)和管理可以制訂檢修維護(hù)計(jì)劃，明確電子元器件的維護(hù)方式和檢修周期。由于電氣設(shè)備系統(tǒng)具有復(fù)雜性，設(shè)備的精密程度較高，相關(guān)企業(yè)定期開展各類技能培訓(xùn)，提升維護(hù)管理和檢修水平[3]。

為保證水電站電氣設(shè)備的良好運(yùn)行，要維護(hù)管理電氣設(shè)備，保證事故檢修和處理的有效性，提高發(fā)電效率。同時(shí)，引進(jìn)新技術(shù)和新設(shè)備制訂設(shè)備檢修方案，保證水電站的良好運(yùn)行，提高設(shè)備檢修水平。

3.1 日常檢查和記錄

對于電氣設(shè)備的維護(hù)要進(jìn)行日常檢查和記錄，有助于及時(shí)解決故障，將其作為設(shè)備維護(hù)的參考，根據(jù)既定的檢修規(guī)范，按照程序進(jìn)行維護(hù)和檢修，預(yù)防性的檢修維護(hù)可以保障設(shè)備運(yùn)行的安全性。

根據(jù)設(shè)備的規(guī)定時(shí)間段和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面判斷，優(yōu)化調(diào)整水電站的運(yùn)行情況，有利于提高電氣設(shè)備的工作效率。水電站的運(yùn)行要嚴(yán)格管控電氣設(shè)備的零件質(zhì)量，詳細(xì)記錄維修中的零件使用、替換情況，仔細(xì)保管各類表格、圖紙、檔案，保證檔案數(shù)據(jù)的完整性[4]。

3.2 通過觀察檢查電氣設(shè)備

維護(hù)電氣設(shè)備要檢查其外觀，確保電氣設(shè)備具有良好的運(yùn)行狀態(tài)。判斷電氣設(shè)備運(yùn)行的異常性，要檢查儀表的指針，維護(hù)輔助型二次設(shè)備中的電氣，觀察機(jī)組運(yùn)行的振幅和位移情況。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，通過聲響、嗅覺等方式判斷，關(guān)注和查找異味來源，消除電氣設(shè)備短路引發(fā)的火災(zāi)，觀察外觀的損壞程度和裂紋松動(dòng)、螺栓上緊情況，詳細(xì)記錄檢查結(jié)果，降低安全隱患[5]。

3.3 電氣設(shè)備的故障診斷

隨著信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國水電站電氣設(shè)備的更新速度逐步加快。電氣設(shè)備故障診斷對電氣設(shè)備維修很重要，診斷過程可以利用檢測技術(shù)提高故障診斷效率。故障診斷要有針對性，有利于快速判斷接觸不良等故障，節(jié)約維修成本，縮短電氣設(shè)備的停機(jī)時(shí)間。

第一，經(jīng)驗(yàn)法的使用要彈壓活動(dòng)部件，部件觸頭的摩擦可以增強(qiáng)靈活性，避免氧化觸頭。這一方法可以確定故障范圍，用橡皮錘敲擊電路，并且要帶電檢查，辨別和排除電路故障。

第二，水電站電氣設(shè)備的故障診斷要用儀表儀器等輔助工具，通過這些工具判斷線路故障。對于突然出現(xiàn)的故障，要利用儀表檢測電路和元件，判斷其接觸不良等情況。

第三，電阻檢測法檢測線路的通暢性，將電源增加在電路兩端，串聯(lián)檢測電路和電流表，根據(jù)異常判斷設(shè)備的阻值變化。

第四，電壓檢測法要測量電源電壓和支路電壓，電壓不為零表示電路接觸異常，接觸器的非正常運(yùn)行說明線路回路存在故障。

第五，水電站的電氣設(shè)備運(yùn)行中要巡回檢查，通過必要的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，利用巡回檢查確定機(jī)械電氣設(shè)備的工作狀態(tài)。

巡回檢查中，可以采用科學(xué)的方法按照流程進(jìn)行巡回檢查，利用肉眼檢查電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，觀察表面判斷故障，機(jī)械電氣設(shè)備會(huì)受到電荷的持續(xù)影響，從而產(chǎn)生特殊氣味，通過嗅覺判斷故障問題，聽機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中的異響，判斷存在的故障問題[6]。

3.4 故障的監(jiān)控預(yù)警和檢修

3.4.1 監(jiān)控預(yù)警

水電站電氣設(shè)備的維護(hù)管理可以構(gòu)建預(yù)警系統(tǒng)，水電站的電氣設(shè)備管理中可以運(yùn)用電子報(bào)警技術(shù)，全面監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，處理設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，在監(jiān)控設(shè)備中對不良狀況自動(dòng)報(bào)警，提醒檢修人員根據(jù)故障定位確定故障根源，事故發(fā)生時(shí)要找到故障源和故障位置。

根據(jù)電氣設(shè)備的實(shí)際特性，了解各類電氣設(shè)備的工作形式，實(shí)施應(yīng)急處理方案，科學(xué)調(diào)試和優(yōu)化電氣設(shè)備，水電站的電氣設(shè)備要設(shè)置保護(hù)措施，防止出現(xiàn)故障連鎖反應(yīng)。設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，可以保證水電站的穩(wěn)定發(fā)電，減少故障發(fā)生概率。

電氣設(shè)備的維護(hù)和檢修中預(yù)警系統(tǒng)可以發(fā)揮作用，在故障發(fā)生的第一時(shí)間提示檢修人員，有利于短時(shí)間內(nèi)解決故障。預(yù)警系統(tǒng)的建立要配備監(jiān)控設(shè)施和警報(bào)裝置，在線監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備中的傳感器可以采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提高檢測的精準(zhǔn)性，遠(yuǎn)程監(jiān)控可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，從而檢測和預(yù)防故障。

3.4.2 故障檢修

水電站電氣設(shè)備的故障檢修可以采取計(jì)劃檢修和搶修的方式，處理臨時(shí)產(chǎn)生的故障，相關(guān)部門對檢修進(jìn)行計(jì)劃和安排，包括大規(guī)模的檢修和局部檢修，兩種檢修方式在應(yīng)用中存在不足。由于故障檢修具有被動(dòng)性，故障發(fā)生時(shí)采取緊急措施，會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。

檢修過程具有盲目性，要耗費(fèi)物力和人力，缺乏針對性，因此檢修效率較低。根據(jù)設(shè)備的使用時(shí)間確定檢修方式，相關(guān)部門可以采取科學(xué)的診斷方法，發(fā)現(xiàn)問題后采用先進(jìn)的檢測技術(shù)，機(jī)電設(shè)備檢修工藝的合理選擇很重要，全面觀察變壓器的外觀和內(nèi)心，關(guān)注母帶捆綁的牢固性和絕緣層的劃傷情況，重點(diǎn)檢查發(fā)電機(jī)的消弧線圈。

3.5 采用科學(xué)的檢修方法

3.5.1 采用“檢”與“修”結(jié)合方法

電氣設(shè)備的檢修要注重“檢”與“修”的結(jié)合，將預(yù)防工作落到實(shí)處。水電站電氣設(shè)備的檢修，要明確規(guī)定設(shè)備的檢修時(shí)間，水電站電氣設(shè)備的檢修方式會(huì)影響檢修質(zhì)量和檢修效率。例如，關(guān)鍵性的部分包括電壓控制設(shè)備和發(fā)電器，通過預(yù)防和檢測，使線路的運(yùn)行正常化，定期組織人員清理關(guān)鍵位置，防止塵土和雜質(zhì)對設(shè)備運(yùn)行的影響，對運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)督管理，可以防止漏電。檢修變壓器要對開關(guān)進(jìn)行隔離檢查，檢測電壓、接地的平穩(wěn)性，檢測結(jié)構(gòu)部件的故障[7]。

3.5.2 推廣綠色檢修方法

綠色檢修的經(jīng)濟(jì)效益較高，不會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，綠色檢修中要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，強(qiáng)化設(shè)備性能，有助于降低電氣設(shè)備檢修成本。檢修工具要選擇無污染和低能源消耗的工具，在定期檢測中要保養(yǎng)和維護(hù)機(jī)電設(shè)備，有利于及時(shí)解決小故障。

綠色安全維修要科學(xué)改造電氣設(shè)備，保證電氣設(shè)備具有完整的功能，注重對電氣設(shè)備功能的恢復(fù)、維護(hù)和改善，降低成本損失。檢修人員要保養(yǎng)和維護(hù)水電站的設(shè)備，保證設(shè)備整潔，有利于延長設(shè)備使用時(shí)間。

綠色檢修中，要降低維修工具成本，嚴(yán)格管理檢修工具十分重要，開發(fā)無污染和低能耗的檢修工具，提高檢修效率。通過技術(shù)創(chuàng)新降低檢修過程中的能耗，在設(shè)備檢修過程中，有利于減少損失和污染。

3.6 一次設(shè)備的檢修

水電站正常工作需要一次設(shè)備，一次設(shè)備作為基礎(chǔ)設(shè)備，對一次設(shè)備進(jìn)行故障檢修，重點(diǎn)檢修變壓器和隔離開關(guān)故障，變壓器設(shè)備的檢修要清理外部殼體，用棉布蘸上酒精，清理處理絕緣子和鐵芯，對各部件的詳細(xì)檢查，可以防止出現(xiàn)變形、移動(dòng)以及損壞，緊固件出現(xiàn)松動(dòng)，可以及時(shí)更換部件。

隔離開關(guān)的檢修，要檢查GCB控制柜，檢測各部分結(jié)構(gòu)的外觀，檢測空氣中的SF6，確保不存在泄漏問題。檢查開關(guān)工作情況，上封蓋的開啟，確定兩側(cè)導(dǎo)線體不存在接頭和接觸問題，緊固處理松動(dòng)的螺栓。

3.7 各部位的定期檢查

水電站電氣設(shè)備的運(yùn)行中要定期檢查以下部位：

第一，檢查消弧線圈。水電站電氣設(shè)備運(yùn)行中檢查消弧線圈的外觀，確保消弧線圈沒有出現(xiàn)損壞和短路現(xiàn)象，保證其外觀的干凈整潔，保證設(shè)備外觀沒有裂縫和損壞。

第二，檢查地線短路連接部位，包括對腐蝕情況的檢查，手工清洗中性消弧線圈柜，檢查設(shè)備線圈芯、銅棒、設(shè)備外殼、緊固件等。

第三，定期檢查大電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子，檢查上端線路，確保無損壞和劃痕。

第四，檢查發(fā)電機(jī)定子云母的捆綁結(jié)實(shí)情況。

第五，檢查線路過熱導(dǎo)致變色的情況和發(fā)電機(jī)隔離出口，保證線路連接的正確性，所有設(shè)備要確保具有絕緣狀態(tài)。

第六，檢查設(shè)備控制柜，要保證部件無損壞，且不存在氣體泄漏。對發(fā)電機(jī)隔離開關(guān)的檢查，要穿絕緣服檢查，在檢查中要保證具有良好的接地線，檢查電線和隔離開關(guān)的連接情況，檢查設(shè)備接線，通過實(shí)驗(yàn)明確發(fā)電機(jī)的工作能力[8]。

3.8 處理事故要避免擴(kuò)大

水電站電氣設(shè)備運(yùn)行中要加強(qiáng)維護(hù)管理，在維護(hù)管理中要防止現(xiàn)場事故處理的擴(kuò)大。

第一，對于安全事故，現(xiàn)場人員要沉著冷靜，采取果斷迅速的處置措施。對水電站事故的處理，要準(zhǔn)確定位事故的范圍、性質(zhì)，采取措施解決故障，切斷事故產(chǎn)生的根源，控制事故的危害，將事故損害降到最低。

第二，水電站工作人員要明確電力體系的工作形式，優(yōu)化調(diào)試故障設(shè)備。有些設(shè)備沒有故障問題，要保證不受其他故障設(shè)備的影響，輸電要保證正常性和穩(wěn)定性，現(xiàn)場人員可以按照規(guī)章制度操作，保障電氣設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性，防止人為錯(cuò)誤操作造成惡性事故，將安全事故的發(fā)生概率降到最低。

第三，發(fā)電站的信號(hào)傳遞可以采用PLC系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，采用金屬隔離方式進(jìn)行系統(tǒng)的抗干擾處理，在強(qiáng)電磁環(huán)境下保障PLC的可靠性，建立故障診斷方案，采取故障診斷技術(shù)，采用抗干擾處理保障控制效果[9]。

4 結(jié)語

綜上所述，要加強(qiáng)對水電站電氣設(shè)備運(yùn)行故障的維護(hù)管理，對設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)，保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。文章主要分析了我國水電站電氣設(shè)備的故障特點(diǎn)、水電站電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，探究水電站電氣設(shè)備的維護(hù)管理策略，包括日常檢查和記錄、通過觀察檢查電氣設(shè)備、電氣設(shè)備的故障診斷、故障的監(jiān)控預(yù)警和檢修、采用科學(xué)的檢修方法、一次設(shè)備的檢修、各部位的定期檢查、處理事故要避免擴(kuò)大等，通過分析研究，進(jìn)一步提高水電站電氣設(shè)備安全運(yùn)行與維護(hù)管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 李縣輝.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與故障檢修分析[J].設(shè)備管理與維修，2019（12）：64-65.

[2] 王海平.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)研究[J].設(shè)備管理與維修，2019（14）：89-90.

[3] 柳海鵬.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與故障檢修探討[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2019（5）：76-79.

[4] 江愛華.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)及檢修[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（7）：55-56.

[5] 湯興寶.水電站電氣設(shè)備檢修技術(shù)革新與運(yùn)行維護(hù)分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（29）：161-162.

[6] 鄭茂蕤.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行的檢修技術(shù)實(shí)際應(yīng)用探索[J].中國金屬通報(bào)，2018（9）：164，166.

[7] 銀娟.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與故障檢修[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（26）：179-180.

[8] 江東偉.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與故障檢修[J].建材與裝飾，2018（32）：262-263.

[9] 謝娟.水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與故障檢修研究[J].黑龍江水利科技，2017（11）：182-184.