小型水電站電氣故障及處理

張曉波

【摘要】水電站是能將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的一系列水電站建筑物以及裝設(shè)的各種水電設(shè)備。水電站是整個(gè)水電系統(tǒng)中最重要的中樞站，當(dāng)水電站發(fā)生故障時(shí)，不僅會(huì)造成整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓給社會(huì)用電造成重大影響，還會(huì)危及到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，作為電力系統(tǒng)中最重要的組成部分，對(duì)于水電站的組成設(shè)備出現(xiàn)的故障以及對(duì)它的故障分析處理是一個(gè)極其重要的問(wèn)題。下面簡(jiǎn)述的就是小型水電站常見(jiàn)的故障以及發(fā)生故障時(shí)如何進(jìn)行有效的處理措施。

【關(guān)鍵詞】水電站；電氣設(shè)備；故障；處理

我國(guó)是發(fā)展中的國(guó)家，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)的電力工程已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，更取得了顯著的成就，造就了不小的成果，尤其是中小型水電站，它們的建設(shè)與存在猶如一條龍脈蔓延并牽引著整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。

在整個(gè)電力系統(tǒng)作業(yè)中，水電站的電氣設(shè)備發(fā)生故障這是最平常易見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題。電氣設(shè)備作為水電站最重要的組成部分一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，整個(gè)電網(wǎng)將出現(xiàn)系統(tǒng)供電問(wèn)題而且電氣設(shè)備自身的壽命問(wèn)題也會(huì)隨之出現(xiàn)。要想有效的解決問(wèn)題，是需要專家能夠通過(guò)自身的技術(shù)本領(lǐng)、工作經(jīng)驗(yàn)、以及管理責(zé)任心，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的故障，并迅速準(zhǔn)確的采取正確有效的措施來(lái)解決所發(fā)生的問(wèn)題。水電站電氣設(shè)備日常維護(hù)和故障維修是一個(gè)日復(fù)一日、年復(fù)一年、枯燥無(wú)味、復(fù)雜而又艱巨的任務(wù)，相關(guān)工作人員一定要有耐心、責(zé)任心按照相關(guān)的規(guī)章制度對(duì)水電站的電氣設(shè)備進(jìn)行日常維護(hù)以及定期維修。并做好相應(yīng)的日常維護(hù)維修故障記錄，提前預(yù)防好措施想要故障應(yīng)對(duì)措施，保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)繼而保證水電站正常運(yùn)行。

1、發(fā)電機(jī)設(shè)備引發(fā)故障及排除措施

1.1 電壓不足故障。小型水電站的運(yùn)行是靠電壓相應(yīng)的額定值來(lái)控制的，但有時(shí)水電站在運(yùn)作時(shí)電壓會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)的額定值的要求標(biāo)準(zhǔn)，從而電力得不到有效的傳輸。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因在于電壓突然升高，也可能是因?yàn)楣ぷ骷夹g(shù)人員在維修組裝過(guò)程中將勵(lì)磁兩極線圈的正負(fù)極接反，機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)剩磁抵消的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種故障后再進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)先檢查勵(lì)磁線路是否斷線，然后再檢查勵(lì)磁兩極是否接反的問(wèn)題。如果電壓顯示數(shù)據(jù)為零數(shù)值，則這種現(xiàn)象則代表磁已完全消失，可以考慮充磁進(jìn)行故障解決。

1.2 電機(jī)絕緣出現(xiàn)故障現(xiàn)象。絕緣損壞嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的正常、可持續(xù)運(yùn)行，也有嚴(yán)重的安全隱患現(xiàn)象。而造成這種原因是多方面的，發(fā)電機(jī)安裝設(shè)計(jì)不良；運(yùn)行環(huán)境惡劣；勵(lì)磁系統(tǒng)交流回路設(shè)備損壞重復(fù)接地等原因。解決這些故障的方法是定期檢查鐵芯和線圈防止松動(dòng)；采用玻璃絲帶綁扎、涂抹樹(shù)脂漆防止電腐蝕。

2、電抗器引發(fā)的故障現(xiàn)象

一小型水電站設(shè)計(jì)250KW機(jī)組3臺(tái)，175KW機(jī)組2臺(tái)，而其中第一種型號(hào)的主變?nèi)萘繛?000kWA，而第二種型號(hào)的機(jī)組主變?nèi)萘繛?00kWA。當(dāng)開(kāi)機(jī)并網(wǎng)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)同期裝置會(huì)失靈，同期轉(zhuǎn)向燈出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向燈只指示燈出現(xiàn)異常，紅燈、白燈同時(shí)熄滅。若將該機(jī)組短路電抗器顯示三相對(duì)地的電壓均為220V時(shí)，同期裝置及轉(zhuǎn)向燈也恢復(fù)正常，這些現(xiàn)象則是諧振。對(duì)于這些故障可以通過(guò)電容補(bǔ)償?shù)拇胧?duì)諧振進(jìn)行改善或者是將不同機(jī)組進(jìn)行前后連接使用一個(gè)開(kāi)關(guān)并切除短接的方法來(lái)改善諧振的故障。

2.1 中心線電流不穩(wěn)定。中心線電流不穩(wěn)定是由于發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)之間進(jìn)行并列連接，使得中心線電流量負(fù)荷發(fā)生巨大改變，中心線承載的負(fù)荷越大其電流也會(huì)隨之增大。這樣會(huì)中心線電流過(guò)大引起的溫度過(guò)高導(dǎo)致最終的融化。為了避免這種安全隱患的產(chǎn)生可以調(diào)整發(fā)電機(jī)機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷，確保其處在平衡、穩(wěn)定、安全的狀態(tài)中。

2.2 同期設(shè)備的失靈現(xiàn)象。同期設(shè)備出現(xiàn)失靈的現(xiàn)象是由于發(fā)電機(jī)的中心線直接接地導(dǎo)致的，系統(tǒng)中的主變中心也就是我們常提的“零點(diǎn)”是通過(guò)電抗器進(jìn)行的。交流電在經(jīng)過(guò)電抗器后出現(xiàn)一定度數(shù)的誤差延誤后期電壓差會(huì)引起同期設(shè)備出現(xiàn)失效現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可以通過(guò)引用一根定值導(dǎo)線將主變中心點(diǎn)接地，并適當(dāng)調(diào)大并網(wǎng)角度來(lái)解決失靈的這個(gè)現(xiàn)象。

3、調(diào)速器引發(fā)的故障

3.1 反饋指示儀表不準(zhǔn)確。在調(diào)速器運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)調(diào)速器的開(kāi)度指示與實(shí)際開(kāi)度指示不相符，自動(dòng)、手動(dòng)都出現(xiàn)一定誤差，當(dāng)前水平下開(kāi)度與處理不相符，平衡儀表出現(xiàn)異常。出現(xiàn)這種故障有多種但是最主要的原因一般是因機(jī)械故障導(dǎo)致的，這就要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)記錄，并進(jìn)行具體檢查，需要工作人員認(rèn)真對(duì)待和妥善處理，停機(jī)后將故障迅速并準(zhǔn)確的排查處理。

3.2 主片單片機(jī)故障。水電站調(diào)速器的運(yùn)轉(zhuǎn)若是因單片機(jī)不能執(zhí)行所預(yù)定的程序?qū)?huì)導(dǎo)致“死機(jī)”現(xiàn)象產(chǎn)生。而在這種情況的產(chǎn)生主要是因?yàn)檎{(diào)速器工作出現(xiàn)異?，F(xiàn)象、主控面板發(fā)出告警狀態(tài)，同時(shí)電液轉(zhuǎn)換設(shè)備停止作業(yè)顯示不正常數(shù)據(jù)等。出現(xiàn)這種故障的原因主要是單片機(jī)的復(fù)位控制電路出現(xiàn)異常引起的。要解決這一問(wèn)題必須線將設(shè)備斷電再進(jìn)行維修，在維修時(shí)在通過(guò)外界設(shè)備萬(wàn)能表、示波器等進(jìn)行對(duì)電路測(cè)試，找到故障存在位置并驚醒維修更換。

3.3 電液轉(zhuǎn)換設(shè)備停止運(yùn)行。電液轉(zhuǎn)換設(shè)備對(duì)執(zhí)行指令不能操作而且無(wú)任何反應(yīng)。導(dǎo)致這個(gè)故障產(chǎn)生的原因經(jīng)驗(yàn)之談?dòng)袃牲c(diǎn)，第一機(jī)械自身故障導(dǎo)致，機(jī)器沒(méi)有制動(dòng)修復(fù)能力，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行使用會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，如異物闖入導(dǎo)致機(jī)器卡頓、長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行清理導(dǎo)致油污過(guò)多。第二電器故障，機(jī)械在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)，回路斷線、控制單元出現(xiàn)各類大小的問(wèn)題都會(huì)引起電液轉(zhuǎn)換設(shè)備停止運(yùn)行。發(fā)生這些故障時(shí)可以選擇將主控板上的自動(dòng)、手動(dòng)運(yùn)行方式進(jìn)行反復(fù)切換，從而可以加強(qiáng)維修保護(hù)相關(guān)部件達(dá)到排除故障并解決。

3.4 變壓器常見(jiàn)故障

3.4.1 變壓器油位不正常，過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)造成問(wèn)題的產(chǎn)生。油位過(guò)高會(huì)導(dǎo)致冷卻器堵塞，這需要需要觀察是否加油過(guò)多或者是有污垢產(chǎn)生造成的現(xiàn)象。油位過(guò)低則需要考慮是否是漏油引起的，這需要盡快進(jìn)行修補(bǔ)、加油。

3.4.2 放電更有可能導(dǎo)致一場(chǎng)重大火災(zāi)的產(chǎn)生，造成人身傷害，甚至造成重大經(jīng)濟(jì)損失。要想解決放電的問(wèn)題在實(shí)際工作中可以加強(qiáng)對(duì)線路或者局部器件的絕緣使用相對(duì)質(zhì)量好的絕緣材質(zhì)。

4、電壓互感熔斷器熔斷故障現(xiàn)象

電壓互感熔斷器熔斷有單相高壓熔斷器熔斷和兩相熔斷器熔斷之分。

高壓熔斷器熔斷兩種現(xiàn)象均是由于PT有感應(yīng)效應(yīng)所以故障電壓降低，但不為零，非故障電壓正常，這種問(wèn)題的解決需要求電機(jī)值班人員向調(diào)度申請(qǐng)停機(jī)，更換更高壓熔斷器。當(dāng)?shù)蛪喝蹟嗥魅蹟喑霈F(xiàn)故障時(shí)，電壓會(huì)出現(xiàn)兩種情況，故障相電壓顯示值為零，非故障相電壓顯示正常。解決的方法也是需要電站的運(yùn)行人員及時(shí)更換低壓熔斷器。

5、結(jié)語(yǔ)

以上所述，是我國(guó)小型水電站常出現(xiàn)的故障以及解決的辦法。小型水電站在我國(guó)應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛，它是我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展以及人人類提供經(jīng)濟(jì)水平的一個(gè)重要的中繼站。所以對(duì)于水電站在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)的電氣設(shè)備故障時(shí)不容忽視的。要及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的故障所在，并進(jìn)行故障分析排查并以最快速度解決，這樣才能保證小型水電站能夠充分發(fā)揮其功效。在解決故障的同時(shí)也需要相應(yīng)的工作人員加強(qiáng)對(duì)其監(jiān)控管理，避免造成水電站電氣設(shè)備無(wú)人監(jiān)管的狀態(tài)。相應(yīng)的工作人員應(yīng)熟悉元器件的型號(hào)、銘牌、規(guī)格、參數(shù)，掌握其性能，并制定相應(yīng)的檢查檢修計(jì)劃，定期的進(jìn)行有效的檢修與保養(yǎng)，是工作人員可以“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”地處理故障保障設(shè)備的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉軍，尚現(xiàn)軍，朱峰，段崇亮.淺析小型水電站電氣設(shè)備的電器故障與排除[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2011，（04）.

[2]楊繼紅，夏明獻(xiàn)，石弢，薛建東.井下電氣保護(hù)使用中存在的問(wèn)題及對(duì)策[A].煤礦高效集約化開(kāi)采技術(shù)與機(jī)電一體化裝備論文集[C].2007.

[3]黃少敏.水電站出力不足的原因分析及解決辦法[A].福建省第十三屆水利水電青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2009.

[4]姜冠旭，羅海波，文思北，陳龍江.GIS在縣級(jí)土地利用總體規(guī)劃修編中應(yīng)用存在的問(wèn)題與建議[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，（11）.