邢臺市朱莊水電站運行故障處理五例

周振雄

（邢臺市朱莊水庫水電站, 河北 邢臺 054000）

邢臺市朱莊水庫水電站一期工程裝機1×3200+2×500kW，發電機出線電壓6.3kV，經主變升壓至35kV開關站與電網35kV相連，投運于1981年。二期工程安裝一臺630kW臥式水輪發電機組，機組出線電壓400V，經升壓與35kV母線相連，機組按無人值班選用微機自動化控制系統，2003年安裝并投運；在多年的運行檢修工作中，處理了機械和電氣一、二次部分的多種故障，設備得到了及時的完善，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電壓互感器一次側保險熔斷，引起二次側電壓降低

現象與處理：1#發電機組運行中，主變壓器高壓側AC線電壓逐漸由36kV降至34kV，檢查發電機輸出電壓、電流及有功功率、無功功率輸出指示均無顯著變化，懷疑35kV電壓測量部分出現了故障，并進行檢查。首先檢測表計盤輸入的電壓互感器二次側電壓值，發現A相數值偏低，然后測電壓互感器二次出線熔斷器處電壓值，結果與表計盤輸入值相同，進而把故障點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，用萬用表電阻檔測量，保險管不通。（搖表檢測是通的），更換保險管，故障現象消失。

啟示：提到電壓互感器保險熔斷，通常想到的是電壓消失，并伴有信號出現。但從本例的處理過程看，電壓指示降低也是很正常的一種表現，本站電壓互感器高壓熔斷器選用RWO-35KV-0.5A型，熔管內熔絲周圍充滿石英砂，當熔絲熔斷后，金屬液體附著于熔絲周圍的石英砂，并形成數兆歐的高阻值導電體，在高電壓作用下，回路仍能基本導通，并使電壓互感器二次側仍有很高的電壓。

二、電流互感器二次回路端子虛接引起回路電流減少

現象與處理：機組開機運行后，35kV出線電流表和有功功率表、無功功率表指示降低，觀察接于同一回路的計量電度表計量偏少；懷疑電流測量部分出現故障。檢查該回路連接端子，發現線路盤進線A相端子連接松動，緊固處理后故障消失。

啟示：電流互感器二次回路斷線，會造成二次側感應出很高的過電壓，對人身、設備構成威脅，甚至使互感器因磁路過飽和導致鐵芯發熱而燒毀；在處理故障時，首先要合理采取措施，避免造成人身傷害和設備損壞；在處理端子接觸不良等非完全性開路時，可考慮把故障點回路短路，防止故障擴大化，甚至造成開路；在處理開路故障時，首先要減小二次側負荷，停用有關保護和自動裝置，必要時停電處理。

三、機組微機自動操作、保護裝置自停機現象

現象與處理：2#機帶630kW額定負荷運行中，機組連續幾日在無任何故障信號的情況下出現自動停機現象，考慮到機組運行中出口電壓偏低，使其輸出電流大于額定值，并且機組當時運行中有功、無功負荷擺動較大，造成定子輸出電流擺動峰值超過額定值更多的狀況，懷疑是因電流擺動沖擊電流保護引發了停機。但因某些條件限制而未能啟動信號，故以定子電流擺動最大值能可靠小于額定電流為條件，降低負荷至550kW運行（此點負荷擺動也較?。?，穩定運行一個多月后，因下游用水量加大，更換機組運行數日后，再次開啟2#機帶550kW運行，結果又連續十多天出現自動停機，聯系設備廠家和同類設備用戶，均無類似經驗，調整機組負荷至200kW試驗，自停機現象仍然存在，證明原來懷疑電流沖擊引起停機的思路是錯誤的。而后，我們調整機組負荷尋找最穩定的工作點500kW運行，自動停機的現象不再發生，繼而我們使機組在不同的穩定工作點下試驗運行，自停機的現象均無發生。

啟示：機組運行中，微機自動調節裝置根據獲取的信息對導葉操作器不停的進行調節，當機組在不穩定區域運行時，調節裝置頻繁不停接收煩亂的調節信息，并最終由于調節任務過重誘發停機。隨著機組運行中上游水庫水位的不斷變化，機組水頭不斷發生變化，使機組（不）穩定負荷運行區域不斷變化，原來的穩定工作點隨著水頭的變化而變得不穩定，并促成了機組自動停機。

四、PLC自動勵磁調節器不能建壓

現象與處理：機組在開機過程中，當開始起勵建壓時，電壓上升至100余伏后，不再上升，無勵磁電壓、勵磁電流，無故障信號指示；在處理過程中，我們檢查PLC運行指示，未見異常，斷開PLC控制電源，對PLC進行初始化處理和在機組額定轉速下，手動起勵建壓均無效。檢查PLC外圍輸入量，發現發電機電壓測量回路C相保險熔斷，更換保險，開機起勵建壓成功。

啟示：在處理由繼電器構成的控制系統故障時，我們能夠根據故障現象追蹤檢查相關聯的回路設備，進而消除故障；但對于由微機集成裝置為中心構成的控制系統，一般情況下，PLC等核心集成電路部分不易出現故障，在處理故障時，做為用戶，我們往往也不方便對集成裝置進行檢查測試，一旦出現故障，我們要細心觀察故障現象，確定故障出現的環節，檢查輸入量中可能引發故障的項目輸入，先從外圍排除誘發故障的因素，一般情況下故障就能解決，非專業人員不要輕易對集成裝置進行維修。

五、銅鋁連接的問題

現象與處理：在電站一次回路設備連接中多處采用了鋁母線（導線）接頭，因變壓器及開關等接線頭均為銅材，形成了設備連接中的鋁接銅。經過運行，站用變低壓引線鋁質線鼻子和銅接線柱嚴重燒蝕；2#機出線鋁母線截面選擇偏小，并且與主開關銅接頭間采用螺栓壓接的連接方式，運行中接頭變色、80oC試溫片隨放即融，嚴重發熱。通過在站用變低壓出線采用銅鋁過渡線鼻子和將2#機鋁母線換成銅排母線，故障現象得到了控制。

啟示：銅、鋁導線一般不能直接連接，因為銅和鋁兩種金屬的電化性質不同。將銅線和鋁線直接連接時，一旦遇到空氣中的水分、二氧化碳以及其它雜質形成的電解液時，就形成電池效應。這時，鋁易失去電子形成正極，銅難于失去電子而形成負極，于是在正負極間就產生電動勢，并有一很小的電流通過，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，其危害性不明顯，當有大電流通過銅鋁連接部位時，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，直至將導線燒毀，危害程度較為顯著。因此，銅、鋁導線必須采取過渡連接，鋁排與銅連接時，要選用銅鋁過渡接頭，鋁導線與銅接線柱連接時，應采用銅鋁過渡線鼻子，多股大截面積銅、鋁導線間，應采用銅鋁過渡連接管或銅鋁過渡線夾，單股小截面銅、鋁導線連接時，也應將銅線搪錫后再與鋁線連接。

六、結束語

設備運行及故障的維修，會遇到一些我們在教科書中見不到的問題，通過實例，會使我們獲得更多實際工作中的經驗。一般說來，設備故障往往都是出現信號報警，再根據信號追蹤檢查，通過互感器回路斷線故障的處理?？梢?，二個回路出現的問題都遠沒達到報警的程度，如果沒有運行中對表計指示變化的細心觀察和檢修中的認真檢查，設備就可能要帶故障繼續運行，故障就會繼續向惡性發展，影響運行安全，發電計量上就要多受一些影響，電費收入就要增加損失。而通過故障的處理，則感覺到在處理故障時，要找準檢測對象，并嚴防擴大故障，要堅持先易后難的原則，不可忽視安全冒然行事；在設備運行、維修工作中，認真、細心，及時發現隨時出現的點滴異常，并及時處理，對設備安全和減少維修工作量都極為有利。通過對機組微機自動操作裝置和勵磁調節器等問題的處理，發現自動裝置在外圍設備配置合理，輸入參數正確、規范的情況下，能夠正常工作，它的設置、調整、檢查需要廠家來完成。當系統出現故障時，由于自動裝置的阻隔，我們不能象處理由繼電器構成的回路一樣，由報警回路逐步追蹤到故障點，而需要我們認真分析故障現象及信號，分析自動裝置輸入量中可能造成這一現象的因素并進行檢查，進而消除故障。另一方面，在設備使用中，我們要不斷積累經驗，總結使用注意事項，使裝置運行在適宜的工作環境下。通過鋁接銅及一些類似設備配置問題的處理，發現小型水電站的設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，而這些被忽視的設備選擇往往給日后的運行帶來麻煩，影響運行，形成原因有的是設計或安裝中忽視了，有的是為節省投資沒按要求做。為確保設備運行安全、方便、可靠，建議設計中要想到各種生產環境對設備運行的影響，使設備選擇、配置合理到位。

總之，為了設備在生產中的順利應用，在建設中我們要為設備投運后在各種工況下的安全運行打好基礎，在運用中我們要及時的搞好維修，為設備的優化運行創造條件，這樣，設備的安全穩定運行也就有了保障。