摘要：小型水电站具有投资成本低、能依照工程所在地域实际状况灵活利用水利资源等优势，在提升其所属服务区域农业灌溉及防洪抗灾能力方面均体现出良好效能。电气设备是小型水电站的重要构成，其在长期运行期间出现故障问题在所难免，这在很大程度上削弱了小型水电站的价值。鉴于此，文章在分析发电机、电抗器以及调速器的故障成因的基础上，对相应的排除措施予以探究，以供同行参考。
关键词：小型水电站；电气设备；故障成因；排除措施
在国民经济快速发展的时代背景下，我国水电行业也获得更为广阔的发展空间，特别是在建或投运的小型水电站陆续涌现，自动化水平持续提升。水电站电气设备为水电站中各种抗电气一次性设备的统称。因为水电站运行的特殊性，若电气设备在丰水季节出现故障，则将会对水电站运行的经济效益与安全性形成巨大影响。所以，一定要保证水电站电气设备长期处于安全、可靠的运行状态中。但是当下部分人员对水电站电气设备常见故障的检修方法尚未完全掌握，这是令人堪忧的，故而笔者结合既往实践，分享经验。
1、发电机
1.1故障类型与成因分析
（1）绝缘故障：发电机的绝缘故障主要体现在风道或内部冒火星，并伴有刺鼻气味。发电机在运转过程中，其励磁控制设施和断路器意外性的出现自动跳闸情况，且其回路指示提示数值为零；差动动作出现继电器动作中等现象。对该种故障的成因进行分析，主要是由于发电机的铁芯出现短路或内部的绝缘线圈丧失作用所致。
（2）电压不足：即小型水电站在运行过程中，电压无法达到设计额定值所要求的标准。具体体现在其电压上升时，即便对励磁电阻实施减小的措施，但定子电压与励磁电压依然无法达到标准值。该种电气故障的成因主要是在发电机检修工作完成后，剩磁消失殆尽导致的。对励磁机实施开放分解保养维修处理后，组装环节错接励磁线圈的正负两极，以致机组后续运行期间形成的磁通把初有剩磁产生抵消效应，进而导致电压难以达到相关标准[1]。
1.2故障排除方法
针对发电机故障而言，要结合故障类型选择相应处理措施。若出现绝缘故障，则应加强对发电机组予以故障排查与检修，若确定是电缆出现绝缘问题，则应在确定故障所处具体位置后，将存在问题的绝缘体及时更换。在检修实践中，要闭合机组，待检修操作整体完成后再行启动。还需要定期开展绝缘试验作业，以从根本上保证绝缘体具有较优良的绝缘性能。若设备出现电压不足的故障时，需要检查励磁线路，判断其是否存在短路现象，并检查电刷接触及所处方位状态。若以上检查中均为发现问题，则需要判断励磁线圈方向的正确与否，确保线路连接的准确性。若观察到电压表的读数是零，则提示剩磁整体消失，则应及时实施充磁措施。在充磁期间，应接触励磁线圈正负端与充电电源正负端，并闭合励磁开关，把励磁电阻值调整至最大，以减少或规避电压过高的情况。
2、电抗器
在小型水电站内，电抗器的作用是为主变低压的侧中心点提供接地，进而增强水电站的出力能力并降低其主要变压器的升温效果。
2.1故障类型及成因分析
（1）谐振：以某小型水电站为实例进行分析，该水电站设计175kW机组有2台，250k W机组3台，其对应的主变容量分别是500kW A和1000kW A。在并网运行后，准同期设备丧失效能，转向灯指示面板红、白灯都熄灭，提示异常。检测其电源电压，发现其对应的熟知依次为340V、210V，母线三相接地的电压依次为340V、230V与170V，并且本机组的短路电抗器提示三相对地电压均为220V，综合以上检测结果可以断定发生了谐振故障[2]。
（2）同期设备失效：诱发该种故障的原因是发电机的中心线直接接地，而主变中心的接地时通过电抗器达成的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时对于交流电来说，其经电抗器后的电压将会出现90°的滞后，所以并网运行的同期设备若直接采用220V电压，则其间就会形成22V左右的电压差，最终造成同期设备失效。
（3）中线电流缺乏稳定性：其主要是因为并列存在发电机组同步运行而导致的，此时其中心线电流会依照其所承载负荷改变而做出变化，且在这样的工况下，若并列内的任一发电机负荷增加，那么其对应的中心线电流值也有增加。这可能是因为该台发电机和其他发电机之间能形成三次谐波环效应，若中心线热效应超出限定标准，则对其老化过程将会起到促进作用，甚至引起溶解现象。
2.2故障的解除
为有效排除谐振故障，则可以对电容实施补偿措施，进而破坏谐振现象，实现对故障的有效排除，也可以将转换开关已并联形式安设于250kW A的机组上，进一步优化故障排除效果。针对同期设备失效问题，建议采用1.5mm²的导线把主变中心点和地线连接，同时把地线牵引至同期设备内，依照水电站工程现场实况适度增加并网角度，以上措施通常能较有效的将设备同期故障排除[3]。对于中线电流不稳定故障而言，若发电机处于并列运行模式，则需要把负荷调整至平衡状态，并维持负荷的协调性与统一性，诱导中线电流不稳的情况。
3、调速器
3.1常见故障及成因分析
（1）微机调速器（PID）：输电站调速器运行期间，由于单片机无法落实所预设的流程，则将会造成调速器不能正常运转。该种故障外在表现为主控面板传递出警示，并且电液转换设备停运。
（2）反馈指示仪表不正确：该种故障多表现为开叶度与控制面板的指示张开度、出力与水头开头都和现实状况存在出入并且平衡表显示异常。该种故障成因通常因机械设备引起的，应详细记录相关数据信息，并且在机组停运时依照相关规范对其作出详细检查及处理。
（3）电液转换设备停运：具体表现在电液转换设备对有关执行命令没有及时作出响应。该种故障的成因主要有电器故障和机械设备故障，前者主要是由于其工作回路发生断线或重要控制零部件发生故障所引起的；后种故障主要是由于杂物或破损所诱发的。
3.2故障的解除
若发现PID停止运作时，应及时对PID实施复位处理，探查故障所处部位并及时予以排查。解除。与此同时，还需要加强对PID的保养，可以在相关仪器的协助下就能探测出故障的所处部位，针对出现的故障予以修复[4]。若出现指示仪表不准确的故障，应全面记录与故障现象相关的信息，建议在机组停运以后进行整体检查，及时解除存在的故障。针对电液转换设备停运的故障，若确定为电气设备故障，则建议使用主控面把电液转换设备转型为手动操作，于系统停运以后对故障一一排查及检修。若确定为机械故障，则建议通过主控板把电液转换设备在手动和自动形式数次切换，并在检修保养期间加强相关部委的清洗，其在排除故障方面体现出良好效能。
结束语：
当下，我国小型水电站的应用范围逐渐拓展，其运行期间电气设备出现故障在所难免，应予以一定重视，进而促进小型水电站的功能充分发挥出来。故而应加强小型水电站电气设备故障的检查，探查故障成因及相应的处理措施，加大资金投入量，解除“有人建，无人管”的现状，定期做好维修与保养工作，真正提升小型水电站运行安全性、有效性，为社会经济发展做出一定贡献。
参考文献：
[1]刘攀.浅谈水电站电气设备安装及调试管理[J].中国设备工程,2019(22):18-19.
[2]李怡静,戴亮.水电站电气一次设备安装质量控制分析——以双牌水电站扩容为例[J].湖南水利水电,2019(06):97-99.
[3]陈丹燕,王勇,刘涛.AJHL水电站电气一次设计[J].小水电,2019(05):41-44.
[4]刘志欣.水电站电气一次设备安装施工安全及质量控制[J].冶金管理,2019(17):135-136.
论文作者:沈欣,谭芳芳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/12
标签：故障论文; 水电站论文; 电压论文; 成因论文; 设备论文; 调速器论文; 发电机论文; 《基层建设》2019年第30期论文;