摘要：随着社会经济的快速发展，电能作为绿色经济能源，已成为主供需能源覆盖各领域且蓄势增加。因此，为确保人民生活安定，各行业生产持续稳定，对电力系统运行稳定性和安全性要求更高，如何提高作为主要电力生产与供应的各类水电站的设备运行效率和维护管理力度犹显重要，以保证水电站经济效率的同时提升社会效益。基于此，本作者结合多年小水电工作经历，简要分析小型水电站设备动态运行日常维护，以便为水电站生产和设备维护工作提供经验和理论借鉴。
关键词：小型水电站；设备动态运行；维护
随着科学技术和社会生产的飞跃发展，电力成为千家万户，各行各业不可或缺的重要能源，依赖性和需求量日益增加，因电力供应不足或电力系统事故导致的人们生活不便，企业生产受阻甚至发生安全事故的情况时有发生，因此，作为电能始端的水电站设备高效、安全、稳定运行至关重要。
1.水电站电气设备动态运行维护的意义
1.1确保水电站安全高效运行
电力生产与传输是集高危险性和高技能性的工作，水电站是发电与变电为一体的工作区间，主辅设备众多且相互关联，这决定了水电站设备运行维护的复杂性和困难度。根据生产季节特点定期对水电站设备全面类别检修（A修、B修、C修），运行中的日常巡视、检查维护、定期切换、缺陷处理等，以提高设备健康水平，增强水电站设备运行的安全性和长效性，因此，强化水电站设备运行维护工作是提高设备工效率，是实现水电站高效运转强有力保证。
1.2降低水电站设备电能耗损
水电站设备长期连轴、高温、高压运行的工作特点决定其发生故障或事故的概率相对较高。近些年，因水电站设备原因，运行维护不及时，引起的设备损坏事故，机组非计划停运事故，甚至因电站事故波及系统稳定运行而至大面积停电事故等屡有发生。故此，加强水电站设备运行维护力度，保证设备良好的工作性能，从而降低水电站无谓的电能损耗，提高水电站的经济效益和社会效益，从点面角度维持电力系统安全稳定运行。
1.3降低设备故障发生率
水电站设备的诸多运行特点，决定了设备故陷障概率相对较大，运行中稍有疏忽异常演变事故，因此，提高运行人员的业务技能和工作责任心，适时对在运设备的在日常运行巡查维护，及时发现设备缺陷，及时排查处理，从而极大地降低水电站设备的故障发生率，保证水电站设备运行安全，减少潜在人身安全、电网安全、设备安全威胁。
2水电站设备运行中检查维护
2. 1做好水电站设备 “三查”
众所周知，水电站的生产工区连班运转，少人值守，因此，我站对运维值班人员的工作职责首要之重：做好电站的日常巡查（接班巡查，班中巡查，交班巡查），严格按照所划定设备巡查路线，设备标准化巡查、录音巡查，确保巡查质量，严防漏巡。巡查中结合工作经验和设备运行方式、参数、声响、气味等，通过“慢看、细闻、多听、明辨、实测”等及时发现设备异常和缺陷情况，适时分析查找原因，及时隔离处理，以“防患于未然”之态度消灭故障于萌芽；二查：做好设备特巡，针对新投运设备、大修后投运设备、技改后设备、带病运行设备等加强巡查力度，增加巡查次数，做好设备巡查记录，并与历史数据比较综合分析设备实时运行状态；三查：做好设备熄灯夜查，通过升压站熄灯巡查及时发现开关设备及输电线路的发热，打火及弧光等。
2.2做好水电站设备一般安全措施
因设备运行的连续性及高危险性，极易引起设备事故和人身不安全事故的发生。因此，必须做好设备的一般安全措施：所有电气设备的金属外壳均应有良好的接地装置，运行中禁止拆除接地装置或进行任何工作；电力电缆沟、隧道、夹层、孔洞等需采用耐火材料封堵，做好防火，防水、防小动物措施；完善全程监控系统的画面监视及设备现场的灯光亮度；完善设备名称标识及操作流程上墙制度；做好辅助设备定时轮换制度及记录；作好每日每周每月定时红外测温工作，特别是丰水阶段设备连续高温高负荷运行时的温度测量工作，并作好相关记录，发现异常及时处理。定期继电保护定值核对和检查电气设备运行时继电保护投退情况，杜绝设备无保护投运。室内母线分段部份、母线交叉部份及易误碰并可能危及人身安全的电气设备应装设有明显标志的永久性隔离挡板；五防钥匙及高压室、升压站钥匙应严格管理并作好使用记录。
2.3确保设备规范化操作
水电站设备分布的复杂性和关联性，要求必须规范化操作，否则误操作引起的牵一发而动全身的不安全事故，严重时可导致电力系统的不稳定运行。因此，要求水电站工作人员必须在努力提高业务技能，熟知设备的规范操作流程和操作方法；另一方面，为确保操作有据，各水电站应结合自身实际建立健全相关的操作制度、操作流程、操作方法，并做到制度上墙；操作时，严格执行相关操作规程，做到有操作有命令，有操作有监护，有操作有措施，以确保操作的正确性和规范性。
3水电站设备动态运行过程中常见故障分析
小电站设备状态主要分为三种：正常工作态，异常工作态，故障态。而水电站的设备主要有：水轮发电机组、变压器及输出电缆及与之相关的自动装置和继电保护；水利枢纽水工闸门；辅助设备三大系统（油、水、气系统）；由于设备的复杂性决定了水电站故障多样性。下列就常见故障作简要分析：
3. 1水轮发电机组常见故障分析
1）定子回路故障分析
定子回路故障主要有定子相间短路故障，定子单相接地故障，内部绕组间层间、匝间及分支之间短路故障，铁芯、绕组、线圈温度过高等，其主要原因发电机高负荷运行时间较久致设备高温，或发电机冷却装置工作异常，冷却装置故障，效果较差等导致定子回路绝缘损坏而发生的此类故障。短路故障严重时会引起差动保护动作，机组事故停机。
2）转子回路故障分析
转子回路故障主要有失磁，转子回路接地（一点接地、两点接地），碳刷滑环发热、冒烟、打火花等，失磁原因主要有励磁装置故障、励磁机电源消失、励磁回路开路、断路、整流晶闸管烧毁等原因所致，其危害可致电压降低，相邻机组过流，转子局部温升及机组振动加剧等；转子回路接地因转子回路绝缘受损所致，两点接地最严重时可能烧坏励磁（绕）组和转子本体，甚至引发火灾等。
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3）辅机事故及水力机械事故分析
辅机事故：油水气系统故障进而引起的各轴承油温、油质、油位异常变化或温度异常升高；调速器事故低压事故；制动系统故障而致机组长时间低速运行烧瓦事故；调速器失灵或甩负荷而致的机组过速事故；剪断销剪断事故；主轴密封中断或密封盘根异常漏水等。这类故障的发生，在设备巡视检查中均能及时发现而予以消除。特别强调如制动系统故障停机时制动无法正常投入，就立即开启机组至空转态；调速器失灵应立即调速器切换至手动；；剪断销剪断应根据剪断具体情况处理，不能盲目强行停机。
3.2变压器故障分析
3.2. 1变压器本体故障
变压器故障如声音异常，油温、油位异常，瓷瓶放电闪络或破损喷油，油枕或防爆管喷油，变压器温度异常升高等设备本体故障，也是通过工作人员的细心巡视检查可及时发现及时消除的。实际工作中，应根据故障的严重程度分析处理，必要时将主变负荷转移，及时停运，防止故障扩大。
3.2. 2变压器油箱内故障
绕组的相间短路、同相绕组的匝间短路以及大接地电流系统侧绕组的接地短路。其危害是此类故障产生的电弧可能烧坏铁芯，使绝缘介质（绝缘油）气化，箱体压力骤增，严重时可能引起箱体爆炸，酿成火灾，后果相当严重。因此防止这类故障应加强瓦斯保护的巡视检查，经常对变压器油检测，加强油温监视等，确保瓦斯保护的正常投入和可靠动作。
3.2.3变压器油箱外故障
油箱外故障主要是套管和引出线发生的相间短路和接地故障。这类故障多因异物搭接而造成，通过运维人员的保质保量巡视即可做到早发现，早消除。为防止此类故障所致的严重后果，应确保差动保护或过电流保护、瓦斯保护等主保护的正常投入和灵敏可靠动作。
4.水电站设备动态运行维护方式
4. 1设备动态运行维护的组织保障
运维部门是设备的主管部门。水电站的生产技术部门及安全监察部门及设备运维管理部门是水电站设备安全、经济、可靠运行的组织保障。他们是设备运维管理制度的制定者，监督者，维护管理者：强化设备运行维护的“三（图）三（票）三（定）五（记录）五（规程）制”；负责运维人员的技能培训，持证上岗考核并定时复审等；负责指导、督促、检查生产现场电气设备运维管理制度的执行等。
4.2设备动态运行运维方法
运维工作人员的根本职责就是保证动态运行设备的安全运行。因此做好设备的日常巡视检查（前已详述），及时发现、汇报、隔离、处理设备运行中的异常或故障，确保水电站安全生产；做好设备“三定”：定期实验、定期清扫、定期检修，适时了解设备常态运行状态；做好设备“五记录”：运行记录、试验记录、检修记录、缺陷记录、事故记录等，以现数据与历史参照，分析设备运行状态，提高设备完好率；遵守五规程，严防“五大”恶性误操作，杜绝人的不安全行为引起的设备不安全事故。做好定期继电保护的定值核对，自动装置参数整定变化查看，防止其误动作引起的正常状态下的设备事故发生。
4.3异常或故障状态设备的维护处理
异常或故障状态电气设备的长时间运行可能扩大成事故，因此，对发电机、变压器的异常运行状态，不能统而概之，放任运行，而应根据相关规程规定，差别处理：
在电力系统事故或紧急状态下，为维持系统稳定运行，需要发电机、变压器短时过负荷运行，此时运维人员应加强监视设备电流、温度、过载允许值及时间等，防止因承担过载而引起设备损坏，绝缘破坏；如过负荷、过电流、过电压、三相不对称运行等应根据超正常数值的允许范围结合系统运行方式加以调整；如发电机转子一点接地，定子单相接地应在规程允许运行时限内快速查找故障原因及时消除，无法处理时联系停机；如水轮机的水力机械异常或故障在不危及机组安全运行的前提下可通过调节处理，但剪断销剪断、轴温升高、振摆超允许值等，就须联系停机处理等。
5.水电站设备故障排除常规措施
5.1利用检测仪器排摸设备故障。
故障排除工作时借助检测仪器，根据设备的参数异常即可判断设备故障位置或潜在的安全隐患，对水电站设备故障进行查找和辨别，这种方法在电气设备运行维护中应用较广。如今应用较多的万用表、摇表等针对电气设备的短路、接地故障等进行的电压或电阻测量，从而有效检测接设备的绝缘状况及电力线路的通断情况，并根据不同情况做出综合判断和处理；对水轮发电机组的旋转部件通过摆振监测分析仪能有效检测机组的安装质量，机组运行日久后的轴瓦间隙变化或固定与转动部分的磨损状况等，从而据此作出相应的调整处理；通过温度巡检监测及现在广泛使用的红外成像测温仪在电气设备长时间高温高负荷运行进行温度监测，可发现我们肉眼无法感知的潜在缺陷，如冷却装置故障、电气设备接触不良，绝缘水平降低等，从而提示运维人员有针对性作出处理。
5.2利用工作经验累积判断设备故障
从事发电运维工作日久，工作见闻和经验积累越丰富，对我们判断设备动态异常或故障有一定帮助，也能提高我们的工作效率，但具有一定的主观性，因此对运维人员的专业技能要求较高，才能快速精确的判断出水电站设备故障的类型和位置，如根据经验判断调速器主配压阀抽动，闸门水工操作不到位等。原因分析及常用处理办法：如技术供水系统水压不足或电机反转等故障可根据经验反复冲洗过滤器及多次启停技术水泵，以冲击引水入口漂浮物，提高水压。
6.结束语
综上所述，水电站设备运行的稳定性和安全性与站内设备结构设计及制造工艺具有十分紧密的关系，而且还需要工作人员加强对水电站设备的日常维护、保养与检修。同时对设备动态运行维护也能够降低设备事故发生率，提高水电站工作的稳定性，以电能首发端保证电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]王发明.关于小型水电站运维一体管理的思考[J].电子制作，2016，（18）：84.
[2]赵翔翼.关于水电站电气设备运行维护技术的探究[J].科技创新与应用，2016，（05）：127.
[3]姚文宇.小型水电站设备运行维护技术探讨[J].技术与市场，2016，（02）：85.
[4]郭超.水电站电气设备运行维护技术分析[J].科技展望，2015，（14）：106.
论文作者:谌小平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/2
标签：设备论文; 水电站论文; 故障论文; 事故论文; 异常论文; 机组论文; 工作论文; 《电力设备》2017年第18期论文;