贵州乌江水电开发有限责任公司构皮滩发电厂 闵万雄

1 电气一次设备检修重要性及检修前工作准备

1.1 水电厂原理及电气一次设备的作用

水电厂就是通过设计机组与水位的高低提高水的重力势能，并将水的重力势能带动水冲水轮机的水轮开始转动、转变成动能，将发电机连接到水轮机则发电机将动能转变为电能的一个过程。如将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。因此可知水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换之电能愈高，此是机械能转化为电能的过程。

电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等设施组成的不可分割的整体，系统内生产、流通、消耗的各个环节是同时进行、同时完成的一个动态平衡体系，电气设备则是在电力系统中担负电能生产运行的媒体和工具，只有通过电气设备才能充分利用电能参与各种生产[1]。电气设备分为一次设备和二次设备，直接参与生产和输配电能的相关设备称为一次设备，如发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、电力电缆等，对一次设备进行监视、测量、控制和保护的各类辅助设备称为二次设备，如各种继电器、保护装置、信号装置、测量装置和录波装置等。

1.2 电气一次设备检修的重要性

通过各大型水电厂的调查显示，大部分电气一次设备主要是由将一种等级电压和电流的交流电能转换成为另一种等级电压和电流的交流电能的电力变压器、起控制和保护设备的高压断路器、将运行中高压电气设备的高电压和大电流感应为低电压、小电流的互感器、通过机械动力接通或切断电气回路的断路器、以及补偿无功功率、提高功率因数、降低损耗、改善电压质量的电力电容器，连接发电机、变压器等各种电气设备的母线、用于保护设备电压过高将过电压引入大地的避雷器等电气设备组成。研究表明系统的电流比较大和所输入或输出的是高电压，所以对于电气一次设备的安装具有相对非常高的要求[2]。

一般电气一次设备的运行安全主要与设备的型号、设备精确度等质量和设备安装的技术等方面有关，所以水电厂电气设备接地线的安装和设计、相关设备固定架的焊接、电气设备接线的正确性和牢固程度、设备固定螺栓的紧固力矩等均是会给供电质量产生影响的因素。其在日常使用中很少会出现一些大故障、一般都是一些小问题。因此要求在出现问题后就要很快地解决，并确保小问题不会引起很重大的事故发生。在检修各类电气一次设备时，为确保电气一次设备运转的安全性，应依靠完善的检修控制体系监控运行的电气一次设备。

1.3 检修前工作准备

工作人员设备检修前必须熟悉图纸，了解设备结构性能、主要技术要求及其作用，了解设备的使用情况和存在的问题。根据检修规定的标准制定检修工作方案。内容有检修项目、技术措施、施工方案、安全事项、施工进度及质量标准等。检修开工之前，应做到常用器具和各类专用工具齐全，检修需用的主要材料和备品配件已全部落实，并做好安全措施，做好检修相关记录和汇总。

2 电气一次设备状态检修的主要内容

电气一次设备重要组成部分就是检修工作的核心内容，主要就是围绕发电机、电力变压器、GIS、断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器、避雷器、母线以及电力电缆开展工作。由于设备在使用年限过长后会出现一些机械磨损、材料老化、渗漏等原因引起过负荷发生的问题，一旦出现这种情况，会使得整个电力系统不健康运行，因此必须重视和加强一次设备的状态检修工作。

水电厂电气设备的状态分为运行、热备用、冷备用、检修四种状态。其中，运行状态是指电气设备的隔离开关及断路器都在合闸状态且带有电压；热备用状态是指电气设备具备送电条件和起动条件，断路器一经合闸就转变为运行状态[3]，电气设备处于热备用状态下随时有来电的可能性，应视为带电设备，联动备用；冷备用状态是指电气设备除断路器在断开位置，隔离开关也在分闸位置，此状态下，未履行工作许可手续及未布置安全措施不允许进行电气检修工作，但可进行机械作业；检修状态是指电气设备的所有断路器均断开、隔离开关均拉开、接地刀闸均合上，电气值班员按照《电力安全工作规程》中工作票要求填写办理工作许可手续。

电气一次设备常见故障（故障原因）及解决策略如下：过电压问题（受到雷击、谐振、操作与故障等多种因素的影响）。可使用避雷线或者避雷针来避免或装置智能断电装置；过热问题（变压器的电压很高，功率又很大）。可运行温度的监视和测量工作；智能断路器故障（由于储能回路开关跳闸或其他故障造成）。可依据检修工作规范进行维修；电子式互感器故障（电子式互感器本体故障和二次电压消失）。应判断互感器本体是否存在过热或外绝缘破损等紧急情况，制定检修方案；一次主设备的防潮和养护工作（天气和使用寿命原因）。可及时更换。

变压器的检修。变压器是水电厂检修流程中的重点工作，是控制电力设备输送工程的中间枢纽装置。变压器的检修也必须根据国家、行业相关规程执行，并根据实际要求调整和制定检修方案。变压器的检修周期应在十年以上，根据设备运行工况和缺陷状况分吊罩大修、内检、一般检查等。按照水电厂一般情况是每年随发电机检修开展相关检查及卫生清扫工作，主要对变压器本体、中性点CT、穿墙套管等设备清扫和检查；对变压器油枕、中性点套管检查油位是否正常；对各进排油阀、外循环管路渗漏情况检查处理；对外循环水路检查内部是否存在结垢、汽蚀现象；对呼吸器干燥剂检查及更换；对主变冷却器油泵电机绝缘检查；以及各部位连接螺栓紧固等。同时也要按照规程对变压器开展周期预防性试验工作与定期工作，及时分析、对比试验数据是否存在异常，避免设备在运行过程中出现故障。

开关检修。一般结合发电机大修五年全面检查一次，结合发电机小修一年检查一次。检修中主要对外露金属部件检查、螺栓检查、SF6气体密度继电器功能检查、瓷套清洁、接线板检查、接地检查、断口均压电容、合闸电阻检查、机构检查、分合闸掣子检查、分合闸电磁铁检查、缓冲器检查、预充压力检查、液压油过滤、储能电机检查、辅助开关检查、二次端子检查、加热器检查等。检查各部位是否有机构故障、位移变形、间距过大、压力不足、螺栓松动、缺失润滑等异常现象，需及时修复及更换，保障系统的运作。要按照规程对开关设备开展预防性试验工作，及时分析对比试验数据是否存在异常；定期记录开关动作次数、油泵打压次数，检查是否存在频繁打压现象，避免设备在运行过程中出现故障。

电压、电流互感器检修。电压互感器和电流互感器都是电力系统中的测量、保护用设备，所以在检修时较为简单。虽简单也要认真对待，现实中因互感器造成巨大损失的案例不在少数。周期为三年一次，顺其连接的一次、二次回路进行排查，检查是否存在连接松动、线路老化或被腐蚀现象，测量二次回路的绝缘电阻与直流电阻，以及与上次测量值相比较是否存在明显异常变化等。同时也要对电压互感器和电流互感器外观进行检查，是否存在环氧破裂、端子损伤、渗漏油等异常情况。因很多互感器均为环氧浇筑，发现不能修复的异常时需进行整体更换，避免造成非计划停运。

做好防止电气设备过热的点检工作。由于水电厂要为社会持续输送电能，因此要求电气设备必须做到长时间工作，工作中因为环境、长时间运行会带来设备运行温度上升问题，尽管是天气较为寒冷的季节，过热问题也会导致极大的安全隐患。工作人员在运行时需使用红外热成像仪测量设备运行温度，发现温度异常时及时对设备停电检修及更换。水电厂需制定合理安排设备的轮换工作,有效保障每台设备的使用寿命，提高整个生产流程的安全性和效益性。

3 电气一次设备检修问题分析及改进措施

电力系统的安全性和可靠性是我国水电厂对电气一次设备检修的主要工作之一。电气一次设备检修一般使用计划检修模式，但会存在几点不足：电气一次设备发生故障的原因很多是因长期积累、不断加深而造成的，设备在工作中已出现一些小故障时该模式没有能够及时发现和处理，进而造成设备的维护检修失效性处于较低水平；由于该模式所需的环境与一次设备的工作环境存在差异，可能造成无法有效检测到实际工作状态；按照计划检修具有盲目性，在对设备试验和检测会忽略了设备自身“健康”状态，这样直接造成一些原本正常的设备因过度维修和开展破坏性试验而遭到损坏，还会消耗巨大的人力、物力，不利于发电的效益。

综上所述，当前所普遍采用的计划检修模式难以满足电气一次设备的检修维护需求，甚至还可能给设备的正常使用造成一定的安全隐患，有必要采用更加科学合理的检修工作模式。

重视检修工作。学会科学管理设备检修工作人员，定期培训，提高对电气一次设备检修的重要性的意识。针对检修工作人员关于设备的性能、检修处理方法以及检修过程中可能会遇到的问题进行全面的培训，使他们系统科学地学会如何更有效地开展检修工作。建立完善的评估制度，针对检修工作人员进行规范管理，要对因检修人员自身疏忽而造成的事故责任进行追究，通过严厉追究检修事故责任人的方式来促使每一位检修工作人员都能严格按照流程开展检修作业，杜绝应付了事或不按要求随意进行检修的现象发生。

建立电气一次设备状态管理数据库。可以有效方便的存储或获取大量的状态信息，为检修工作提供有价值的参考。数据库需包含设备出厂的相关数据、检修的次数，每次检修的记录、每次预防性试验的试验报告、正常运行的数据记录、缺陷记录等。建立健全状态数据库的同时也要加强各项档案的健全和完善流程，更方便收集、整理和保存数据；遵守电气设备检修的基本原则。遵守先机械后电气、先清洁后维修、先直流后交流、由表及里、先故障后调试、先静态后动态、有外及内的基本原则，循序渐进，这样可促使电气设备的检修工作量有序进行，并有利于电气设备的安全运作。

综上，水电厂的电气一次设备检查和检修管理是一个长期的过程，且需要电厂各部门相互配合。运用监督和管理体系来保证设备的正常运行，关注对技术人才的培养，加强电厂日常技术培训和考试，从而建立起专业技术队伍，并通过高效的管理与专业技术人员的检查和维护确保企业电气设备的正常运行，增加企业的经济效益和市场竞争力，为电厂企业的长期发展打下坚实的基础。