水電站電氣設備的運行安全性及維護管理

曹志金

（國能大渡河瀑布溝水力發電總廠，四川 雅安 625304）

水電站不僅是滿足國家農業生產灌溉的必要設施，還是國家發電事業的主要力量，和傳統的火力發電等方式不同的是，水力發電環保和清潔力更可觀，是一種適合長期應用發展的發電模式，前景非常光明。近幾年，我國水力發電領域發展勢頭突飛猛進，尤其是各類小型水電站，數量逐漸上升，在科學技術的不斷推動下，其自動化水平也愈發強大，然而隨之而來的是電氣設備運維管理方面的缺漏，相關從業人員需要全方位了解電氣設備運行與維護專業知識，才可以更好地滿足水電站高質量產出。

1 水電站電氣設備常見故障分析

1.1 勵磁裝置故障

在水電站進行作業的電氣設備，其運行會受到勵磁裝置的影響，通常在運行期間整體線路產生的電流比較小，但是電壓會持續上升，讓電機能夠正常運行。勵磁裝置工作期間會因為眾多因素出現故障，例如其內電環承壓較小，或是存在零件磨損等情況，以此導致勵磁裝置發生問題，產生線路過熱與短路等問題[1]。在此情況下，需要及時找出問題出現位置并加以維修，讓其能夠正常工作。實施設備保養時，要意識到運行穩定的重要價值，要實施有效檢修，讓設備運行更加高效順利。

1.2 變壓器故障

在水電站中電氣設備運行期間，變壓器是滿足正常供電的重要部分，在平時工作中，技術人員、管理人員要對其狀態加以定期檢查，同時落實檢修工作。通常情況下，變壓器若是出現故障，就會出現異響，例如其內部發生接觸不良情況和絕緣線擊現象等，這之中單相和地接觸就會出現異常聲響。并且，在變壓器運行期間可能發生絕緣瓷套管閃絡情況，其產生原因主要是密封變壓器中使用的膠墊不合規格，或是螺母產生的線路壓迫較小，導致絕緣管在環境影響下變潮，促使變壓器損壞不能順利使用。另外，若是絕緣膠套表面積留有灰塵和泥土，也會發生閃絡問題，致使絕緣縫隙間有游離的放電情況，尤其是在陶瓷套管被污染后，將會造成瓦斯燃燒并引起不可逆的損害。

1.3 調速器故障

在電液轉換器出現問題時，調速器常規運行會受到電液轉換器的影響，從而導致工作暫停，發生系統運行期間控制指令和操作指令無法跟其運行而傳遞的情況，導致整體工序無法順利推進，液壓系統也會發生無響應的問題。發生這種故障的因素主要有以下兩點：其一，機械故障因素。在長時間使用電液轉換器時，若是缺少必要的保護措施，即便其系統顯示正常、操作指令可順利下達，但是因為含有機械故障，將會出現現場缺少根據指令實施操作，電液轉換器不能順利運行的情況。其二，電氣故障因素。此問題會導致電液轉換器出現斷線和內部元件故障問題等，上述情況會導致系統發生問題，同時電液轉換器也不能順利工作，調速器運行也會發生異常。上述情況的出現，主要是因為單片機復位控制電路有隱患，需要及時查明原因并進行處理，讓系統快速恢復正常。此故障主要表現在調速器運轉期間，其導葉開度和開度指示信息出現的現象不一致，平衡指示表平衡心不佳，但在調速器手動運行時，其開度指示和導葉開度相符合，會導致調速器產生問題，也會影響系統運行[2]。

2 水電站電氣設備運行安全及其維護工作中的短板與弱項

2.1 重視程度不高

我國現在現階段有很多水電站過分關心生產和經濟效益，對于電氣設備管理和維護比較忽視，長期下來將會導致設備損壞，甚至影響到后續的生產效益。其根本原因在于水電站管理人員安全意識不足，不能提前預示到可能將來發生的問題。例如在平時工作期間，對于細小問題不重視，沒有定期開展電氣設備檢查，沒有對設備進行日常維護，只在發生問題時才開始注重問題的重要性，導致嚴重的經濟損失出現[3]。

2.2 電氣設備運行和維護水平需要加強

隨著科學技術的不斷發展完善，水電站設備信息化管理工作持續提升，在一定程度上促進了生產效率的提升，然而在具體操作期間，始終存在待完善之處。首先缺少統一的運維要求，在沒有設置標準性基礎數據的情況下，無法統一實施管理標準；其次缺少健全的信息化管理，信息渠道較為分散，使得檢索存在阻礙；不能實現數據信息共享；在管理水電站期間，很多管理人員只對小部分設備應用信息化開展維護與管理，多數設備還是沿用之前的傳統管理模式，致使運維效果不佳，大大影響生產效率。

2.3 專業管理與維護人才不足

目前，我國部分水電站工作人員專業能力稍有欠缺，專業維修技術需要加強，在平時工作中，沒有聘請專業人才進場指導，導致工作人員不能及時找出設備問題，更不能及時發現故障誘因，從而不能及時加以維修，導致小問題一步步演變成大問題，出現安全隱患，破壞生產效率。一些水電站還會由于管理人員自身專業能力不強，導致設備故障被誤判。管理人員偶爾會自己對設備進行維修，不光致使故障更加嚴重，還會增加成本，影響水電站設備科學管理。

2.4 缺乏先進的故障檢修方法

新時期科技在不斷發展，水電站建設規模也會日漸擴大，電氣設備也會隨著發展而持續升級優化，新型設備具有更理想的工作效率，并且對故障診斷也提出更嚴格的要求。之前的設備診斷方式不能滿足于新時期設備，也不能應對現代化設備對于故障診斷的現實需求。

3 常用故障檢修技術

3.1 檢測法

設備管理人員通過各種儀表開展對設備電路的監測，借助觀察檢測過程獲得的電壓和電阻數據，觀察設備內部線路通暢度，若是其顯示數據和預期不相符，則表示設備內部線路含有問題[4]。此種檢測方式能和現代化數據監測平臺良好結合，借助長期數據研究，輔助檢測人員發現工作設備的隱藏風險。

3.2 經驗法

經驗法是一種相對傳統的檢測方法，其對檢測維護人員專業能力要較為嚴格的要求，而普遍的經驗法檢測方式可以分為三種：第一，按壓活動部件，讓部件接觸面積進行摩擦，由此避免接觸點接觸不良情況；第二，敲擊法，借助敲擊設備出現振動，若是設備能夠在敲擊間恢復正常，那么代表其內部線路隱藏著接觸不良問題；第三，黑暗觀察法，即將設備放在黑暗環境中，觀察其故障位置是否有出現電火花情況[5]。上述檢測維護方法雖然比較傳統，但是在和設備監控體系結合之后，也可以切實加強維修檢護工作效率與質量。

3.3 PLC 系統監測

PLC 是發電站信號傳遞的中控制系統，為保證其現實控制效果，工作人員需要對其實施抗干擾加工。PLC 系統抗干擾加工可以借助金屬隔離的方式，確保PLC 在強電磁環境中穩定工作[6]。

4 水電站電氣設備運維管理的應用策略

4.1 運行與管理機制的建立

在開展水電站電氣設備安全運行和維護管理期間，存在一些弱項與短板，主要原因在于傳統管理模式落后、管理人員工作能力不足等。針對上述問題，要結合現實實施分析，制定健全的管理機制。首先，要調整傳統管理人員過分關注經濟效益但不注重設備維護的思想，同時要加大設備維護管理力度，為水電站發展提供健康的條件；其次，優化傳統的管理策略，提升管理方法及借助先進模式應用，加強管理水平，并且對設備及時加以更新，促進數字化技術發展；最后，招攬高水平技術人才提升工作人員綜合水平，科學安排工作崗位，根據規范標準，對設備開展維修和管理，保障水電站電氣設備安全運行，加強生產效率[7]。

4.2 加強班組安全管理

保證單位能否順利生產的核心工作就是水電站班組安全管理質量管理，在落實各項制度時發揮著重要的推動作用。安全是保證審查的關鍵基礎，因而，要將安全工作落實到各個環節當中，并且關注班組管理情況。然而在現實生產中始終存在一些不足，如果得不到及時解決，將會引起安全事故。其原因在于，班組成員結構不科學，文化素質良莠不齊，安全意識和責任意識不足，工作時態度不夠端正，影響安全生產。因此，在工作期間，需要加強班組成員安全意識，重視安全教育，并把安全責任制實施到個人；定期安排人員進行學習，還可以讓專業技術員來現場指導教學；在平時工作期間，及時對管理人員工作進行監督規范，定期開展巡查。在處理故障問題時，認真結合制度要求，防止自作主張，因為操作不規范而引發惡劣事故，降低故障出現概率，保證可以穩定開展。因此，水電站管理者在進行工作期間，嚴格遵守安全管理機制，及時約束員工不良行為。只有提高每個員工的安全意識，才可以更好地推進安全管理工作，減少安全事故發生率。

4.3 組建技術管理系統

保證安全運行的重點是要水電站電氣設備科學化管理，不光可以為運行提供有效支持，還可以保證設備的精準管理。第一，借助健全的管理系統的構建，獲得設備信息，將各類信息加以分析后對設備施以科學管理；第二，記錄和設備有關的信息，對設備使用期間故障出現情況或是使用時長等情況進行直觀掌握；第三，有效借助現代化信息技術，加強設備管理科學性，減少事故出現概率，以此更好地維護設備運行與養護工作。對此，構建技術管理系統至關重要。要組建一支高水平、高素質的管理隊伍，及時對工作中出現的各種故障和成因開展分析，同時采取針對性應對方案，控制事故發生概率，保證電氣設備安全運行[8]。

4.4 良好落實自動化技術

首先，自動化檢測的重要性。在水電站工作期間，定期對設備應用功能實施自動化檢測，對設備運行參數開展有效監控。進行監測時，主要設備有控制設備和其發電機組等，主要參數有溫度和電壓等數據。在監測完畢后，自動將信息轉變為數字和圖像分析，便于工作人員實施分析；其次，在水電站工作期間，會受到管理系統和其管理模式的影響，致使相關問題出現。因此，在自動化生產中，需要重視制定管理機制，邀請專業能力和質量意識過硬的人員，對生產整個過程加以監控，并且科學控制產生期間各項環節，在運行期間可以滿足規范要求，有效發揮水電站現實價值。不光如此，還需要制定健全的發展規劃，加強操作人員專業能力，落實自動化管理，加強運行安全，推動水電站高質量運行。

5 提高水電站電氣設備運行水平的措施

通過上述分析提出幾點加強水電站電氣設備運行水平的措施，以穩定電氣設備運行，詳細分析如下：

5.1 執行責任制度

要在水電站電氣設備運修工作中實施責任制，即清楚電氣設備運行維護的責任人，在電氣設備出現情況時，立即找到責任人，借此加強電氣設備故障處理時效，同時責任制度還可以幫助追蹤維護，也可以及時找出隱藏著的故障問題，防止電氣設備攜帶隱患工作，滿足水電站安全運行需求[9]。

5.2 開展全方位監測

在水電站電氣設備中開展全方位監測，如此可以收集電氣設備運行全部數據，在監測時能夠實現實時監測，例如水電站中主變壓器需要全過程進行監測，及時發現電氣設備中的故障隱患，維護好電氣設備運行。

5.3 加強工作人員培訓

要在水電站電氣設備運維管理工作中加強人員專業培訓，從業人員結合安全規范、維護標準等進行培訓，讓從業人員可以掌握水電站電氣設備運行信息。在培訓期間，可以將水電站內典型故障案例作為培訓教材，讓從業人員重點學習，以此才可以熟練地開展電氣設備運維管理[10]。

6 結語

綜上所述，水電站電氣設備運行維護是一項技術要求較高的工作，特別是現階段自動化技術大規模推廣與應用的環境下，更需要從業人員加強自身專業能力與知識儲備，加強對設備維護與安全運行的高度重視，以此盡早找出問題，及時修整，避免小型故障發展到最后引起大規模不可逆的安全事故。相關水電站負責人員也需要站在長期發展角度對待電氣設備安全運行與維護相關工作，立足未來，深化對設備維修保養工作的監管力度，制定科學可行的監督檢驗與維修制度，以此才可以從源頭上確保水電站電氣設備的穩定高效運行。