邢臺(tái)市朱莊水電站運(yùn)行故障處理五例

周振雄

（邢臺(tái)市朱莊水庫(kù)水電站, 河北 邢臺(tái) 054000）

邢臺(tái)市朱莊水庫(kù)水電站一期工程裝機(jī)1×3200+2×500kW，發(fā)電機(jī)出線電壓6.3kV，經(jīng)主變升壓至35kV開(kāi)關(guān)站與電網(wǎng)35kV相連，投運(yùn)于1981年。二期工程安裝一臺(tái)630kW臥式水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組出線電壓400V，經(jīng)升壓與35kV母線相連，機(jī)組按無(wú)人值班選用微機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，2003年安裝并投運(yùn)；在多年的運(yùn)行檢修工作中，處理了機(jī)械和電氣一、二次部分的多種故障，設(shè)備得到了及時(shí)的完善，回想多年間電氣部分的維修工作，就幾例印象較為深刻的故障處理及感受敘述如下：

一、35 kV電壓互感器一次側(cè)保險(xiǎn)熔斷，引起二次側(cè)電壓降低

現(xiàn)象與處理：1#發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，主變壓器高壓側(cè)AC線電壓逐漸由36kV降至34kV，檢查發(fā)電機(jī)輸出電壓、電流及有功功率、無(wú)功功率輸出指示均無(wú)顯著變化，懷疑35kV電壓測(cè)量部分出現(xiàn)了故障，并進(jìn)行檢查。首先檢測(cè)表計(jì)盤(pán)輸入的電壓互感器二次側(cè)電壓值，發(fā)現(xiàn)A相數(shù)值偏低，然后測(cè)電壓互感器二次出線熔斷器處電壓值，結(jié)果與表計(jì)盤(pán)輸入值相同，進(jìn)而把故障點(diǎn)推到了電壓互感器或其高壓熔斷器部分，最后檢查高壓溶斷器，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量，保險(xiǎn)管不通。（搖表檢測(cè)是通的），更換保險(xiǎn)管，故障現(xiàn)象消失。

啟示：提到電壓互感器保險(xiǎn)熔斷，通常想到的是電壓消失，并伴有信號(hào)出現(xiàn)。但從本例的處理過(guò)程看，電壓指示降低也是很正常的一種表現(xiàn)，本站電壓互感器高壓熔斷器選用RWO-35KV-0.5A型，熔管內(nèi)熔絲周?chē)錆M石英砂，當(dāng)熔絲熔斷后，金屬液體附著于熔絲周?chē)氖⑸?，并形成?shù)兆歐的高阻值導(dǎo)電體，在高電壓作用下，回路仍能基本導(dǎo)通，并使電壓互感器二次側(cè)仍有很高的電壓。

二、電流互感器二次回路端子虛接引起回路電流減少

現(xiàn)象與處理：機(jī)組開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，35kV出線電流表和有功功率表、無(wú)功功率表指示降低，觀察接于同一回路的計(jì)量電度表計(jì)量偏少；懷疑電流測(cè)量部分出現(xiàn)故障。檢查該回路連接端子，發(fā)現(xiàn)線路盤(pán)進(jìn)線A相端子連接松動(dòng)，緊固處理后故障消失。

啟示：電流互感器二次回路斷線，會(huì)造成二次側(cè)感應(yīng)出很高的過(guò)電壓，對(duì)人身、設(shè)備構(gòu)成威脅，甚至使互感器因磁路過(guò)飽和導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱而燒毀；在處理故障時(shí)，首先要合理采取措施，避免造成人身傷害和設(shè)備損壞；在處理端子接觸不良等非完全性開(kāi)路時(shí)，可考慮把故障點(diǎn)回路短路，防止故障擴(kuò)大化，甚至造成開(kāi)路；在處理開(kāi)路故障時(shí)，首先要減小二次側(cè)負(fù)荷，停用有關(guān)保護(hù)和自動(dòng)裝置，必要時(shí)停電處理。

三、機(jī)組微機(jī)自動(dòng)操作、保護(hù)裝置自停機(jī)現(xiàn)象

現(xiàn)象與處理：2#機(jī)帶630kW額定負(fù)荷運(yùn)行中，機(jī)組連續(xù)幾日在無(wú)任何故障信號(hào)的情況下出現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)現(xiàn)象，考慮到機(jī)組運(yùn)行中出口電壓偏低，使其輸出電流大于額定值，并且機(jī)組當(dāng)時(shí)運(yùn)行中有功、無(wú)功負(fù)荷擺動(dòng)較大，造成定子輸出電流擺動(dòng)峰值超過(guò)額定值更多的狀況，懷疑是因電流擺動(dòng)沖擊電流保護(hù)引發(fā)了停機(jī)。但因某些條件限制而未能啟動(dòng)信號(hào)，故以定子電流擺動(dòng)最大值能可靠小于額定電流為條件，降低負(fù)荷至550kW運(yùn)行（此點(diǎn)負(fù)荷擺動(dòng)也較小），穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)多月后，因下游用水量加大，更換機(jī)組運(yùn)行數(shù)日后，再次開(kāi)啟2#機(jī)帶550kW運(yùn)行，結(jié)果又連續(xù)十多天出現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)，聯(lián)系設(shè)備廠家和同類(lèi)設(shè)備用戶，均無(wú)類(lèi)似經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整機(jī)組負(fù)荷至200kW試驗(yàn)，自停機(jī)現(xiàn)象仍然存在，證明原來(lái)懷疑電流沖擊引起停機(jī)的思路是錯(cuò)誤的。而后，我們調(diào)整機(jī)組負(fù)荷尋找最穩(wěn)定的工作點(diǎn)500kW運(yùn)行，自動(dòng)停機(jī)的現(xiàn)象不再發(fā)生，繼而我們使機(jī)組在不同的穩(wěn)定工作點(diǎn)下試驗(yàn)運(yùn)行，自停機(jī)的現(xiàn)象均無(wú)發(fā)生。

啟示：機(jī)組運(yùn)行中，微機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置根據(jù)獲取的信息對(duì)導(dǎo)葉操作器不停的進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)機(jī)組在不穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)裝置頻繁不停接收煩亂的調(diào)節(jié)信息，并最終由于調(diào)節(jié)任務(wù)過(guò)重誘發(fā)停機(jī)。隨著機(jī)組運(yùn)行中上游水庫(kù)水位的不斷變化，機(jī)組水頭不斷發(fā)生變化，使機(jī)組（不）穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域不斷變化，原來(lái)的穩(wěn)定工作點(diǎn)隨著水頭的變化而變得不穩(wěn)定，并促成了機(jī)組自動(dòng)停機(jī)。

四、PLC自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不能建壓

現(xiàn)象與處理：機(jī)組在開(kāi)機(jī)過(guò)程中，當(dāng)開(kāi)始起勵(lì)建壓時(shí)，電壓上升至100余伏后，不再上升，無(wú)勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流，無(wú)故障信號(hào)指示；在處理過(guò)程中，我們檢查PLC運(yùn)行指示，未見(jiàn)異常，斷開(kāi)PLC控制電源，對(duì)PLC進(jìn)行初始化處理和在機(jī)組額定轉(zhuǎn)速下，手動(dòng)起勵(lì)建壓均無(wú)效。檢查PLC外圍輸入量，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電壓測(cè)量回路C相保險(xiǎn)熔斷，更換保險(xiǎn)，開(kāi)機(jī)起勵(lì)建壓成功。

啟示：在處理由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)故障時(shí)，我們能夠根據(jù)故障現(xiàn)象追蹤檢查相關(guān)聯(lián)的回路設(shè)備，進(jìn)而消除故障；但對(duì)于由微機(jī)集成裝置為中心構(gòu)成的控制系統(tǒng)，一般情況下，PLC等核心集成電路部分不易出現(xiàn)故障，在處理故障時(shí)，做為用戶，我們往往也不方便對(duì)集成裝置進(jìn)行檢查測(cè)試，一旦出現(xiàn)故障，我們要細(xì)心觀察故障現(xiàn)象，確定故障出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，檢查輸入量中可能引發(fā)故障的項(xiàng)目輸入，先從外圍排除誘發(fā)故障的因素，一般情況下故障就能解決，非專(zhuān)業(yè)人員不要輕易對(duì)集成裝置進(jìn)行維修。

五、銅鋁連接的問(wèn)題

現(xiàn)象與處理：在電站一次回路設(shè)備連接中多處采用了鋁母線（導(dǎo)線）接頭，因變壓器及開(kāi)關(guān)等接線頭均為銅材，形成了設(shè)備連接中的鋁接銅。經(jīng)過(guò)運(yùn)行，站用變低壓引線鋁質(zhì)線鼻子和銅接線柱嚴(yán)重?zé)g；2#機(jī)出線鋁母線截面選擇偏小，并且與主開(kāi)關(guān)銅接頭間采用螺栓壓接的連接方式，運(yùn)行中接頭變色、80oC試溫片隨放即融，嚴(yán)重發(fā)熱。通過(guò)在站用變低壓出線采用銅鋁過(guò)渡線鼻子和將2#機(jī)鋁母線換成銅排母線，故障現(xiàn)象得到了控制。

啟示：銅、鋁導(dǎo)線一般不能直接連接，因?yàn)殂~和鋁兩種金屬的電化性質(zhì)不同。將銅線和鋁線直接連接時(shí)，一旦遇到空氣中的水分、二氧化碳以及其它雜質(zhì)形成的電解液時(shí)，就形成電池效應(yīng)。這時(shí)，鋁易失去電子形成正極，銅難于失去電子而形成負(fù)極，于是在正負(fù)極間就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并有一很小的電流通過(guò)，腐蝕鋁線，形成所謂電化腐蝕，引起接觸不良，接觸電阻增大。在回路電流小時(shí)，其危害性不明顯，當(dāng)有大電流通過(guò)銅鋁連接部位時(shí)，將使其溫度升高，而高溫又加速了鋁線的腐蝕程度。從而形成惡性循環(huán)，直至將導(dǎo)線燒毀，危害程度較為顯著。因此，銅、鋁導(dǎo)線必須采取過(guò)渡連接，鋁排與銅連接時(shí)，要選用銅鋁過(guò)渡接頭，鋁導(dǎo)線與銅接線柱連接時(shí)，應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡線鼻子，多股大截面積銅、鋁導(dǎo)線間，應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡連接管或銅鋁過(guò)渡線夾，單股小截面銅、鋁導(dǎo)線連接時(shí)，也應(yīng)將銅線搪錫后再與鋁線連接。

六、結(jié)束語(yǔ)

設(shè)備運(yùn)行及故障的維修，會(huì)遇到一些我們?cè)诮炭茣?shū)中見(jiàn)不到的問(wèn)題，通過(guò)實(shí)例，會(huì)使我們獲得更多實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)。一般說(shuō)來(lái)，設(shè)備故障往往都是出現(xiàn)信號(hào)報(bào)警，再根據(jù)信號(hào)追蹤檢查，通過(guò)互感器回路斷線故障的處理。可見(jiàn)，二個(gè)回路出現(xiàn)的問(wèn)題都遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到報(bào)警的程度，如果沒(méi)有運(yùn)行中對(duì)表計(jì)指示變化的細(xì)心觀察和檢修中的認(rèn)真檢查，設(shè)備就可能要帶故障繼續(xù)運(yùn)行，故障就會(huì)繼續(xù)向惡性發(fā)展，影響運(yùn)行安全，發(fā)電計(jì)量上就要多受一些影響，電費(fèi)收入就要增加損失。而通過(guò)故障的處理，則感覺(jué)到在處理故障時(shí)，要找準(zhǔn)檢測(cè)對(duì)象，并嚴(yán)防擴(kuò)大故障，要堅(jiān)持先易后難的原則，不可忽視安全冒然行事；在設(shè)備運(yùn)行、維修工作中，認(rèn)真、細(xì)心，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)出現(xiàn)的點(diǎn)滴異常，并及時(shí)處理，對(duì)設(shè)備安全和減少維修工作量都極為有利。通過(guò)對(duì)機(jī)組微機(jī)自動(dòng)操作裝置和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等問(wèn)題的處理，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)裝置在外圍設(shè)備配置合理，輸入?yún)?shù)正確、規(guī)范的情況下，能夠正常工作，它的設(shè)置、調(diào)整、檢查需要廠家來(lái)完成。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，由于自動(dòng)裝置的阻隔，我們不能象處理由繼電器構(gòu)成的回路一樣，由報(bào)警回路逐步追蹤到故障點(diǎn)，而需要我們認(rèn)真分析故障現(xiàn)象及信號(hào)，分析自動(dòng)裝置輸入量中可能造成這一現(xiàn)象的因素并進(jìn)行檢查，進(jìn)而消除故障。另一方面，在設(shè)備使用中，我們要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)使用注意事項(xiàng)，使裝置運(yùn)行在適宜的工作環(huán)境下。通過(guò)鋁接銅及一些類(lèi)似設(shè)備配置問(wèn)題的處理，發(fā)現(xiàn)小型水電站的設(shè)備配置在許多情況下往往被忽視，如鋁接銅、接觸器容量裕量偏小等等，而這些被忽視的設(shè)備選擇往往給日后的運(yùn)行帶來(lái)麻煩，影響運(yùn)行，形成原因有的是設(shè)計(jì)或安裝中忽視了，有的是為節(jié)省投資沒(méi)按要求做。為確保設(shè)備運(yùn)行安全、方便、可靠，建議設(shè)計(jì)中要想到各種生產(chǎn)環(huán)境對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響，使設(shè)備選擇、配置合理到位。

總之，為了設(shè)備在生產(chǎn)中的順利應(yīng)用，在建設(shè)中我們要為設(shè)備投運(yùn)后在各種工況下的安全運(yùn)行打好基礎(chǔ)，在運(yùn)用中我們要及時(shí)的搞好維修，為設(shè)備的優(yōu)化運(yùn)行創(chuàng)造條件，這樣，設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行也就有了保障。