水电站电气设备检修与运行维护现状及提升建议

于洪亮

(河北省遵化市水利局，河北 遵化 064200)

现代水电站的运行过程需要大量配套电气设备同时运转，而这一整套系统的技术实现难度很高，运行过程十分复杂，此外，这些电气设备精密程度与复杂度也远远超出传统水力发电体系。在此背景下，水电站电气设备运行维护工作难度日益加大，工作人员所面临的维护场景更为复杂，如果不能全面推进维护与检修技术改革工作，那么将很难保障水电站发电过程的平稳性与可靠性。但是，从当前我国水电站电气设备检修维护工作实际状况角度分析，其工作效果并不理想，维护工作人员经常被动实施设备维护，既不能及时有效发现电气设备所潜在的问题隐患，也无法在最短时间内完成故障处理。

1 我国水电站电气设备检修与运行工作现状及问题

1.1 注重电气设备的经济效益，轻视维护过程

水电站电气设备维护与检修过程往往需要这些设备处于停机状态，但是，水电站设备运行将会带来大量经济效益，如果某些电气设备停止工作，那么将会导致水电站整体收益受损。因此，在经济利益驱使下，很多水电站管理人员更为看重电气设备的使用过程，而没有真正认识到检修维护工作所存在的重要性，这种思想严重影响水电站电气设备检修工作秩序，进而造成很多电气设备存在大量安全隐患。电气设备所存在的细微问题没有得到重视，只要设备还在运转，就不去理会设备本身的稳定性，这样的畸形维护与检修理念下，水电站电气设备故障逐步累积，最终引发重大安全问题。以当前水电站机电设备工作特性角度分析，在其发生故障前均有着较为明显的症状，如果检修维护人员不能真正重视这些细节问题，那么机电设备的使用稳定性与寿命都会受到严重影响。

1.2 电气设备检修模式老旧，检修手段与实际工作特征不完全匹配

当前，我国多数水电站电气设备的检修维护计划工作均处于传统检修模式范畴，其所指定的检修工作内容与检修手段并没有针对电气设备的不同而进行必要调整，总体计划覆盖全部电气设备检修工作，这样笼统的检修方案不仅无法有效推进检修维护工作的正常运行，也会严重浪费水电站人力与资源。水电站所实施的电气设备运行维护计划没有针对性，这就让很多设备得不到良好的保养与问题排查，设备所潜在的故障在这一整体计划下也不能被有效发掘，大量电气设备带病工作，最终小问题逐步累积成大麻烦。此外，传统检修模式只注重对相关电气设备的周期性检查，而这一检测周期也没根据电气设备的不同而进行调整，设备当前运行状态也没有进行必要记录，很多检测周期很多的元器件在需要维护期间没有得到良好的保养，最终致使这些元件与设备逐渐脱离正常工作范围，设备安全隐患逐步扩大。在这种环境下，电气设备故障影响范围与故障发生概率都会大幅度增加。

2 水电站电气设备常见故障分析

2.1 励磁装置故障

励磁装置是水电站发电工作的核心设备，在其日常运作过程中，如果励磁电压异常升高，那么励磁绕组直流电阻将会降低，励磁装置自身安全系数也将同步下滑。造成励磁装置电压异常波动的主要原因为励磁装置自身的损耗，励磁装置在发电过程中，其电刷弹簧会随着运转时间的加长而逐渐松动，进而导致电刷与接触滑环之间的缝隙变大，严重时将会导致滑环被烧毁。

2.2 变压器故障

如果变压器内部结构部件之间出现接触不良的现象，亦或是变压内部构件绝缘性能下降，那么变压器自身的负载将会加大，其运行过程也会出现特定噪音。此外，如果变压器周边湿度过高，变压器单相接地产生谐振电压，也会表现出特有的故障现象。

3 常用故障检修技术

3.1 检测法

设备管理人员利用各类仪表完成对设备电路的监测，通过观察检测过程所得到的电压与电阻数值，观察设备内部线路的畅通性，如果其显示数值与预期不符，那么就说明设备内部线路存在故障。这种检测方式可与现代化数据监控平台有效融合，通过长时间数据分析，帮助检修人员找到相关设备的潜在隐患。

3.2 经验法

经验法检测手段较为传统，其对检修维护人员自身素养有着很高要求，而常见的经验法检修手段可分为手段，其一为按压活动部件，让活动部件的接触面产生摩擦，进而消除接触点接触不良现象；其二为敲击法，通过敲击设备产生振动，如果设备恢复正常工作，那么说明其内部线路存在接触不良现象；其三为黑暗观察法，也就是将设备置于黑暗环境下，观察其故障位置是否存在电火花现象。这些检修维护虽然较为传统，但是在与设备监控体系融合后，亦可有效提高检修维护工作效能。

3.3 PLC系统监测

PLC是整个发电站信号传递的控制系统，为保障其实际控制效果，工作人员需要对其进行抗干扰处理。PLC系统抗干扰处理可利用金属隔离的方式，保障PLC在强电磁环境下的工作可靠性。

4 检修与运维提升建议

4.1 创新发展故障诊断技术，建立更具针对性的故障诊断方案

根据我国水电站电气设备故障特点，其大体上可分为两大类别，分别为趋势性恶化与偶发性恶化。对于趋势性恶化而言，其主要是指电气元件在长期工作过程中，伴随着元件老化，其自身的稳定性将会迅速下滑，元件很容易损坏，进而引发电气设备故障。针对趋势性恶化问题，水电站电气设备维护管理人员需要加强对元器件工作过程各项参数的有效分析，并检查元器件外观变化，提高检测频率，在关注元器件实际应用时长的同时，也要针对相关元器件的特点，做好故障处理方案。偶发性恶化往往具有一定随机性，因此，水电站电气设备维护人员需要针对当前电气设备种类与工作过程的不同，建立更为有效的信息化监控与识别平台，利用特定的算法与程序，对电气设备中各种电子元器件的具体参数进行全面通缉与分析，并明确每一个元器件的正常工作范围，通过系统的对照与处理，找到电气设备运行过程中所可能出现的偶发性恶化现象。

4.2 提升日常工作效率，建立更具针对性的检修维护计划

检修维护计划对于电气设备日常维护与管理工作有着直接影响，因此，想要提升管理与维护效率，就需要从整体理念角度，提高对维护工作的重视，并以当前电气设备种类与工作特点为基础，创建更为科学合理的检修计划，明确每一个电气设备以及不同电子元器件的检修周期与维护方式，详细说明具体的工作流程与检修维护手段，并确保实施检修维护工作的工作者可按照这一制度体系落实具体环节。此外，管理人员也要注重检修维护工作团队的整体素养，聘请更具专业技术能力的高水平人才，确保工作人员可快速完成整个检修维护工作。水电站电气设备精密程度与系统复杂性很高，因此，提高工作效率的关键难点在于工作人员自身的水平，而相关企业可定期开展各类技能培训工作，邀请行业先进工作者与专家对其进行培训，着眼未来发展趋势，建立相对完善的人才发展与培养工作计划。

4.3 创建更为健全完善的设备管理维护制度

为保障水电站电气设备运行过程的安全性与稳定性，相关管理人员需针对设备工作特点，创建更为健全的设备管理维护制度，改善传统制度体系内所存在的各项漏洞，一切工作以保障电气设备自身工作可靠性为目标。设备管理维护制度发展过程中，相关工作人员需要对设备运行工作的各项参数有着详细了解，为所有电气设备建立对应的数据资料库，并借助各类传感器与信息化管理平台，将电气设备日常工作过程记录到数据库内部。

4.4 坚持事故处理原则，避免安全事故扩大化

水电站电气设备故障往往会造成较为严重的后果，如果事故现场人员不能针对事故自身进行良好处理，没有冷静分析故障类别与处理方案，那么安全事故很容易进一步扩大。因此，对于水电站电气设备故障事故而言，在其处理过程中需遵守以下几项基本原则。

(1)及时定位故障位置，找到故障根源。检修维护管理团队需要针对各类电气设备事故建立相应的应急处理方案，在事故发生时，及时找到故障位置与故障源，并根据电气设备实际工作特性与故障影响效果，快速实施各类应急处理方案，将事故危害控制在一定范围之内，避免事故扩大化。

(2)强化对电气设备的优化与调试。相关人员需要对水电站各类电气设备的工作形式有着明确了解，在故障发生后，需要采用更为科学的方案，对故障设备进行合理调试与优化，以减少故障再次发生几率为目标，提高检修工作效能。

(3)避免故障问题的连锁反应。水电站各类电气设备之间需设置合理的保护手段，避免那些正常电气设备受到故障设备的负面影响，切实保障无故障设备可以安全稳定运行，保障水电站发电过程的稳定性。

(4)明确操作制度与章程。人为操作失误是当前水电站电气设备故障的重要因素之一，因此，水电站管理团队需针对性制定相应的设备使用与管理章程，将强对电气设备的监控，严格要求现场工作人员按照对应的要求与规范实施对应操作，降低人为因素对电气设备的影响。

(5)以故障预警为基础，提高问题发现与解决的实时性。水电站电气设备管理团队需充分利用电子报警技术，全面监控各类电气设备的运行过程，并借助信息技术平台与故障分析程序，对设备的运行参数进行有效处理，一旦设备出现不良状况就要及时报警，并通知相关人员对设备进行维护与调试，进而降低安全生产事故发生的可能性。

5 结语

综上所述，我国当前水电站电气设备维护与检修工作存在众多问题，而这些问题的核心要点在于管理意识与维护素养层面，对于水电站电气设备管理人员而言，其必须提高电气设备维护管理意识，针对电气设备的不同，制定更为有效的检修维护方案，充分利用现代信息技术与传统手段，以设备监管为手段，尽早发现设备所存在的各种隐患。