綜述水電站電氣設(shè)備的故障及排除

1、綜述水電站電氣設(shè)備的故障及排除    摘要：發(fā)電設(shè)備是一種極其重要的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，它的故障對國民經(jīng)濟(jì)有著直接影響。因此電氣設(shè)備的故障分析和處理是非常重要的，文章主要從幾個方面分析了水電站電氣設(shè)備故障及其處理方法。具有重要的實(shí)際意義。 Abstract: the power generation equipment is a very important energy conversion devices, its fault have a direct impact on the national economy. So electrical equip

2、ment failure analysis and treatment is very important, the paper mainly from several aspects the electrical equipment failure analysis of hydropower station and its processing method. Has the important practical significance. 中圖分類號：U263.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： 近年來我國電事業(yè)隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展得到了迅猛的增長，特別是中小型水電站星羅棋布，投運(yùn)或在建的電

3、站不斷涌現(xiàn)。保證水電站電氣設(shè)備安全、可靠、長周期地運(yùn)行，加強(qiáng)水電站電氣設(shè)備的維護(hù)，迅速及時地排除設(shè)備故障，延長設(shè)備的使用壽命，是每一個電氣運(yùn)行和維護(hù)人員的主要課題。 1水電站調(diào)速器引發(fā)的故障處理 1.1電液轉(zhuǎn)換器故障。故障表現(xiàn)為在調(diào)速器上電或機(jī)組正常運(yùn)行過程中，電液轉(zhuǎn)換器不振，對控制、操作命令液壓隨動系統(tǒng)無反應(yīng)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，此種故障的原因主要有兩方面: 一是機(jī)械故障，因長期運(yùn)行油質(zhì)不凈或其本身異物導(dǎo)致犯卡造成的。出現(xiàn)此種故障后，操作面板顯示屏顯示的工作狀態(tài)正常，但電液轉(zhuǎn)換器不振。此時，可將調(diào)速器的手/自動工作方式互相切換幾次，或檢修時將其活塞往復(fù)運(yùn)動幾次或進(jìn)行清洗，可消除故障; 二是電器故障

4、，因電液轉(zhuǎn)換器工作回路斷線或主控單元故障造成的。此時應(yīng)使機(jī)組在手動方式下運(yùn)行，故障待停機(jī)后檢修處理。 1.2開度、開限反饋表指示不符。在運(yùn)行過程中，其故障表現(xiàn)為: 其一，當(dāng)調(diào)速器處于自動運(yùn)行狀態(tài)時，開度指示與導(dǎo)葉實(shí)際開度不符，且在當(dāng)前水頭下開度與出力不符，平衡表指示不平衡，其二，當(dāng)調(diào)速器處于手動運(yùn)行狀態(tài)時: 開度指示超前于開限指示，并且在當(dāng)前水頭下開度與出力不符，導(dǎo)葉開度與開限指示值相符。此類故障的出現(xiàn)多是機(jī)械部位故障所致。此類故障出現(xiàn)后，要妥善對待，停機(jī)后一般可將故障迅速排除。 1.3主控單片機(jī)故障。調(diào)速器在運(yùn)行過程中發(fā)生單片機(jī)啟動后不能按預(yù)定的程序正常執(zhí)行而形成的“死機(jī)”故障。故障出現(xiàn)后，

5、面板顯示屏顯示不正常，電液轉(zhuǎn)換器不振，調(diào)速器不能正常工作。據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，此種故障的產(chǎn)生是由于單片機(jī)復(fù)位控制電路故障造成的。處理時，可對單片機(jī)進(jìn)行再上電或進(jìn)行復(fù)位操作，保證機(jī)組正常運(yùn)行發(fā)電，待停機(jī)檢修時輔以示波器及萬用表等對故障電路進(jìn)行測試，查出故障元件，然后對具體元器件進(jìn)行處理。 2發(fā)電機(jī)組執(zhí)行微機(jī)控制流程引發(fā)的故障 頻繁的開、停機(jī)操作是水電站的特點(diǎn)，開、停機(jī)過程也是故障發(fā)生概率最大的環(huán)節(jié)，下面結(jié)合某水電站的實(shí)際情況，就計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行流程過程中出現(xiàn)的部分故障予以分析。 2.1上位機(jī)發(fā)出開機(jī)指令后，機(jī)組按預(yù)設(shè)流程逐步打開主閥和冷卻水系統(tǒng)，至開調(diào)速器環(huán)節(jié)時，出現(xiàn)調(diào)速器拒動，流程中斷現(xiàn)象。出現(xiàn)

6、這種現(xiàn)象可能的原因有: 調(diào)速器本體出現(xiàn)故障。冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)故障。PLC 模塊及開出繼電器出現(xiàn)故障。4通信故障。 針對可能的原因，對這一故障的分析處理如下： 檢查調(diào)速器本體，工作電源，油壓裝置，操作把手等是否正常及在指定位置上。檢查各冷卻水壓力是否正常，示流信號器是否動作。檢查 PLC 模塊上相應(yīng)的開出點(diǎn)及開出繼電器是否正常工作。在開機(jī)過程中，有否出現(xiàn)通信異?，F(xiàn)象。 2.2正常的開機(jī)過程中，機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到 95% 以上時，勵磁系統(tǒng)未按預(yù)設(shè)流程起勵建壓。原因分析: 首先檢查勵磁系統(tǒng)是否工作正常，必要時可在勵磁屏上直接手動起勵試驗(yàn) 其次，檢查 PLC 模塊，是否有“機(jī)組轉(zhuǎn)速 95%以上”的開關(guān)量輸入，

7、然后進(jìn)一步檢查轉(zhuǎn)速信號裝置，是否有“機(jī)組轉(zhuǎn)速 95%以上”的開關(guān)量信號輸出。 3水電站 PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 由于 PLC 大都處于各種電磁環(huán)境中，很容易受到電磁干擾而不能正常工作，給水電站安全可靠運(yùn)行帶來重要影響，因此可采取以下措施。 3.1抗干擾的隔離措施。PLC 內(nèi)部采用光電耦合器、輸出模塊中的小型繼電器和光電可控硅等器件來實(shí)現(xiàn)對外部開關(guān)量信號的隔離，PLC的模擬量 I/O 模塊一般也采取了光電耦合的隔離措施。這些器件除了能減少或消除外部干擾對系統(tǒng)的影響外，還可以保護(hù) CPU 模塊，使之免受從外部竄入 PLC 的高電壓的危害，因此一般沒有必要在 PLC 外部再設(shè)置抗干擾隔離器件。

8、 如果 PLC 輸入端的光電耦合器不能有效地抵抗干擾，可以用小型繼電器來隔離發(fā)電站中用長線引入 PLC 輸人端的開關(guān)量信號。光電耦合器中發(fā)光二極管的工作電流僅數(shù)毫安，而小型繼電器的線圈吸合電壓為數(shù)十伏，強(qiáng)電干擾信號通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的能量一般不可能使隔離用的繼電器吸合。 PLC 來自開關(guān)柜內(nèi)的輸入信號和距開關(guān)柜不遠(yuǎn)的輸入信號一般沒有必要用繼電器來隔離。為了提高抗干擾能力，PLC 的外部信號、PLC和計算機(jī)之間的串行通信線路也可以用光纖或帶光電耦合器的通信接口來隔離，在要求防火、防爆的環(huán)境更適于采用這種方法。 3.2輸出端的可靠性措施。繼電器輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降小，與晶體管型和雙

9、向可控硅型模塊相比，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但是動作速度較慢。系統(tǒng)輸出量變化不是很頻繁時，一般選用繼電器型輸出模塊。PLC 輸出模塊內(nèi)的小型繼電器的觸點(diǎn)很小，斷弧能力很差，不能直接用于發(fā)電站的 DC220V 電路中，必須用 PLC 驅(qū)動外部繼電器，用外部繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動 DC220V 的負(fù)載。 4為防止故障進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn) 4.1測量絕緣電阻或吸收比。這是一種最常用而又最簡單的試驗(yàn)方法，通常用兆歐表進(jìn)行測量 根據(jù)測得的電氣設(shè)備在加壓 1min 時的絕緣電阻大小或 1 分鐘時絕緣電阻與 15s 時絕緣電阻之比，可以檢測出絕緣是否有貫通的集中性缺陷、整體受潮或貫通性受潮，但不能檢測出絕緣的

10、局部缺陷。 4.2測量泄漏電流。測量泄漏電流與測量絕緣電阻的原理基本上是相同的，而且檢出缺陷的性質(zhì)也大致相同 但由于泄漏電流測量中所用的電源一般均由高壓整流設(shè)備提供，并用微安表直接讀取高壓側(cè)泄漏電流 因此，它與測量絕緣電阻相比又有自己的優(yōu)點(diǎn): 第一、試驗(yàn)電壓高，并且可隨意調(diào)節(jié); 第二、泄漏電流可由微安表隨時監(jiān)視，靈敏度高，測量重復(fù)性也較好; 第三、根據(jù)泄漏電流測量值可以換算出絕緣電阻值，而用兆歐表測出的絕緣電阻值則不可換算出泄漏電流值。 另外，還有測量介質(zhì)損耗角，直流耐壓試驗(yàn)，交流耐壓試驗(yàn)，還有測量直流電阻( 主要用于測量變壓器繞組、發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子繞組等) 、測量接觸電阻( 主要用于測量開關(guān)) 等。 5結(jié)語 綜上所言，在水電站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，采取必要的維護(hù)措施不僅可以提