水电站机电设备安装与常见故障分析

水电站机电设备安装与常见故障分析

曾伟文

广东省源天工程有限公司 广东广州 510000

摘要：近年来，国家致力于改善民生，其中一个重要内容就是推动水电站建设。虽然水电站数量有明显增加，但能发挥的作用比较有效。之所以这样，是因为水电站设备安装工作不到位，以至于故障频频发生。倘若故障无法及时解决，供电能力会大幅降低，最终导致经济效益不高。要想充分发挥水电站的作用，需要从现在开始改变。本文从机械和电气两个方面讨论了设备故障，仅供参考与借鉴。

关键词：机械设备；电气设备；故障

前言

目前发电方式有很多，如火力发电、风力发电、水力发电等。其中，利用水资源进行发电拥有众多优势，如资源可再生、能耗降低、环境污染小等。水电站是水力发电的关键所在，其先把水能经机械能，再把机械能转化成电能。本来可以满足人们日常所需，就是因为机电设备故障率过高，导致水电站产能效率差。面对如此境况，是安于现状，还是适时突破，必然选择后者。当然，想要有一个好结果，需要掌握正确的故障排除方法。

一、水电站中机械设备常见故障

（一）主阀故障

主阀故障分为两类，一是无法平压，二是开关不动作。导致无法平压的原因有导叶没有关严、蜗壳排水阀留有一定的缝隙、旁通管或液压阀出现堵塞。对应处理办法是关闭导叶并附着在上面的杂物、检查排水阀和旁通管阀门的位置、查看主阀止漏盖状态，看其是否处于缩回状态，如果是，则手动开启。开关有手动开关和自动开关两种，先来谈谈前一种，导致开关不动作的原因有操作油压低于正常值、液压阀和电磁阀被堵塞、油路出现短路现象。故障排除顺序是检查油路阀门状态、对电磁阀进行开启和关闭操作、对油路进行复归操作。检查到最后，问题依然没有解决，就要采取停机操作。再来说说自动开关，导致故障产生的原因有电源断开或接触不良、压力开关和行程开关处于不工作状态。故障排除过程是检查熔断器，看其容量是否符合要求，检查压力开关阀门，确保其具有开启功能，同时检查行程开关状况，防止其发生变位。导叶处于完全体时，采取手动开关的方法，此举可判断主阀是否存在问题。

（二）调速器故障

调速器故障类型比较多，如主配压阀发卡、反馈中断、接力器跑油、调速器抽动等。在解决主配压阀发卡问题前，要判断机组的连接状态，如果是并网运行，就要敲击或反复增减冲击，如果是单独运行，就要停稳后进行上述处理^[1]。调速器有两类反馈，一类是自复中式反馈，另一类是机械复中式反馈。维修人员要准确判断类型，并快速找到故障点。譬如，是因为钢绳断裂导致机械液压系统无法正常工作，就要看调节信号，如果信号增加，情况和主配压阀发卡类似，如果信号减弱，就要先关闭主阀，再采取敲击、增减冲击等方法。水电站运行时间越长，接力器排油阀开关的灵活性越差，倘若留有一丝缝隙，就会出现跑油。为了防止此现象发生，需要进行测试实验，以判断漏油箱是否处于健康状态。调速器抽动会导致负荷不稳，进而对机组并网产生巨大影响。如不及时做出应对，就会造成压油泵等构件损毁。导致问题产生的原因有很多，如参数设定有误、引水系统压力不稳、调速系统进气量过大、发生电气故障等。当抽动现象产生后，要立即停下并网操作，并将调速器从自动模式转变成手动模式。随即，检查压油装置，判断其运行状态，如果存在问题，要立刻进行解决，如果问题仍未得到解决，就要对引水系统和调速系统进行检查，及时排除故障，如果故障依然存在，就要电气班组发挥作用，让电气设备恢复正常状态。

（三）水轮机故障

水轮机故障有三种，具体包括轴瓦温升异常、过速事故、异常振动。如果是轴瓦升温过快，维修人员先要检查润滑油，看其是否充足，如果润滑油不够，就要及时补充，如果不是润滑油的问题，或者是调整冷却水压，或者是调节供水方式，如果仍未恢复正常，就要测量机组振摆，看是否存在超标现象，如果答案是肯定的，就要设法消除振动，如果问题没有彻底被解决，就要检查轴瓦状态，看其是否被烧毁，如果是，应立即更换。如果是过速事故，要对产生原因进行分析。原因无非这三个，调速器失灵，人员误操作、测速装置失效。不管是何原因导致的故障，都要立刻关闭主阀。调整调速器参数，可处理失灵问题。至于人员问题，除了要实施思想教育外，还要检查转子是否损坏。如果问题出在测速装置，在退出过速保护的前提下，对故障进行排除。机械、水力、电磁等方面都能引起一场振动。在检查和维修过程中，要避开振动区，并降低水轮机负荷。如果问题依然未解决，就要立即停机。

二、水电站中电气设备常见故障

（一）发电机故障

发电机故障有两种，一种是本体故障，另一种是励磁故障。相对而言，本体故障的危害更大。本体故障一旦发生，发电机内部温度就会急剧增加，从而引发变形或震荡失灵，进而导致发电机受损或报废^[2]。励磁故障中常见故障是是PLA故障，励磁系统运行不稳定，发电机势必无法正常工作。对待本体故障的办法是，通过微机监测系统查找振动源，再通过改进结构，让发电机的负载降低一些。当励磁故障产生后，相关人员要立即重启，使系统进入自动模式。等到十秒钟，如果仍不能接收信号，就要对电源和线路进行仔细检查，尽快找到故障点。一旦找到，就要采取相应措施。倘若故障仍未解除，就要交给调度部门，进行解列处理。

（二）互感器故障

目前市面上的互感器大致分为两种，分别是电压互感器、电流互感器。不管是哪种互感器，只要发生故障，水电站就无法正常运行。不仅如此，互感器发生故障后，向维护人员提供的数据是错误的，以至于判断出现错误。一旦发生故障，维修人员就要依据电流指示剖析故障原因。如果确定是线路中断，就要通过降低二次电流数值来找到断线位置。如果是接触不良，就要重新进行连接。

（三）调速器故障

调速器也是水电站的主要故障部位，常见故障有三个。第一，水电站运行过程中，电源转换器毫无反应，但参数却显示正常，大概率是断线导致。第二，调速器出现失衡现象，造成这一切的原因是机械性故障。第三，单片机电路出现问题，就会产生卡机现象，致使调速器运行不畅。相关人员要根据现象判断故障点，如果是机械性故障，能维修的维修，不能维修的更换，如果是单片机发生故障，对电路进行修复，看它是否恢复正常，倘若确定无法正常工作，就要进行换件。

（四）变压器故障

变压器对水电站就好比血液对人体，其重要性可见一斑。在实际作业中，变压器很容易发生故障。故障之一，异响。声音变化呈阶段性，说明故障点不止一个。如果无法及时发现或发现后无法立即排查出故障点，就会出现嗡嗡声。此时，变压器已处于超负荷状态。故障之二，绝缘。相关设备发生破损，绝缘效果就会下降，当降低到一定程度时，变压器就会自动放电^[3]。维修人员发现变压器异常后，要第一时间检查机体与其他零部件，检查完毕后，发掘问题背后的原因。排除故障时，要关闭变压器，只有当故障彻底解除后，才能重新投入使用。

总结

随着新时代的到来，新问题也随之浮出水面。目前，摆在广大水利人面前的最大难题是如何让机电设备始终保持正常状态。这件事说容易，实施起来并不容易。负责机电设备安装及维护的人员，要不断强化自身业务水平，从而掌握主阀调速器、水轮机等机械故障以及发电机、互感器、调速器、变压器等电气故障的排除方法。

参考文献

[1]胡志四.水电站在运行中设备故障的判断及处理[J].大众标准化,2021(19):68-70.

[2]李长兵.水电站机电设备运行维护与故障检修研究[J].新型工业化,2020(02):36-40.

[3]孙建学.浅谈水电站运行中机电设备的故障处理[J].小水电,2017(02):28-29.