水电站电气设备常见故障与处理措施

2018-02-14

今日自动化 2018年4期

（内蒙古大唐国际海勃湾水利枢纽开发有限公司，乌海 016000）

0 引言

电气设备故障对水电站运行有很大影响，较为严重的会造成水电站水轮发电机组非计划停运，使水电站的发电效益大大降低。因此，要对水电站电气设备出现的各类故障进行梳理，并找出处理故障的有效方法，保障水电站的正常运行。

1 电气设备运行现状

水电站电气设备的发展方向是一体化，这就要求设备的性能和质量必须过硬。水电站要实现长期稳定运行，需要可靠的电气设备作为支撑。要想实现电气设备的一体化，需要进行有效管理，把运行和管理有机结合，这样才能使运行效益提高到一个新高度，保证水电站的安全平稳运行[1]。电气设备在运行中受环境温度、绝缘老化等因素影响，在一定时期会出现故障，给水电站带来很大危害。

2 常见故障

电气设备随使用年限的延长会出现各种各样的故障，威胁水轮发电机组安全运行。因此，要对电气设备故障进行梳理汇总，为水电站运行奠定基础。

2.1 母线故障

在水电站中，母线是电气设备的基础设施，故障表现主要为接地短路。由于母线具有汇集、分配和传输电能的作用，类似于电气设备的一个“枢纽”，所以当发生短路的时候，会使与其相连的电气设备受到影响，降低发电机组运行的稳定性和可靠性。一旦母线出现故障，其危害非常大，一定要对母线运行全面检查，加强日常监盘和巡检，这样才能及时发现异常，提前做好防备。

2.2 发电机故障

发电机的常见故障主要有定子故障和励磁故障。定子故障破坏性巨大，会导致火灾、爆炸和电力系统振荡等严重影响，发电机本体结构可能会发生损坏，水轮发电机组非计划停运。因此，必须高度重视这种障碍，对发电机进行全面巡检监控，避免这种故障发生。励磁故障主要包括励磁功率柜风机故障、功率柜快熔故障等。如果出现这种故障，可能会导致励磁系统低励或失磁，使发电机失步，影响发电机和电力系统运行。

2.3 互感器故障

互感器有电流互感器和电压互感器。当发生故障时，互感器的表计数值就会存在很大误差，对电流和电压信息不能做出正确判断。电压互感器常见故障有二次侧熔丝熔断，电流互感器常见故障有二次开路等。

2.4 调速器故障

第一种是电液转化器异常，当调速器运行的时候，虽然参数显示一切正常，但是电液转化器没有进行任何工作，这可能存在断线故障。第二种开度、开限的运行和设计的指标不一致，调速器平衡指标缺乏，说明调速器有机械方面故障。第三种主控PLC故障，一旦PLC本体卡机、显示异常，就会使调速器工作出现异常，这种故障一般由PLC电路发生故障而出现的[2]。

3 处理措施

3.1 母线故障处理

母线发生故障会在水电站的中控室上位机中报出信号。比如当母线母差保护动作，上位机故障音箱报警，值长立即组织运行人员进行事故处理，拉开故障母线相连开关的两侧刀闸，断开跳闸开关的操作电源和控制电源，防止开关误动。全面检查设备，查找是否存在明显的故障点，并将事故情况汇报管辖区的调度，向调度申请母线停电检修。在没有查到明显故障点时，该故障母线不得进行试送电。

3.2 发电机故障处理

发电机发生定子接地故障时，中控室上位机报“发电机定子一点接地保护动作”事故信号，故障音箱报警，机组解列、灭磁、停机。运行人员要监视机组事故停机过程，必要时赴现地进行手动辅助。检查发电机定子引出线、励磁变及发电机出口PT高压侧有无明显接地点[3]。在机组开机前，需要测量发电机定转子绝缘是否合格，发电机进行递升加压后，检查无异常可申请机组并网运行。发电机发生励磁功率柜风机全部停运时，功率柜风机“退出”故障信号灯亮，这时要调整机组负荷，降低励磁电流，检查风机电源开关是否跳开，风机检查无明显异常，可试合一次，注意功率柜风机全停时，晶闸管温度不要超过55 ℃，运行时间不超过30 min，否则需要退出该功率柜。发电机有多台功率柜时，其中一台出现快熔熔断时，可退出故障功率柜，立即联系检修人员进行处理。

3.3 互感器故障处理

电压互感器二次熔丝熔断时，熔断的故障相电压会降低或为零，有功和无功表计指示也会相应降低，这时应检查二次回路有无断线，保险是否熔断或接触不良，如查不到故障原因，应进行停电处理。电流互感器二次开路时，声音会变大且常常会伴随有放电现象，进行二次回路开路检查时，必须使用合格的工器具和防护用品。可根据故障现象判断开路故障点是测量回路还是保护回路，在开路处进行短接时，涉及的相关保护要先停用，无法带电短接时，应汇报调度进行停电处理。