邢台市朱庄水电站运行故障处理五例

周振雄

（邢台市朱庄水库水电站, 河北 邢台 054000）

邢台市朱庄水库水电站一期工程装机1×3200+2×500kW，发电机出线电压6.3kV，经主变升压至35kV开关站与电网35kV相连，投运于1981年。二期工程安装一台630kW卧式水轮发电机组，机组出线电压400V，经升压与35kV母线相连，机组按无人值班选用微机自动化控制系统，2003年安装并投运；在多年的运行检修工作中，处理了机械和电气一、二次部分的多种故障，设备得到了及时的完善，回想多年间电气部分的维修工作，就几例印象较为深刻的故障处理及感受叙述如下：

一、35 kV电压互感器一次侧保险熔断，引起二次侧电压降低

现象与处理：1#发电机组运行中，主变压器高压侧AC线电压逐渐由36kV降至34kV，检查发电机输出电压、电流及有功功率、无功功率输出指示均无显著变化，怀疑35kV电压测量部分出现了故障，并进行检查。首先检测表计盘输入的电压互感器二次侧电压值，发现A相数值偏低，然后测电压互感器二次出线熔断器处电压值，结果与表计盘输入值相同，进而把故障点推到了电压互感器或其高压熔断器部分，最后检查高压溶断器，用万用表电阻档测量，保险管不通。（摇表检测是通的），更换保险管，故障现象消失。

启示：提到电压互感器保险熔断，通常想到的是电压消失，并伴有信号出现。但从本例的处理过程看，电压指示降低也是很正常的一种表现，本站电压互感器高压熔断器选用RWO-35KV-0.5A型，熔管内熔丝周围充满石英砂，当熔丝熔断后，金属液体附着于熔丝周围的石英砂，并形成数兆欧的高阻值导电体，在高电压作用下，回路仍能基本导通，并使电压互感器二次侧仍有很高的电压。

二、电流互感器二次回路端子虚接引起回路电流减少

现象与处理：机组开机运行后，35kV出线电流表和有功功率表、无功功率表指示降低，观察接于同一回路的计量电度表计量偏少；怀疑电流测量部分出现故障。检查该回路连接端子，发现线路盘进线A相端子连接松动，紧固处理后故障消失。

启示：电流互感器二次回路断线，会造成二次侧感应出很高的过电压，对人身、设备构成威胁，甚至使互感器因磁路过饱和导致铁芯发热而烧毁；在处理故障时，首先要合理采取措施，避免造成人身伤害和设备损坏；在处理端子接触不良等非完全性开路时，可考虑把故障点回路短路，防止故障扩大化，甚至造成开路；在处理开路故障时，首先要减小二次侧负荷，停用有关保护和自动装置，必要时停电处理。

三、机组微机自动操作、保护装置自停机现象

现象与处理：2#机带630kW额定负荷运行中，机组连续几日在无任何故障信号的情况下出现自动停机现象，考虑到机组运行中出口电压偏低，使其输出电流大于额定值，并且机组当时运行中有功、无功负荷摆动较大，造成定子输出电流摆动峰值超过额定值更多的状况，怀疑是因电流摆动冲击电流保护引发了停机。但因某些条件限制而未能启动信号，故以定子电流摆动最大值能可靠小于额定电流为条件，降低负荷至550kW运行（此点负荷摆动也较小），稳定运行一个多月后，因下游用水量加大，更换机组运行数日后，再次开启2#机带550kW运行，结果又连续十多天出现自动停机，联系设备厂家和同类设备用户，均无类似经验，调整机组负荷至200kW试验，自停机现象仍然存在，证明原来怀疑电流冲击引起停机的思路是错误的。而后，我们调整机组负荷寻找最稳定的工作点500kW运行，自动停机的现象不再发生，继而我们使机组在不同的稳定工作点下试验运行，自停机的现象均无发生。

启示：机组运行中，微机自动调节装置根据获取的信息对导叶操作器不停的进行调节，当机组在不稳定区域运行时，调节装置频繁不停接收烦乱的调节信息，并最终由于调节任务过重诱发停机。随着机组运行中上游水库水位的不断变化，机组水头不断发生变化，使机组（不）稳定负荷运行区域不断变化，原来的稳定工作点随着水头的变化而变得不稳定，并促成了机组自动停机。

四、PLC自动励磁调节器不能建压

现象与处理：机组在开机过程中，当开始起励建压时，电压上升至100余伏后，不再上升，无励磁电压、励磁电流，无故障信号指示；在处理过程中，我们检查PLC运行指示，未见异常，断开PLC控制电源，对PLC进行初始化处理和在机组额定转速下，手动起励建压均无效。检查PLC外围输入量，发现发电机电压测量回路C相保险熔断，更换保险，开机起励建压成功。

启示：在处理由继电器构成的控制系统故障时，我们能够根据故障现象追踪检查相关联的回路设备，进而消除故障；但对于由微机集成装置为中心构成的控制系统，一般情况下，PLC等核心集成电路部分不易出现故障，在处理故障时，做为用户，我们往往也不方便对集成装置进行检查测试，一旦出现故障，我们要细心观察故障现象，确定故障出现的环节，检查输入量中可能引发故障的项目输入，先从外围排除诱发故障的因素，一般情况下故障就能解决，非专业人员不要轻易对集成装置进行维修。

五、铜铝连接的问题

现象与处理：在电站一次回路设备连接中多处采用了铝母线（导线）接头，因变压器及开关等接线头均为铜材，形成了设备连接中的铝接铜。经过运行，站用变低压引线铝质线鼻子和铜接线柱严重烧蚀；2#机出线铝母线截面选择偏小，并且与主开关铜接头间采用螺栓压接的连接方式，运行中接头变色、80ºC试温片随放即融，严重发热。通过在站用变低压出线采用铜铝过渡线鼻子和将2#机铝母线换成铜排母线，故障现象得到了控制。

启示：铜、铝导线一般不能直接连接，因为铜和铝两种金属的电化性质不同。将铜线和铝线直接连接时，一旦遇到空气中的水分、二氧化碳以及其它杂质形成的电解液时，就形成电池效应。这时，铝易失去电子形成正极，铜难于失去电子而形成负极，于是在正负极间就产生电动势，并有一很小的电流通过，腐蚀铝线，形成所谓电化腐蚀，引起接触不良，接触电阻增大。在回路电流小时，其危害性不明显，当有大电流通过铜铝连接部位时，将使其温度升高，而高温又加速了铝线的腐蚀程度。从而形成恶性循环，直至将导线烧毁，危害程度较为显著。因此，铜、铝导线必须采取过渡连接，铝排与铜连接时，要选用铜铝过渡接头，铝导线与铜接线柱连接时，应采用铜铝过渡线鼻子，多股大截面积铜、铝导线间，应采用铜铝过渡连接管或铜铝过渡线夹，单股小截面铜、铝导线连接时，也应将铜线搪锡后再与铝线连接。

六、结束语

设备运行及故障的维修，会遇到一些我们在教科书中见不到的问题，通过实例，会使我们获得更多实际工作中的经验。一般说来，设备故障往往都是出现信号报警，再根据信号追踪检查，通过互感器回路断线故障的处理。可见，二个回路出现的问题都远没达到报警的程度，如果没有运行中对表计指示变化的细心观察和检修中的认真检查，设备就可能要带故障继续运行，故障就会继续向恶性发展，影响运行安全，发电计量上就要多受一些影响，电费收入就要增加损失。而通过故障的处理，则感觉到在处理故障时，要找准检测对象，并严防扩大故障，要坚持先易后难的原则，不可忽视安全冒然行事；在设备运行、维修工作中，认真、细心，及时发现随时出现的点滴异常，并及时处理，对设备安全和减少维修工作量都极为有利。通过对机组微机自动操作装置和励磁调节器等问题的处理，发现自动装置在外围设备配置合理，输入参数正确、规范的情况下，能够正常工作，它的设置、调整、检查需要厂家来完成。当系统出现故障时，由于自动装置的阻隔，我们不能象处理由继电器构成的回路一样，由报警回路逐步追踪到故障点，而需要我们认真分析故障现象及信号，分析自动装置输入量中可能造成这一现象的因素并进行检查，进而消除故障。另一方面，在设备使用中，我们要不断积累经验，总结使用注意事项，使装置运行在适宜的工作环境下。通过铝接铜及一些类似设备配置问题的处理，发现小型水电站的设备配置在许多情况下往往被忽视，如铝接铜、接触器容量裕量偏小等等，而这些被忽视的设备选择往往给日后的运行带来麻烦，影响运行，形成原因有的是设计或安装中忽视了，有的是为节省投资没按要求做。为确保设备运行安全、方便、可靠，建议设计中要想到各种生产环境对设备运行的影响，使设备选择、配置合理到位。

总之，为了设备在生产中的顺利应用，在建设中我们要为设备投运后在各种工况下的安全运行打好基础，在运用中我们要及时的搞好维修，为设备的优化运行创造条件，这样，设备的安全稳定运行也就有了保障。