摘要：水电站实际运行过程中，电气设备故障时有发生，而且故障类型多样，与电气系统所有部位都有直接或间接的联系。这就需要技术人员掌握丰富的专业知识与技能，可以在故障发生的第一时间给出正确判断和处理意见。鉴于此，本文是对水电站电气设备常见故障与处理进行研究和分析，仅供参考。
关键词：水电站；电气设备；设备故障；故障处理
一、电抗器故障与处理
1、中心线电流发生变化与处理
对多台发电机相并列的形式，其中心线电流会因为所带负荷无法平衡而产生变化；同时，并列运行过程中，如果其中一台发电机的实际负荷远大于其它发电机，则其中心线电流将明显增大。产生这一现象的原因为其它机组的三次谐波电流和此发电机之间产生环流。电流增大后，中心线将过热，若未及时处理将造成熔化。处理方法为：在并列运行过程中，对各机组负荷进行调整，尽可能保持平衡。
2、准同期并网装置故障与处理
机组中心线为直接接地，而主变中心线即零点需要通过电抗器来接地，从交流电角度讲，在经过电抗器以后，其电流将滞后电压。基于此，对同期装置而言，由于零点间有约22V的电压差，所以容易发生故障而失灵。处理方法为：用导线对主变中心点进行接地，并引地线至同期装置，调整并网角度。
3、谐振
以某电站为例，其采用3×250kW与2×175kW机组，1#、2#主变容量分别为1000kWA和500kWA。在并网过程中准同期装置发生故障而失灵，转向灯异常，红、白灯均熄灭。对准同期装置的电源电压进行测量，为210V和340V，对母线三相电压进行测量，为170V、230V和340V，对短路电抗器的三相电压进行测量，结果均为220V左右，随即装置恢复正常，据此判断为谐振。对此，可采用以下三种处理方法：①投入2#主变后并175kW机组，以此破坏谐振点，然后对250kW机组进行并入；②安装转换开关，并入250kW机组之前，将电抗器短接，在机组并入后切除短接；③补偿电容，在破坏谐振的同时，补偿无功。
二、中性点不接地系统电压不平衡
1、熔断器熔断
1）高压熔断器
（1）单相。因PT存在感应电压，所以故障相电压相对较低，但大于零，而非故障相电压保持正常，又因为熔断会使一次侧的电压无法平衡，产生零序电压。A相熔断时的电压向量如图1所示。由图1可知，熔断后，通过矢量合成，可得到零序电压，即3U0，在数值上与相电压相等，即3U0=Ux，表指针显示为33V，可起动接地，发出信号。如果运行过程中产生这一现象，因熔断为保护退出，所以值班人员要申请停机，并通知检修人员对熔断器进行更换。
图2A、B相熔断时的电压向量
（2）两相。因PT具有感应效应，所以故障相电压相对较低，但大于零，而非故障相电压保持正常，又因为熔断会使一次侧的电压无法平衡，比如，A、B两相均熔断，其矢量合成结果如图2所示。由图2可知，仅存在C相，其零序电压在数值上也和相电压相等，即3U0=Ux，表指针显示为33V，可起动接地，发出信号。如果运行过程中产生这一现象，因熔断为保护退出，所以值班人员要申请停机，并通知检修人员对熔断器进行更换。
2）低压熔断器
在单相低压熔断情况中，因一次侧电压保持正常，故障相电压将为零，但非故障相电压可保持正常。由于无零序电压，故无法起动接地，无法发出信号。当产生这一现象时，值班人员自行对熔断器进行更换即可。而两相低压熔断情况中，同样为故障相电压将为零，而非故障相电压可保持正常，由于无零序电压，故无法起动接地，无法发出信号。当产生这一现象时，值班人员自行对熔断器进行更换即可。
2、单相接地
对于单相接地，可将其分成金属性与非金属性两种情况。在A相接地后，电压向量如图3、4所示。当用K来表示接地系数时，有K=u0d/ux，若K为0，则为不接地；若K为1，则表示金属性接地。
图3A相接地时中性点电压向量
图4A相接地时中性点位移轨迹
从图3、4中可以看出不同相电压具有以下特点：
（1）uAd，当K为0时，与ux相等；当K为1时，为0；当K处于0~1.0的范围时，在0~ux的范围内。（2）uBd，当K为0时，与ux相等；当K为1时，为3倍ux；当K处于0~1.0的范围时，沿OdA发生变动。（3）uCd，当K为0时，与ux相等；当K为1时，为3倍ux；当K处于0~1.0的范围时，沿OdA发生变动。（4）uOd，当K为0时，为0；当K为1时，与ux相等；当K处于0~1.0的范围时，在0~ux的范围内。可见，当K处在0~1.0范围内时，无论K具体值，C相对地电压总是大于A、B相相对地电压，因此，非金属性接地情况下，为正相序。因接地后一次电压将无法平衡，所以金属性接地情况中，电压可以达到相电压3倍。对小接地系统而言，其单相接地后可继续运行一段时间，而若未能及时消除故障，将造成两相接地，最终对送电造成不利影响。
三、机组内部绝缘故障
运行中机组励磁开关与断路器跳闸，指示表针均指向零，对继电器的动作进行检查时发现差动继电器动作。此时，说明发生了绝缘故障，由线圈绝缘损坏等原因引起。处理时，处理本体故障后，继电器有效保护范围中的任何地方发生短路均会使其动作，尤其是故障率较高的电缆。因此，应对电缆及其它被保护设备进行检查，确认是否有绝缘损坏。防止内部绝缘故障产生的关键是定期做好耐压试验，根据试验结果判断内部绝缘是否完好。当产生以上现象时，应先将励磁变阻器增至最大，然后断开远方控制开关，待完全停止运行后开始检查。若已经发生火灾，则要按事故进行处理机，再根据实际情况予以检修。
结束语
上述四个故障在水电站中是最为常见的，值班人员要对这些故障有清晰的认识，最好学习类似案例，掌握故障处理方法，从而保证故障处理的准确性、及时性与稳定性。此外，在电气设备实际运行过程中，还要做好日常巡检，巡检人员结合自身专业技能和经验，及时发现电气设备潜在的问题，并快速准确的确定故障点和成因，进而在切断故障后采用合理的措施进行处理，最终将故障造成影响与危害降至最低。
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论文作者:王续伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：相电压论文; 故障论文; 电压论文; 水电站论文; 电气设备论文; 机组论文; 熔断器论文; 《电力设备》2018年第17期论文;