水电厂电气设备常见故障分析与处理

水电厂电气设备常见故障分析与处理

摘要：电气设备是整个水电厂运行的重要硬件支撑，但水电厂电气设备在运行中不可避免地会发生各种故障。基于此，本文详细论述了水电厂电气设备故障及其处理。

关键词：水电厂；电气设备；故障；处理

水电厂电气设备在每次使用过程中，常会发生各种故障，若维修人员能快速找到故障原因并排除故障，对提高劳动生产率、减少经济损失、确保安全生产具有重要意义。

一、水电厂电气设备概述

在水电厂运行中，电气设备主要有两种类型，即一、二次设备，两种电气设备在运行中可能会受到各种因素影响出现不同故障，同时，在工业电视系统和公用系统运行中，二次设备非常普遍，在水电厂设备布置和运行中，在地面上还要对石方开挖数量加以控制，这样就能有效减少设备运行中对空间的占用。另外，还要对水电厂中的高电压电路开关和主变压器设备之间的线路数量予以严格控制，这样才能为设备的维护创造更好条件，还能有效减少母线数量，使电气设备中的电能消耗数量大幅减少，减少了电气故障出现机率，电气设备运行安全可靠性得到了显著提升。

二、水电厂电气设备特点

1、长周期性。水电厂在发展运作中，有自身特点，近年来，经济发展和社会建设对电能的需求不断增加，水电厂运作中也投入了更多科技和人力、物力，在很大程度上延长了电气设备运行周期，使电气设备运行的整个系统更加高效稳定，在很大程度上延伸其使用

寿命。

2、一体化。传统水电厂电气设备数量庞大，且单个设备功能相对较单一和局限。随着水电设备的发展，当前水电设备正在不断朝着一体化方向发展。现今电气设备可很好地结合多种功能于一体，比如高低压、防雷和配电等。这种一体化发展趋势，极大地提高了设备运行效率，有效降低了运行成本开支。

3、创新化及智能化。科技的发展，改变了传统设备的运作特点，信息技术与科技有效融入到水电厂电气设备的研究和运作系统中，提升了电气设备科技含量，电气设备更新周期也在不断缩短，新技术和设备不断涌现，同时，人们对现代水电厂要求也在不断增加，这也给电气设备革新、创新性等提出了新的发展要求，促进整个水电厂整体智能化和创新化水平提升。

三、水电厂电气设备故障

1、变压器故障

①变压器声音异常。变压器是水电厂的重要电气设备，变压器运行时承受的负载若超过极限，变压器声音会异常。当然，当变压器内部部件在运行使用时接触不良和绝缘击穿时，变压器也会发出异响。变压器使用时，若采用单相操作，变压器的声音会很尖锐；若变压器内各部件紧固程度不够，则会发出强烈且不均匀的异响；若变压器设备处于潮湿环境中，绝缘部件性能也将大幅降低。

②变压器的绝缘瓷套管闪络。变压器异常也显示了瓷套管的闪络现象。通常，变压器内部将配备密封橡胶垫，使用密封橡胶垫是为了确保良好的密封性能，从而确保变压器内

部良好的绝缘性。在橡胶垫的生产中，一些厂家缺乏生产质量控制，橡胶垫的质量较低，加之运行期间螺母的松动，变压器的内部绝缘面临受潮风险。若在使用中电容套管间隙表面积聚了太多污垢，套管闪络的可能性将增加，当出现这种现象时，会同时产生许多气体，若相关人员不及时处理放电现象，会损坏变压器内的绝缘部分。

2、发电机故障。水电厂电气设备的故障也反映在发电机故障中，主要是绝缘、接地故障，这两类故障间存在一定相关性。当水电厂发电机正常运行时，断路器和励磁开关将瞬时跳开，在这种情况下，发电机回路中的所有指示表都指向0，在检查分析相关线路后，发现这种瞬时跳开属于差动继电器动作。发电机运行时，绝缘故障主要是发电机的冒烟现象，由线圈绝缘和铁芯短路引起。发电机接地故障则由以下因素引起。

①过电压。发电机单相接地必须伴随其他两相电压的同步增加，若在此过程中发生A相弧光接地，此时可判定发电机内部定子线圈中一相的绝缘性能受损，在这种情况下，电压击穿将导致其他两相的接地故障。若支配线系统缺乏防雷设计，在系统运行期间，电波将严重干扰发电机的正常运行，当干扰严重时，甚至会导致绝缘故障。

②温度太高。发电机运行中的高温现象很难处理，若温度超过极限值，或铁芯短路，线圈原有的绝缘性能将受损，最终导致绝缘击穿。若绝缘性能严重受损，发电机定子将被烧毁。在发电机生产制造过程中，当定子线圈端部的焊接工艺相对较差时，焊接温度也会过高，当端部出现电弧后，将导致严重的绝缘损坏。

③电弧。由于电弧的相对特殊性，其导电性使其常出现拉长和移动现象，而这一特性也是短路故障的重要原因。当发电机运行期间瞬时电流发生变化时，开关和绝缘缝隙将产生电弧，这将降低绝缘性能。当绝缘材料在短时间内急剧膨胀时，电气设备不可避免地会发生短路。

四、水电厂电气设备的故障处理

1、变压器故障处理

①轻重瓦斯动作处理。变压器作为水电厂的核心设备，在运行中常出现各种故障，当变压器发生故障时，整个电气系统难以保持稳定可靠的运行。在水电厂电气设备保护中，轻重瓦斯动作处理是一种有效的故障处理方法。在变压器运行过程中，瓦斯保护能维持变压器的最佳运行状态，对变压器起到一定的保护作用。一般来说，轻重瓦斯动作处理包括：a.轻瓦斯保护。在这种保护模式下，主要是释放故障信号。变压器中只发生了相对轻微故障，例如变压器中有大量空气积聚、回路故障等，当这些轻微故障发生时，相关人员需有针对性地进行处理。b.重瓦斯保护。在这种保护模式中，主要采用主动跳闸保护和断路方式，这种保护装置主要用于变压器发生严重故障的情况。当变压器出现异常情况时，专业人员需立即检查油枕防爆门，检查焊接缝是否开裂，检查变压器是否有严重变形等。

②差流越限保护。由于变压器功能的特殊性，在变压器设计过程中，通常在变压器中设计电流保护，虽然变压器具有过电流保护能力，但其保护能力有一定时限，变压器运行中发生故障后，过电流保护装置的动作反应速度低。相比之下，速断保护具有快速响应速度和高灵敏度，但若在变压器中设置此保护模式，在速断保护工作的同时，也会同步产生较大的整定电流。在这种情况下，水电厂的速断保护和变压器间会有一个较大的死区。因此，为降低水电厂变压器的故障概率，减少故障影响范围和损失，有必要在变压器中采用电流差动保护模式，并在变压器一二侧配备互感器，在配备互感器时，必须确保电流比的科学性。若在水电厂电气系统运行期间，变压器处于相对稳定可靠的运行状态，则两侧将无电流，继电器将不会有任何保护动作；若变压器存在运行故障，并且两侧产生电流，继电器将立即启动保护动作。

③速断保护。通常，速断保护装置只有设置在电源端，才能进一步提高其整定值，发挥动作保护作用。在水电厂变压器运行中，当变压器异常运行时，速断保护装置将立即进入保护状态，并产生相应的保护动作，以保护部分线路。由于电气系统的运行模式可能存在差异，在设计速断保护时，有必要结合电气系统的运行模式来确定和调整速断保护范围。

2、发电机故障处理。发电机故障也是水电厂电气设备运行中最常见的故障类型。①在发电机的使用和运行中，应遵守相应的技术规范，定期对发电机进行检查维护，特别是应检查发电机的绝缘部分，并通过耐压试验判断绝缘部分的损坏程度。②若发电机处于非全相运行，必须确保主汽门处于常开状态。

总之，水电厂是发电、输电及开展各项电气生产的重要地点，所以有很多电气设备，电气设备可分为两大类，即一、二次电气设备，这两种电气设备也是最易发生故障的。因此，加强对电气设备故障的研究对提高电厂电气设备稳定具有重要作用。

参考文献：

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