水电站电气设备运行维护与故障检修探讨

摘要：水电站电气设备的运行维护与故障检修，对于水电站的可靠运行、效益发挥具有举足轻重的作用，因此应充分重视并加强这项工作而不是削弱它。文章分析了水电站电气设备运行维护的方法，并结合实例探讨了故障检修方面的一些特点。

关键词：水电站；电气设备；运行维护；故障检修

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0131-02

我国水资源非常丰富，利用水资源发电具有天然优势。比起火力发电所需要的煤、油，水资源是可再生能源，并且没有污染，其环境影响和经济效益更为突出。水电站将水能转化为电能，靠的是水轮机和水轮发电机组等机电设备的有效运转。其中电气设备是维持水电站正常运转的关键设备，其运行维护的好坏对水电站影响很大。因此，本文分析并探讨了水电站电气设备运行维护与故障检修的相关事宜，希望能为同业人员提供参考和借鉴。

1 水电站电气设备的运行维护

1.1 电气设备概述

水电站电气设备是水电站一次设备和二次设备的统称。一次设备是直接参与电能生产与分配的设备，包括发电机、主变压器、开关设备、母线、电缆、互感器、电抗器、避雷器等电气设备。二次设备主要是对一次设备（也包括机械设备、水工建筑物）进行监测、保护与控制作用的电气设备，如继电保护装置、自动控制设备、各种电气仪表及信号、控制电缆等。

1.2 运行维护

水电站电气设备的种类和数量都较多，运行维护的主要目的是：从管理角度上讲：一是减少由于维护不及时而造成的电能损耗；二是及时发现并处理设备隐患，降低设备出现故障、损坏的几率。就安全角度而言，加强运行维护可减少电气火灾和触电伤亡的事故率。

电气设备运行维护是由运行值班人员与维护检修人员共同完成的，双方的侧重点不同，值班人员主要对其管理范围内的设备进行巡视、检查和记录；维护检修人员则在设备轮换时进行消缺、维护和试验工作。因此，为了避免误会、误操作必须严格执行“两票三制”（工作票、操作票及交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制）。值班人员准备设备切换时必须填写操作票，并在准许后才能操作；检修人员需要维护、检修时必须开工作票。下面以发电机为例说明运行维护的具体做法：

水轮发电机运行过程中值班人员每值至少需对机组巡检2次，传统的方法是“看”、“听”、“闻”、“查”。看就是眼看，观察发电机的励磁电流、励磁电压、定子电流等参数是否正常，查看线接头处颜色是否正常，有无渗漏油痕迹等，以判断是否有故障，如缺相、超负荷、接头发热等。听即耳听，听发电机有无异常声响，例如轴承磨损或润滑不良，则出现振动及异常声响。闻即鼻闻，闻是否有异味，有异味则说明有故障或电路有问题，应立即停机检查。查即检查，检查机组参数并记录，一般应每隔1h记录1次。除此以外，还应做好清洁工作，清理发电机内的油污、灰尘，并对发电机电刷或滑环进行维护。

2 水电站电气设备的故障检修

2.1 故障诊断

目前，我国水电站电气设备更新换代速度较快，其发展呈现一体化趋势，多种电气设备融为一体，更显集约、高效之特点。电气设备的诊断、维修技术也有了很大进步。因此，积极采用新的诊断监测技术，不仅可以提高诊断水平，而且可采用有针对性的状态检修技术，有利于减少故障停机时间和维修费用。

传统的电气故障诊断多利用经验和检测查找故障。通过经验可以快速判断一些常见的简单故障，如接触不良可采用橡皮锤轻敲带电元件，如果故障突然消失或突然出现，说明有接触不良现象，此外还可通过反复弹压活动部件等方法诊断故障。利用仪表检测元件或电路，可用来诊断一些相对复杂的故障，如通过检测电阻、电压等参数。状态监测也就是在线监测，利用安装在设备上的传感器及数据采集与监控系统，实现远程、在线、实时监测，如发电机局部放电监测装置可以及时发现绕组绝缘层内部非贯穿局部放电现象，有助于提早发现故障征兆。

2.2 故障检修

过去多年来，对于水电站电气设备故障一般通过计划检修和抢修方式完成故障检修。计划检修就是间隔安排检修计划，检修计划一般分为大修、小修，也有些之间还有中修。抢修就是对未预期的故障进行检修。应该说这两种检修方式都不是很理想，计划检修也带有一定的盲目性，因为计划主要针对的是设备使用时间，不是实际使用状态。状态检修针对的是设备状态，但这种检修技术需要以先进的监测技术和诊断手段作为基础，不具备条件不宜实施。

下面以两个例子说明故障分析和处理的方法，图1是某水电站主接线和直流系统的接线图。

图1（a）中G1、G2是两台发电机。当G1满负荷运行时，运行人员根据示温片温度和铜刀片颜色判断隔离开关QS1过热，应该如何处理呢？立即请示上级降低G1负荷，先降无功负荷，如果还不行，可进一步降低有功负荷。同时，采取应急措施，如打开室门并用风扇强制冷却以及密切监视。还可以合上3kV母线分段断路器QFd2，并断开Ⅰ段母线变压器T1两侧的断路器，以便降低G1负荷的同时保证3kVⅠ段母线供电可靠性。当电网负荷高峰期过去以后，停用发电机G1，然后检查隔离开关QS1，以便确定是否需要对其进行修理或更换。

图1（b）～（c）是某水电站直流系统图和故障判断示意图。该电站采用2组220V、300Ah免维护密封铅酸蓄电池组，向继保、控制、信号、事故照明等装置进行供电。该系统正常运行时，母线Ⅰ段、Ⅱ段分段运行，母联开关8ZK处于断开位置，直流负荷由2段的高频整流充电装置分别供电，同时对各自蓄电池组充电。当其中一侧交流失电或者整流装置退出运行时，则合上8ZK开关，由另一侧供电。直流系统发生接地故障时，若处理不及时则可能故障扩大，因此接地故障需要引起足够的重视。评估负荷影响程度后，通过短时切断故障回路再接通的方法，可判断所属故障回路。一般断电故障消失，通电故障恢复，可判断故障就在该回路上。但是回路不允许断电时，应采取解列设备的方法排查。如果母线正极一侧接地，如图1（c）。表测正极对地电压应低于110V，将支路负荷解开后若电压值出现变化，那么该支路存在接地故障；而电压暂时恢复正常，说明负载有接点断开未与负极形成回路。如果直流接地变负，如图1（d）所示。说明故障回路与负极连成回路，也就是某些负载通过闭合接点励磁，应通过查找励磁的继电器及其线圈回路找出故障点。这是永久接地故障查找方法，若是瞬时接地故障，比较困难一些。应考虑设备粉尘、水、油等污染影响，再结合操作、天气状况等因素，仔细排查。

3 结语

好的运行维护技术与故障检修手段，可以让水电站电气设备保持可靠状态，并维持水电站整体正常运转。这一方面需要通过实践不断总结和提高维护检修水平，另一方面更应吸取和借鉴新技术。因为电气技术日新月异，不学习很快就会落伍。

参考文献

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东科技：学术版，2012，（7）：243.

[2] 邓朝君.水电站直流系统运行与维护[J].设备管理与

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