水電站電氣設備故障分析與處理

鐘 偉

（松原市哈達山發電有限公司，吉林松原 138000）

水電站生產運行過程中，所涉及到的電氣系統設備復雜，想要確保水電站電氣系統正常運行，就需要降低電氣系統的安全故障，保障各個設備、各個體系順利運行。結合水電站日常運行的實際情況來看，受到外界溫度、濕度影響較大，若日常檢修工作不到位，那么很容易產生安全事故、生產故障，為此必須要及時發現水電站電氣設備存在的問題，及時對其進行優化。電氣設備是電氣系統的基礎，只有在設備安全穩定的環境下，才能夠在水電站展現出電氣系統的價值，以便于實現服務于民目標。為此，在水電站電氣系統當中，想要及時發現、排除故障點，就需要技術人員掌握專業的電氣技術，并且能夠結合故障出現的原因第一時間進行判斷，做好故障排查、檢修、改進，杜絕因為水電站電氣設備故障對水電站安全穩定運行帶來威脅。文章將針對水電站電氣設備故障相關內容進行詳細分析。

1 水電站電氣設備發展現狀

水利發電具備一定環保性，屬于清潔能源制造體系。自從我國提出環保綠色發展觀念之后，水電站在國民經濟發展當中扮演著重要角色。電氣設備是確保水電站安穩、高質量運行的關鍵，直接決定了水電站日常運行質量和水平。結合當前我國科學技術不斷發展和創新環境下，水電站電氣設備也呈現出積極創新態勢，主要的發展趨勢有以下幾點。

1.1 電氣設備一體化發展

電氣設備一體化已經成為水電站電氣設備發展的必然趨勢，可以有效促進水電站電氣系統自動化運行，節省大量人力物力資源。在水電站電氣系統當中存在諸多設備，有電氣設備、雷電保護設備、配電裝置、高低壓設備、電站監控系統等。在電氣設備一體化管理體系下，可以實現多種設備集中系統管理，在綜合管控的基礎上，促使其具備集約、高效、低成本投入運行等諸多優勢，切實有效地推動了我國水電站電氣設備創新，展現著我國自動化設備發展水平。

1.2 電氣設備更新換代快

在信息化技術不斷發展的當下，新科技、新技術促使電氣設備的更新換代速度加快，這也是促進社會可持續發展的重要前提。自從我國改革開放之后，我國電氣企業與國外先進企業開展了全面合作，這也為我國電氣產業發展帶來更多創新契機。結合我國當前實際情況來看，我國已經成為電氣設備的生產大國，有效推動電氣設備完成“舊式電氣設備—新型電氣設備—高端電氣設備”演變，促使我國電氣設備的更新換代速度加快，展現了我國科學技術的發展水平。

1.3 電氣設備檢修水平提升

結合當前水電站電氣系統實際運行情況來看，因為水電站運行的負荷較大，并且一般都是全天候進行生產運行，這也對電氣設備帶來了巨大運行壓力。并且很多具備科學性、創新性的電氣設備引入到了電氣系統當中，為了滿足水電站日常生產運行需求，必須要縮短檢修時間，借助現代化技術手段、現代化信息技術實現高質量電氣設備檢修管理。在基礎上，各種創新化檢修技術手段引入到了水電站電氣設備檢修工作當中，這也為水電站可持續發展帶來了強大動力，不僅方便了周圍居民，而且還給國家供電減輕了壓力，真正體現出了水電站的社會服務價值。

2 水電站電氣設備常見故障

2.1 母線故障

母線是水電站電氣設備當中最為基礎的設備，在水電站運行的過程中，母線最常見的故障便是接地短路故障。因為母線連接著水電站的所有電氣設備，若出現了母線接地短路問題，那么會影響整個電氣系統，無法保障水電站的穩定性與可靠性，甚至會造成水電站運行安全隱患，對整個水電站起到了不良影響。所以必須要全面監督母線的運行，及時發現母線故障，做好預防工作。

2.2 發電機故障

在發電站電氣系統結構當中，發電機故障主要有兩種，分別是本體故障和勵磁故障。針對本體故障來說，破壞性相對較大，并且可能形成高溫、震蕩等諸多問題，可能會直接損壞發電機的本體結構，造成發電機無法正常運行問題。針對發電機本體故障來說，有潛在的火災隱患，所以若發現發電機存在本體故障，應該強化對發電機故障重視程度，全面監控發電機的運行，并且科學合理地預防本體故障出現。若發電機出現了勵磁故障，那么則會出現PLA 異常、運行異常等諸多問題，很難保障勵磁系統的正常運行，直接造成發電機運行失敗，導致水電站無法正常、科學運行。

2.3 互感器故障

互感器故障是水電站電氣設備當中比較常見的一種故障，互感器一般分為電流互感器和電壓互感器，互感器出現故障就會干預水電站的運行效率，直接造成互感器的數值不精準的問題，很難判斷水電站的電流和電壓信息。此外，互感器還容易出現物理故障，比如接觸不良、線路斷開等諸多問題，直接造成互感器運行效率降低。

2.4 調速器故障

在水電站電氣設備當中，調速器故障一般分為三種形式。

（1）電液轉化器異常。調速器在運行的過程中，電源轉化器沒有任何動作，并且顯示的參數正常，這時候點液轉化器則很可能出現了斷線故障。

（2）開度、開限運行實際與設計值不符合，調速器缺乏平衡指示，則說明調速器存在機械故障。

（3）主控單片機故障。單片機本體卡機、顯示異常等諸多故障出現，很容易造成調速器工作異常，此類故障出現的原因便是因為單片機電路異常導致。

2.5 變壓器故障

變壓器是水電站當中重要的設備，變壓器運行的過程中，必須要遵循一定的規范流程。但是在水電站電氣設備運行當中，變壓器也是最容易產生故障的。結合水電站電氣系統實際運行來看，變壓器很容易出現以下幾種故障。

（1）異響故障。異響故障表現為變壓器在水電站內發出異響噪聲，變壓器異常聲音不同，表明發生的故障不同。若變壓器出現了嗡嗡聲，那么則表明變壓器存在超負荷故障、接觸故障；若變壓器出現了啪啪或者吱吱聲音，那么則表明其零件松動，也可能是變壓器接地故障。

（2）絕緣故障。在變壓器使用的過程中，內部絕緣陶瓷管有損壞、松動的情況，直接會影響變壓器的絕緣效果，并且會造成變壓器潛在放電風險。變壓器的陶瓷管套表面受到污染，也容易影響絕緣性能，直接造成變壓器性能破壞。

3 水電站電氣設備故障處理措施

3.1 母線故障處理措施

水電站電氣系統當中若母線發生故障時，水電站當中的控制室會發出母線故障的相關信號。例如，母線鐵磁諧振故障出現，檢修人員應該立即切斷與母線連接的互感器，并且改用其他的電氣設備，以便于轉變母線運行狀態，減少母線原有的諧振運行模式。若母線缺少諧振條件，那么可能出現諧振接地短路的情況，非常容易出現鐵磁諧振故障、水電站母線故障以及單相接地故障。針對此類故障來說，必須要以母線故障區域為單位進行母線檢查，檢查母線連接的所有設備，并且對母線進行詳細檢查，按照特定的順序暫時斷開母線相關開關，切斷互感器，切實找到母線的故障點。

3.2 發電機故障處理措施

水電站電機本體故障的處理一般常用常規的檢查方式，逐步排除發電機本體故障。例如，針對發電機振動故障來說，需要通過微機監控檢查的方式，對發電機本體進行檢查，若發現引起振動故障的具體結構，那么需要重新進行本體結構調整，適當降低發電機運行的負荷量，恢復本體運行。在調試發電機之后，若未達到規范狀態，那么就需要將故障信息提交給水電站的調度部門對其進行申請解列處理。針對發電機勵磁故障來說，可以重新對發電機的勵磁系統進行徹底檢查，并且將其加入到勵磁系統當中，在啟動10 s 后，若勵磁系統無法正常運行，那么在接收到起勵失敗的信號之后，就應該再次檢查勵磁系統，直接檢查起勵電源、接線等內容，幫助解決勵磁系統當中存在的故障，確保發電視機的運行正常平穩。

3.3 互感器故障處理措施

互感器是水電站電氣系統當中重要的設備內容，針對互感器故障處理的過程中，必須要結合故障互感器電流的指示，有針對性地判斷互感器的故障狀態，并且適當的進行檢查，進行二次開路分析，及時消除二次開路當中的故障問題。為了保障互感器故障的處理效率，必須要減少二次電流數值，對互感器的斷線位置進行精準、合理地判斷，以便于在短時間內恢復互感器。此外，針對互感器斷線、電壓不平衡、接觸不良等諸多問題，還應該按照特定的規范進行故障處理，杜絕互感器故障繼續擴大。

3.4 調速器故障處理措施

在水電站中，針對調速器故障處理來說，應該先明確調速器的故障類型，再針對該故障進行有針對性的處理。例如，針對調速器的液壓故障來說，在進行處理的過程中，應該在維修人員全面檢查、全面分析之下，對脈沖閥的性能進行分析，并且借助繼電器所提供的脈沖信號控制導葉的實際開度，對控制液壓的系統進行運行情況分析。觀察調速器的導葉信號，借助手動、自動的閥門控制方式，輔助處理調速器故障。在液壓故障處理完畢之后，執行復位操作，并且確定故障是否完全消失，在故障完全消失之后，對調速器的運行情況開展細致化分析，確保調速器穩定運行。

3.5 變壓器故障處理措施

針對水電站變壓器故障來說，若發現水電站變壓器故障，那么應該先確定變壓器故障的類型。水電站的變壓器出現故障之后，檢修人員不僅要按照故障的實際情況進行深入分析，并且對變壓器的主體、構件、體系進行全面檢查，找到變壓器的故障點。在處理變壓器故障時，應該采用巡查的方式，逐步排查變壓器的故障，細致化發現故障并且解決故障。在維修人員解決故障之后，應該對變壓器進行試運行，當變壓器試運行無誤之后，才能夠確保變壓器再次投入使用。維修人員應該制定出完善的變壓器檢修技術手段，定期檢查變壓器的結構，做好故障預防工作，以便于維持變壓器的實際性能。做好變壓器故障檢查和處理，真正提升變壓器的運行效率，展現出變壓器的穩定性能。

4 結束語

水電站是我國當前最為主流的發電機構之一，直接影響著周邊供電質量，并且在供電過程不會產生環境污染，真正踐行了我國綠色發展的戰略目標。但是水電站在運行過程中，很容易受到諸多因素影響導致水電站電氣設備故障。當前水電站電氣設備朝著一體化趨勢發展，水電站電氣設備更新換代快，在科學技術的支持下，電氣設備檢修水平提升。

但是從客觀層次上來看，水電站電氣設備的故障類型較多，造成故障的因素也相對較多，想要保障水電站電氣系統順利運行，就應該及時發現并解決故障。深入分析不同故障的特點以及出現原因，在深入調查挖掘之下，對不同類型的故障制定出完善、高效化的解決策略。電氣設備檢修工作人員應該以身作則，承擔起水電站電氣設備檢修管理工作，結合水電站自身情況對潛在的設備隱患、設備運行安全進行分析管控，確保電氣設備檢修水平，保障電氣設備的正常、順暢運行，促進我國水電站管理工作的創新發展，實現為人們服務的發展目標。