水电站设备维修安全设计

水电站设备维修安全设计水电站设备维修安全设计 一 水电站设备维修的意义 水电站运行设备的维护检修是确保水电站设备正常运行的 重要手段 是水电企业经营管理的一项重要工作 是水电站生 产费用支出的重要部分 也是水电企业设备管理的一个关键控 制节点 它不仅对降低检修费用安全生产有利 更有效地提高 了设备利用率和企业自身效益 更能够使我们的生产技术管理 人员提高了分析处理问题的能力 二 维修的分类及方法 维护包括检查和维修 检查 1 每 1 2 周一次的巡视 内容是在设备运行状态下 通 过观察和常备的仪 表检查有无异常情况 并进行注油和清扫 2 每 1 3 年一次的定期常规检修 是在停机情况下 主 要从外部进行检查和测量 3 每 5 10 年进行一次定期详细停机检修 维修 1 临时维修 即发现异常或故障所作的及时修理 2 计划维修 为保证安全而进行的预防性维修和恢复性 维修 这种维修需根据检查结果按计划进行 水电站的检修除 临时检修外 均应安排在枯水季节进行 并在洪水季到来之前 完成 1 水电站机电设备维修原则 先动口再动手 对于有故障的电气设备 不应急于动手 应先询问产生故障的前后经过及故障现象 对于生疏的设备 还应先熟悉电路原理和结构特点 遵守相应规则 拆卸前要充 分熟悉每个电气部件的功能 位置 连接方式以及与周围其他 器件的关系 在没有组装图的情况下 应一边拆卸 一边画草 图 并记上标记 先外部后内部 应先检查设备有无明显裂痕 缺损 了解其维修史 使用年限等 然后再对机内进行检查 拆前应根据设备的故障现象 确定为机内故障后才能拆卸 否 则 盲目拆卸 可能将设备越修越坏 先机械后电气 只有在确 定机械零件无故障后 再进行电气方面的检查 检查电路故障 时 应利用检测仪器寻找故障部位 确认无接触不良故障后 再有针对性地查看线路与机械的运作关系 以免误判 先静态 后动态 在设备未通电时 判断电气设备按钮 接触器 热继电 器以及保险丝的好坏 从而判定故障所在 通电试验 听其声 测参数 判断故障 最后进行维修 如在电动机缺相时 若测 量三相电压值无法判断时 就应该听其声 单独测每相对地电 压 方可判断哪一相缺损 先清洁后维修 对污染较重的电气 设备 先对其按钮 接线点 接触点进行清洁 检查外部控制 键是否失灵 许多故障都是由脏污及导电块引起的 一经清洁 故障往往会排除 先电源后设备 电源部分的故障率在整个故 障设备中占的比例很高 所以先检修电源往往可以事半功倍 先普遍后特殊 因装配配件质量或其他设备故障而引起的故障 一般占常见故障的 50 左右 电气设备的特殊故障多为软故障 要靠经验和仪表来测量和维修 先外围后内部 先不要急于更 换损坏的电气部件 在确认外围设备电路正常时 再考虑更换 损坏的电气部件 先直流后交流 检修时 必须先检查直流回 路静态工作点 再交流回路动态工作点 先故障后调试 对于 调试和故障并存的电气设备 应先排除故障 再进行调试 调 试必须在电气线路速的前提下进行 2 水电站机电设备维修方法的确定 水电站故障维修 又名水电站事后维修 主要是指在水电 站设备产生故障后就立即停机进行维修的方法 水电站的定期 维修 又名水电站预防维修 主要是根据水电站设备运行时间 或当量时间间隔划分进行维修 所以水电站的定期维修就是不 论水电站设备状态如何 到规定的时间便停机维修的方法 水 电站优化性维修 是经过对水电站运行设备故障的根本因素进 行分析 进行优化设计和技术改进 从而优化水电站运行设备 工作性能的维修方法 水电站设备运行状态维修 水电站设备 运行状态维修是根据水电站运行设备运行状态监测得出的运行 设备工作状态信息 从而推断运行设备是否正常 哪些运行设 备属于带故障工作状态 并在运行设备故障发生前进行维修的 方法 3 加强机电设备维修的措施 3 1 通过优化水电站运行设备维修管理的方法 强化水电 站运行设备的技术管理 水电站多分布在偏远地区 交通不便 大多数水电站带隐患运行 管理较混乱 所以应该重视对水电 站运行设备应用 维护 维修人员职业技能的培养 完善含三 级保养 点检 班检 定期维护和巡回检查 交接等文明生产 和日常维护的工作制度 水电站的生产技术部门应根据运行设 备的维护特点 工作环境及运行设备在生产中的作用等级来进 行维修决策 建立健全运行设备管理的规章制度并奖罚分明 按照水电站运行设备待修状况选择相应的维修方法 针对水电 站运行设备的具体特点建立适当的维护维修的管理模式 3 2 建立健全水电站设备运行的维护检修制度 维护检修 管理制度应该以运行设备的使用说明为制定的基础 应该以水 电站设备的运行记录为依据 依据零部件的应用寿命制定定期 预见性检修制度 将运行设备的故障控制在萌芽状态 把所的 运行设备的运行记录进行归类分析 并按照设备使用说明以及 每个月的设备运行时间 作出月度 季度 年度设备检修维护 计划 由于发电机机电设备检修工作的特性要求 检修工作分 为现场检修和预防性检修 现场检修 是运行人员在设备运行 过程中遇到的设备故障的问题为此提出的检修请求 是一种被 动性的检修 预防性维修是一种维持运行设备性能完好的前瞻 性检修工作 所以 预防性维修是检修工作积极消除隐患的重 要措施 水电站运行设备的维护检修管理工作重点应该放在预 防性维修之上 3 3 及时对隐患进行处理 日常工作中对于机电设备的点 检一定不能放松 要认真细致的检查 以便及时的发现和治理 安全隐患 从而避免事故的发生 隐患如果不及时处理很有可 能在下一次就酿成惨痛的事故 因此每位员工都要有强烈的安 全隐患意识 做好机电设备隐患的排查处理工作 3 4 提高设备的安全性能 确保设备资金的投入 加大机 电设备技术改造和更新的力度 现代社会科技越来越发达 很 多诸如变频技术 自动化控制技术 遥控技术等高新科技都在 不断的应用于各行各业的生产中 这些层出不穷的新设备安全 性能好 工作性能高 不仅为机电设备的技术改造提供了技术 参考和保证 对于企业的经济效益 安全效益也有着极大的帮 助 3 5 加强机电设备的维修管理 水电站的机电设备工作环 境多样复杂 因此维修作业也就相应的多样复杂 作业条件会 限制机电设备的结构设计 导致在一些特殊环境下作业的机电 设备结构设计并不是很合理 往往很难保证维修质量 或者干 脆就无法维修 因此适当的采取设计检修通道 预防零部件变 形 脱落 改进设备结构等一系列措施 提高机电设备维修作 业的安全性 确保设备的安全运行 3 6 加强人员培训 人力资源是现代企业中的一项重要的 可再生资源 而对于水电站来说 员工的整体素质普遍偏低是 一个不容忽视的问题 因此企业领导要加强对于一线操作员工 安全管理知识的培训 不断提高企业的整体素质 增强员工的 责任感和安全意识 4 水电站运行设备的技改和更新 很多老的水电站仍然在使用老的水轮发电机组或老设备 各种故障层出不穷 导致机组出力低下 所以运行设备的更新 成为当务之急 在运行设备的更新时 应选用在技术先进 应 用操作比较简便 性价比比较合理的新型水轮发电机组或新型 设备替代老的水轮发电机组或老设备 例如根据当前的实际情 况 对水电站运行设备 电气 监测 控制及保护系统存在的 故障及隐患的严重程度进行评估 通过技术改革和设备更新去 提高运行设备的可靠性和运行设备的整体工况水平 使 无人值 班 少人值守 最终实现 三 水电站中的在运行设备 常规水电站中通常都有以下的设备系统 机械设备 水轮机 调速器 技术供水系统 高低压气系 统 油系统 排水系统 主铺桥机 电梯 电气设备 发电机 励磁系统 发电机出口断路器 主变 压器 gis 高压电缆 低压配电系统 辅助变压器 柴油发电 机组 ups 电气保护系统 监控系统 通讯系统 安防系统 接地和避雷器 中低压电缆 照明 暖通消防设备 消防系统 暖通系统 生活用水系统 污 水处理系统 主要设备包括以下几种 机械设备 水轮机 电气一次设备 发电机 变压器 开关 电气二次设备 调速器 励磁系统 监控系统 直流设备 水工 大坝设备 水电站机电设备全系统图 四 主要设备的运行及常见故障类型 水轮机 水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械 它 属于流体机械中的透平机械 早在公元前 100 年前后 中国就 出现了水轮机的雏形 水轮 用于提灌和驱动粮食加工器械 现 代水轮机则大多数安装在水电站内 用来驱动发电机发电 在 水电站中 上游水库中的水经引水管引向水轮机 推动水轮机 转轮旋转 带动发电机发电 作完功的水则通过尾水管道排向 下游 水头越高 流量越大 水轮机的输出功率也就越大 现对水轮机常见的事故以及应采取的安全设计措施总结如 下 一 机组过速 由于机组突然甩负荷 导水叶不能及时关闭 机组有异常 高速回转声 噪声增大 发电机功率到零 电压升高 转速指 示升高 防护措施 1 在调速器的控制系统中加装事故配压阀 2 在机组进水口设置能动水关闭的快速闸门或蝴蝶阀或球阀 3 冲击式水轮机可装设偏流器防止机组过速 轴流式水轮机 可通过增大叶片转角降低过速值 4 利用定子三相径外接附 加电阻短路的电制动停机装置限制过速 事故处理 1 当判明机组过速时 如保护拒动 则应 手动紧急停机 同时关闭蝴蝶阀或球阀 2 检查事故配压阀 是否则动作 若未动作 则应手动操作 使事故配压阀动作 3 对于未设置蝴蝶阀或球阀的机组 或关闭蝴蝶阀或球阀无 效时 应立即操作进水口的快速闸门 切断水流 二 轴承温度升高 由冷却水中断或水压降低 冷却水管堵塞 管道内进入空 气等 润滑油系统堵塞 漏油 油泵运行正常等 油质不合格 等原因造成 设计措施 1 检查冷却水系统 必要时投入备用冷却 水 2 检查润滑油系统 如过滤器堵塞则应切换或清扫 若 油泵运行正常则切换至备用油泵 3 取油样化验 油劣化则 应停机换油 三 发电机温度过高 由发电机过负荷超过允许的时间范围 三相电流严重的不 平衡 通风冷却系统故障 定子绕组局部短路或接地 定子铁 心绝缘损坏 形成涡流损耗增大 等原因 造成定子绕组和定 子铁心局部过热 电流表指示超限 过负荷保护动作 发电机 温度超限发信号等 设计措施 发电机超负荷运行 则迅速减少负荷 如定子 三相电流不对称 则查明原因迅速消除 冷却水中断 应迅速 停机 部分冷却器堵塞 应维持在低负荷运行 迅速排除故障 四 发电机着火 由于定子绕组匝间或相间短路 发电机长时间超负荷 温 升超过允许值 雷击或过电压引起绝缘损坏 转动部分有部件 损坏 刮伤定子绕组 引起短路 电容电流过大或时间过长 并列误操作等原因造成 设计措施 紧急停机 打开发电机消防用水阀门进行灭火 灭水过程中应关闭发电机冷 热风口 保持风洞密封 严禁用 泡沫灭火器或砂子 石灰进行灭火 水轮发电机 水轮发电机时指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发 电机 水流经过水轮机时 将水能转换成机械能 水轮机的转 轴又带动发电机的转子 将机械能转换成电能而输出 是水电 站生产电能的主要动力设备 7 d3 k0 u0 u6 t x u c 由于水 轮机发电机组的结构比较复杂 有机械部分 电气部分以及油 气 水系统 它受系统和用户运行方式的影响 还受天气等自 然条件影响 容易发生故障或者不正常运行状态 某一次故障 可能是一种偶然情况 但对整个机组运行来说又是一种必然事 件 运行人员应从思想 技术 组织等各个方面做好充分准备 a r4 j g q 1 运行人员平时应加强理论学习 尽 可能掌握管辖设备的工作原理和运行性能 4 b u 9 q t h i 2 运行人员应熟悉各设备安装为止 各切换开关 切换片位置 o x q 2 z k7 i t t 3 运行班组应针对各种主要 故障制定事故处理预案并落实到人 3 4 运行现场应准备必要的安全防护用具及应急工具 5 运行人员应由临危不乱沉着应对的心理素质 6 u0 e g o0 s7 m x 一 发电机的异常运行及处理 发电机在运行过程中 由于外界的影响和自身的原因 发 电机的参数将发生变化 并可能超出正常运行允许的范围 短 时间超过参数规定运行或超过规定运行参数不多虽然不会产生 严重后果 但长期超过参数运行或者大范围超过运行参数就有 可能引起严重的后果 危机及发电机的安全应该引起重视 1 发电机过负荷 运行中的发电机 当定子电流超过额定值 1 1 倍时 发电 机的过负荷保护将动作发出报警信号 发电机定子电流超过额 定值 当定子电流超过额定值 1 1 倍时 发电机的过负荷保护 将动作发出报警信号 警铃响 机旁发 发电机过负荷 信号 计算机有报警信号 发电机有功 无功负荷及转子电流超过额 定值 发电机转子一点接地 发电机转子接地有一点接地和两点接地 转子接地还可分 为瞬时接地 永久接地 断续接地等 发电机转子一点接地时 因一点接地不形成回路 故障点无电流通过 励磁系统仍能短 时工作 但转子一点接地将改变转子正极对于地电压和负极对 于地电压 可能引发转子两点接地故障 继而引起转子磁拉力 不平衡 造成机组振动和引起转子发热 处理 检查转子一点接地信号能否复归 若能复归 则为 瞬时接地 若不能复归 并且转子一点接地保护正常 则为永 久接地 利用转子电压表 测量转子正对地 负对地电压值 如发现某极对地电压降至零 另一极对地电压升至全电压 说明确实发生一点接地 检查励磁回路 判明接地性质和部位 如系非金属性接地 应立即报告调度设法处理 同时作好停机 准备 如系金属性接地 应立即报告调度 启动备用机组 解 列停机 注意 通常来说 检查处理时间大致为 2 小时 否则 应停机处理 发电机温度过高 发电机在运行中 如果定子 转子或者铁心温度超过规定 值 应该及时检查处理 发电机着火 1 现象 发电机可能出现事故光字 蜂鸣器 响 有关保护动作 发电机有冲击声或嗡嗡声 机组可能自动 事故停机 发电机上部盖板热风口或密闭不严处冒出明显的烟 气 火星或有绝缘烧焦的气味 2 处理确系着火而未自动停 机 应立即手动断开发电机的出口断路器并灭磁 紧急停机 确认发电机断路器 灭磁开关已断开 已无电压后 戴上绝缘 手套 开启机组消防水进水阀进行灭火 发电机着火时不准破 坏发电机的密封 不准用沙和泡沫灭火器 严禁打开风洞门及 盖板 严禁进入风洞 到水车室检查是否有漏水情况 确定给 水情况 火被完全扑灭后 停止给水 并作好检修安全措施 灭火后进入风洞 必须戴上防毒面具 灭火措施必须果断 迅 速 防止事故扩大或引起人员中毒 烧伤 触电等 并遵守有 关消防工作手册的规定 调速系统 原理 将水轮发电机组的实际转速与给定值进行比较 转速偏差 信号经调速器变换以后 产生一个能消除这个转速偏差的调节 作用即接力器的位移 从而保证机组 交流电频率 稳定运行 调速器工作基本环节 测速 信号综合及放大 反馈 功能 进行机组的正常操作 启停机 增减负荷等 保证机组安全运行 事故情况下紧急 安全停机 实现机组经济运行 转浆式机组双调节 分类 按调速器各部件工作原理分 机械液压 电气液压 按调节规律分 比例积分 pi 调节 比例积分微分 pid 调节 按调速器执行机构数目分 单调节 双调节 主要设备 调速器 油压装置 漏油装置等 油压装置 油压装置是向水轮发电机的调速系统供给压力油的能源设 备 漏油装置 漏油装置的作用是收集调速系统各处的漏油及液压操作元 件的排油和漏油 并借助油泵将漏油箱中的油送回到油压装置 的回油箱中 调速器一般由飞块组合件 调速弹簧和操纵机构组成 它 是根据柴油机的负荷变化 自动地调节喷油泵的供油量 以保 证柴油机在各种工况下稳定地运转 调速器常见故障及处理如下 1 开机不成功 1 接力器锁定没有打开 2 紧急停机电磁阀没有复归 3 滤油器堵塞 压降太大 4 事故配压阀 重锤关机误动或卡阻 1 检查锁定是否拔出 机旁应设置锁定投 拔指示灯 2 用手动方式复归检查确定 3 检查滤油器进出油口压差 清洗或更换滤网 如果滤 网破损应拆洗阀块和冲洗油管路 4 检查事故配压阀和重锤关机的电磁和液动先导控制阀 是否误动 用手动方式复归 如果排除先导控制阀 应拆洗事 故配压阀活塞或重锤关机的插件 尤其应注意液阻节流孔 2 开机和运行中高频振荡或振动 1 机组首次充油或停机时间较长且关闭总供油阀 液压 系统进入空气 2 主配压阀高程比油压装置回油箱低 布置不合理 3 主配压阀放大系数过大 1 多次操作主配压阀和接力器 全开 全关 全关 全开 排除内部全部空气 2 停机时不关总供油阀 长期封油 或在合适位置加装 排气阀 3 在结构上改善杆件的传递比或衬套的小波动窗口 3 接力器抽动 1 油路 阀块或滤油器等有堵塞 2 标准液压元件如 比例阀 换向阀 单向阀等 3 引导阀及其他小通径自制控制液压阀卡涩 4 电液转换元件引线座接触不良 5 机械反馈钢丝绳或钢带拉伸变形 6 位移传感器输出不正常 1 检查滤油器进出油口压差 清洗或更换滤网 如果滤 网破损应拆洗阀块和冲洗油管路 2 用汽油清洗阀芯 检查阀芯工作面是否磨损或有拉伤 必要时更换阀芯或阀本体 3 观察引导阀动作是否正常 可拆洗引导阀 控制阀和 阀套 可用精细砂适当研磨 如有明显拉伤应予以更换 4 检查引线座是否松动 开路 可压紧固牢或更换 5 适当调整拉紧器 如钢带严重扭曲应予及时 以更换 6 检查传感器本体和引线座安装是否牢固 移动是否蹩 劲 应紧固并保证其移动平顺 4 接力器爬行 4 1 单调型 4 2 往复型 1 主配压阀偏离中位 2 转换元件偏离中位 3 主接力器窜油 重新凋整主配压阀中位 并可靠固定 重新凋整转换元件的中位 并可靠固定 检查主接力器活塞密封 必要时进行更换 5 接力器迟阻 5 1 动作迟缓 5 2 动作卡阻或拒动 1 主配压阀开关行程值整定太小 开关机时间过长 2 调速功不足 即主配压阀直径偏小或控制阀的规格偏小 3 滤油器滤网堵塞或滤网过密 压降太大 4 引导阀卡涩 5 主配压阀活塞发卡 6 接力活塞窜油或漏油量太大 驱动力不够 7 导水机构控制环或转轮叶片卡阻 8 油温过低 油粘度大 1 检查主配形成限位开关是否松动 重新整定开关机时 间 满足调保计算要求 2 根据机组实测数据 重新核算操作功 应加大主配压 阀直径或窗口尺寸和控制元件规格 消除导水机构控制环及调 速轴等卡阻 或适当提高工作油压 3 检查滤油器进出油口压差 清洗或更换滤网 4 清洗引导阀和引导阀衬套 必要时可用精细砂适当研 磨 如有明显拉伤应予以更换 5 一旦确定主配压阀活塞发卡或拒动 需在厂家指导下 进行拆除清洗和更换 6 更换接力器活塞密封环或密封圈 活塞磨损严重间隙 过大 应进行更换 防止窜油和漏油 7 测试无水状态下 操作油压远远大于规定值 应拆卸 重新修整组装和更换部件 8 加装加热器或人为启动循环油泵 提高油温 选取粘 度小的透平油 6 油泵启动频繁 1 油温油压过高或油质粘度选择不当 2 转换元件及主配压阀中位偏离 3 主配压阀泄漏量过大 4 主接力器 转轮或受油器窜油严重 1 根据环境温度变化合理选择透平油粘度 确保油温 油质在规定范围内 2 校正各环节中位 3 检查主配压阀活塞工作面是否有轴向拉伤或与衬套配 合间隙明显加大 必要时跟换活塞衬套 4 检查主接力器 转轮或受油器 尤其是受油器 油系统 在水电厂中 机组调节系统工作时 能量的传递和机组转 动部分的润滑与散热等 一般都是用油做介质来完成的 油系 统是为水电厂用油设备服务的 油系统由一整套设备组成 它 用来完成用油设备的给油 排油及净化处理等工作 油系统是 用管网把用油 贮油 油处理设备连接起来的油务系统 其任 务是 接受新油 贮备净油 给设备充油 给运行设备添油 从设备中排出污油 污油的净化处理 油的监督与维护 收集 和保存废油 油系统由油库 油处理室 油化验室 油再生设 备 管网和测量及控制元件所构成 故障一 密封油回游不畅 现象 停机后密封油箱油位降低 密封油箱真空升高 严重时密封油压力降低并剧烈摆动 氢油 压差消失 处理 1 检查润滑油压力正常后 检查密封油事故回油 门是否开启 未开启马上开启 2 检查回油压力表是否有油 压 没有立即切换回油滤网 松开回油滤网顶丝 将滤网切换 至对侧即可 3 如果回油压力表有油压 而密封油箱油位下降 这时为回油浮子阀故障 这时应活动密封油箱入口手门 反复 冲动浮子阀几次 无效则立即启动直流油泵 停止交流油泵 将油箱旁路掉 严密监视氢油压差 压差过低则降低氢压运行 4 如果以上处理后密封油压力仍然过低 氢油压差无法保持 立即排氢 故障二 密封油油箱油位高 现象 密封油油箱油位高 密封油箱真空降低 严重时由真空泵出口向外喷油 润滑油箱 油位降低 处理 此现象基本为密封油箱浮子阀故障 关闭密封油油 箱入口门 待油位降低后重新利用油箱入口手门进行调节 故障三 密封油氢油压差低 现象 密封油其他参数正常 氢油压差降低 严重时氢压下降 处理 1 检查密封油系统 氢油压差阀工作是否正常 如出现剧烈摆动等异常现象可以判 断为压差阀调节故障 开启压差阀旁路阀 关闭压差阀主路入 口或出口手门 手动调节氢油压差 2 检查汽侧 励侧密封油 供油压力表读数是否正常 如压力降低 表明密封油供油管路 异常 应检查密封油出口滤网压差 压差高则切换滤网 切换 时先将出口滤网用注油门注油 将备有滤网排气门排气 松开 切换阀顶丝 压平把手 将滤网切换过去 如果密封油滤网压 差正常 应检查油泵管路限压阀是否故障开启 限压管路温度 高 则表明限压阀故障开启 应启动另一台密封油泵 提高系 统压力 或两台油泵进行轮换 3 以上处理后 氢油压差仍然 异常低 紧急排氢 故障四 油泵事故停止 现象 交流油泵故障停止 油压 降低 处理 1 启动直流油泵 保证氢油压差正常 必要时降 低氢压运行 根据发动机温度调整负荷 2 如果直流油泵故障 检查开启第三路油源手门 降低氢压运行 故障五 密封油浮 子阀故障 现象 密封油流量桶油位异常 处理 有可能为浮子 阀故障 关闭浮子油箱入口门 切换油位计为流量桶侧 如果 油箱油位满 开启旁路门放油至可将油位后手动调节 如油位 过低 待油位回升后用旁路门手动调节 励磁系统 导体在磁场中运动并切割磁场的磁感线时 导体中将产生 电流 因此 要发电必须同时满足 1 要有产生磁力线的磁场 2 运动的导体必须切割磁感线 励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统 由于发电机转子通过接通直流电流从而产生磁场 励磁系 统的基本功能就是通过产生可以任意控制大小的直流电流 励 磁电流 来维持发电机的稳定 作用 发电机并网前 调节发电机输出的端电压 发电机并往后 合理分配发电机无功功率 提高同步发电机并列运行的静 动态稳定 发电机事故时 对转子绕组迅速灭磁 以保护发电机的安 全 励磁装置是发电机的主要辅机 其性能好坏直接关系到电 力生产的可靠性 随着计算机技术的迅速发展 微机型励磁装 置在同步发电机上得到了广泛的应用 对于保障发电机能够稳 定地运行 起到了关键的作用 微机励磁装置的调试和维护对 保证电力生产的安全运行具有十分重要的意义 1 发电机励磁装置不能正常升压发电机启动至额定转速 后 励磁装置下达投励令后 发电机不能建立初始电压 导致 启励失败 1 首先检查励磁装置是否有输出启励电压 自并激励 磁装置的发电机机端初始电压是通过他励的方式 给发电机建立 初始电压而产生的 有的励磁装置具有交 直流两种他励供电 电源 启励方式 可分别试之 并检查启励回路是否接通 启励电压是否送到发电机激磁回路 转子 上 2 励磁装置内部的启励接触器是否工作正常 此项检 查工作可以按照启励接触器工作原理图进行电器合 分实验 3 检查给励磁装置提供整流电源的励磁变压器的工作 回路是否接通 发电机在启励升压后 是依靠励磁变压器给励 磁装置提供整流电源 因此要保证励磁变压器原 次端工作回 路必须正常 在此 介绍一个小窍门 在发电机定速后 发电 机一般具有一定的残压 此时可用万用表检查可控硅交流侧是 否有经由励磁变压器送来的阳极电压 若三相电压平衡 说明 此回路正常 4 检查励磁装置的整流情况 现在的励磁装置都具有 试验功能 可利用厂用电进行静态调试 可分别检查移相脉冲 的控制电压及脉冲的宽度 幅度和相位角度 最后利用示波器 观察可控硅的整流波形 整流波形应随着给定值地增加或减少 而平稳的上升或下降 5 有的机组在检修后 将转子与励磁输出的电缆反接 这样在下次启励时 转子电势的方向与启励电源的方向相反 也可造成启励失败 更改电缆的方向或者对转子继续进行充磁 就可以使发电机顺利升压 2 励磁装置在运行当中的故障现 象及检修方法 1 可控硅的触发脉冲对于励磁装置能否稳定地工作起 着至关重要的作用 此故障现象为励磁投入后正常 突然在某 工作点励磁表记开始摆动 我曾经在黑龙江某电厂便遇到这个 故障 励磁装置启励至发电机额定电压 80 然后继续增磁到 大约 90 时 励磁表计开始反复摆动 实验几次均有此现象发 生 检查采样回路 适配单元 脉冲的控制电压都正常 用示 波器观察脉冲 正常时为双脉冲 随着增磁到上次故障点时 双脉冲变成 三 脉冲 即在双脉冲的第一个脉冲前沿 又多了 一个时有时无的 虚 脉冲 造成可控硅误触发 造成这个故障 怀疑是由于现场较长的导线在电缆沟中形成容性耦合 经更换 脉冲屏蔽线 并将电缆屏蔽层可靠接地 此现象消除 工作正 常 2 励磁波动较大且不稳定励磁表记有轻微的抖动是正 常的 但当摆动较大时 则属于故障 应检查的项目 1 励磁 装置从运行数值突然向满刻度方向摆动 时而又正常 其变化 规律无常 但当增 减磁时仍然可以进行调节 这是由于移相 脉冲的波动引起的 首先应检查脉冲的控制电压 u 是否正常 而脉冲的控制电压 u 是由励磁量测值 发电机电压或励磁电流 给定值经 pid 调节所输出的 因此先检测励磁装置的电源是 否正常 再分别检查给定值 励磁量测值两路信号是否正常 可用万用表和示波器检查给定值 励磁量测值 发电机电压 励磁电流 输入及经适配单元后的测量值是否稳定 正常 2 当励磁整流波形脉动成分较大时 励磁表记抖动明显 用示波 器观察可控硅整流波形 仅能看到 4 个甚至 2 个可控硅导通波 形 首先可用万用表或专用仪器检测可控硅的性能是否良好 再用示波器观察六个脉冲信号是否存在 检查触发脉冲的形成 预放 及脉冲变压器原 次端的信号是否正常 并可与同步电 压进行相位的比较 观察脉冲的移相角度 宽度及幅值是否正 常 出现此类现象大部分情况是由于设备在使用过程中由于现 场环境温度地变化 震动 氧化作用 使电子元气件的工作特 性和焊接状态都受到一定的影响 因此 除了发生故障时及时 修复外 还要注意平时定期对励磁装置进行维护 调试 及时 更换损坏的元器件 3 励磁变压器的相序 相位对于励磁装 置的影响 励磁装置对于可控硅同步信号有着严格的要求 因此对于 励磁变压器不仅要求相序正确 相位也要正常 我在实际调试 中经常遇到此类问题 四川某水电厂调试中 水轮发电机升至 额定转速后 励磁启励 发电机迅速建压 但当继续增磁时 突然发电机过压 跳开灭磁开关 当时 怀疑励磁变压器接线 错误 造成可控硅整流失控 从而使发电机过压 这套装置的 励磁变压器为 y 11 接法 与安装人员沟通后才知道 当时 他们已经知道励磁变压器原端的三相电缆是 c b a 接法 他 们误以为将励磁变压器次端也按 c b a 就可以了 而实际上 没有考虑励磁变压器 y 11 接法 经他们这样接线后变成了 y 1 接法 使励磁变压器相位发生了变化 从而造成可控硅整 流失控 后将励磁变压器原 次端电缆重新安装 励磁工作正 常 辽宁某火电厂调试中 励磁装置升压 并网均能够正常工 作 但发现启励时 发电机电压表上升速率很快 因为这套励 磁装置具有升压缓启励功能 因此 电压表应该平稳地上升 并且 用万用表测量触发脉冲的控制电压也是偏离正常值 再 次用示波器观察同步电压 发现 a c 相电压接反 形成反序的 同步电压 经证实 该电厂在自行更换励磁变压器时 将励磁 变压器次端 a c 相电缆接反 经更换后 励磁投入 以上问题 均解决 工作正常 励磁输出从零值上升到整定值之间发生大 幅度摆动 其变化特点是当增 减磁的量值为一常数时 而励 磁输出 表记 上下摆动 甚至时有时无 形成以上的故障 也是由于励磁变压器相序错误造成的 可控硅的触发脉冲与可 控硅的阳极电压不同步 此时的可控硅的导通角的大小由脉冲 发出的时刻决定的 而是否导通则取决于阳极电压的极性 综上所述 对于励磁变压器的相序 相位错误 可用示波 器 相序表进行检查 也可以测母线与励磁变压器原端的电压 差 同相时应无电压 异相时则显示出电压差 如此依次测量 即可找出故障点并顺利解决 4 发电机不能正常灭磁 发电机同电网解列后 励磁装置要把励磁绕组的磁场尽快 地减弱到尽可能小的程度 有利用可控硅桥逆变灭磁 利用放 电电阻灭磁 利用非线形电阻灭磁等灭磁方式 在逆变的方式下 逆变失败不能有效降低励磁电流 逆变 灭磁就是将可控硅的控制角后退到逆变角 使整流桥由 整流 工作状态过渡到 逆变 工作状态 从而将转子励磁绕组中储存 的能量消耗掉 引起逆变失败的原因大致有如下几点 1 回路工作不可靠 不能适时准确地给可控硅分配脉 冲 导致应开通的可控硅不能开通 2 可控硅控制极故障 失去阻断能力或导通能力 3 交流电源异常 励磁变压器相序 相位错误或者在 逆变过程中出现断电 缺相或电压过低 4 由于逆变时换 相的超前触发角 过小 或因直流负载电流过大 交流电源电 压过低使换相重叠角 增大 或因可控硅关断时间对应的关断 角 增大 使换相裕度角不够 前一元件关断不了 后续元件 不能开通 5 励磁电流与励磁电压不成比例 励磁电压正常 励磁电流偏低 并出现局部发热现象 这 种故障一般是由于转子回路阻值增大所致 如可控硅整流回路 的铜排 分流器 以及转子电缆之间的连接接触不好 导致有 高温迹象 另外就是集电环和碳刷有效接触面积减小而使接触 电阻增大 励磁电流正常 励磁电压偏高 用示波器观察可控硅整流 波形 可看到有交流波形 这是由于整流桥中的个别可控硅短 路 把交流成分加到直流输出端 因此 电压表上显示的是两 种电压的叠加值 所以要高于正常励磁电压值 变压器 变压器是一种静止的电气设备 在输电 配电系统中起到 了改变电压和传输功率的作用 因此 作为维修电工应对变压器 进行维护和定期检查 以便发现故障 及时处理 1 异常响声 1 音响较大而嘈杂时 可能是变压器铁芯的问题 例如 夹件或压紧铁芯的螺钉松动时 仪表的指示一般正常 绝缘油 的颜色 温度与油位也无大变化 这时应停止变压器的运行 进行检查 2 音响中夹有水的沸腾声 发出 咕噜咕噜 的气泡逸出声 可能是绕组有较严重的故障 使其附近的零件严重发热使油气 化 分接开关的接触不良而局部点有严重过热或变压器匝间短 路 都会发出这种声音 此时 应立即停止变压器运行 进行 检修 3 音响中夹有爆炸声 既大又不均匀时 可能是变压器的 器身绝缘有击穿现象 这时 应将变压器停止运行 进行检修 4 音响中夹有放电的 吱吱 声时 可能是变压器器身或套 管发生表面局部放电 如果是套管的问题 在气候恶劣或夜间 时 还可见到电晕辉光或蓝色 紫色的小火花 此时 应清理 套管表面的脏污 再涂上硅油或硅脂等涂料 此时 要停下变 压器 检查铁芯接地与各带电部位对地的距离是否符合要求 5 音响中夹有连续的 有规律的撞击或摩擦声时 可能是 变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触 或者是因为静电 放电引起的异常响声 而各种测量表计指示和温度均无反应 这类响声虽然异常 但对运行无大危害 不必立即停止运行 可在计划检修时予以排除 2 温度异常 变压器在负荷和散热条件 环境温度都不变的情况下 较 原来同条件时的温度高 并有不断升高的趋势 也是变压器温 度异常升高 与超极限温度升高同样是变压器故障象征 引起温度异常升高的原因有 变压器匝间 层间 股间短路 变压器铁芯局部短路 因漏磁或涡流引起油箱 箱盖等发热 长期过负荷运行 事故过负荷 散热条件恶化等 运行时发现变压器温度异常 应先查明原因后 再采取相 应的措施予以排除 把温度降下来 如果是变压器内部故障引 起的 应停止运行 进行检修 3 喷油爆炸 喷油爆炸的原因是变压器内部的故障短路电流和高温电弧 使变压器油迅速老化 而继电保护装置又未能及时切断电源 使故障较长时间持续存在 使箱体内部压力持续增长 高压的 油气从防爆管或箱体其它强度薄弱之处喷出形成事故 1 绝缘损坏 匝间短路等局部过热使绝缘损坏 变压器进 水使绝缘受潮损坏 雷击等过电压使绝缘损坏等导致内部短路 的基本因素 2 断线产生电弧 线组导线焊接不良 引线连接松动等因 素在大电流冲击下可能造成断线 断点处产生高温电弧使油气 化促使内部压力增高 3 调压分接开关故障 配电变压器高压绕组的调压段线圈 是经分接开关连接在一起的 分接开关触头串接在高压绕组回 路中 和绕组一起通过负荷电流和短路电流 如分接开关动静 触头发热 跳火起弧 使调压段线圈短路 4 严重漏油 变压器运行中渗漏油现象比较普遍 油位在规定的范围内 仍可继续运行或安排计划检修 但是变压器油渗漏严重 或连 续从破损处不断外溢 以致于油位计已见不到油位 此时应立 即将变压器停止运行 补漏和加油 变压器油的油面过低 使套管引线和分接开关暴露于空气 中 绝缘水平将大大降低 因此易引起击穿放电 引起变压器 漏油的原因有 焊缝开裂或密封件失效 运行中受到震动 外 力冲撞 油箱锈蚀严重而破损等 5 套管闪络 变压器套管积垢 在大雾或小雨时造成污闪 使变压器高 压侧单相接地或相间短路 变压器套管因外力冲撞或机械应力 热应力而破损也是引起闪络的因素 变压器箱盖上落异物 如 大风将树枝吹落在箱盖时引起套管放电或相间短路 以上对变压器的声音 温度 油位 外观及其他现象对配 电变压器故障的判断 只能作为现场直观的初步判断 因为 变压器的内部故障不仅是单一方面的直观反映 它涉及诸多因 素 有时甚至会出现假象 必要时必须进行变压器特性试验及 综合分析 才能准确可靠地找出故障原因 判明事故性质 提 出较完备的合理的处理方法 6 1 变压器常见故障 配变在送电和运行中 常见的故障和异常现象有 1 变压器在经过停运后送电或试送电时 往往发现电压不 正常 如两相高一相低或指示为零 有的新投运变压器三相电 压都很高 使部分用电设备因电压过高而烧毁 2 高压保险丝熔断送不上电 3 雷雨过后变压器送不上电 4 变压器声音不正常 如发出 吱吱 或 霹啪 响声 在运 行中发出如青蛙 唧哇唧哇 的叫声等 5 高压接线柱烧坏 高压套管有严重破损和闪络痕迹 6 在正常冷却情况下 变压器温度失常并且不断上升 7 油色变化过甚 油内出现炭质 8 变压器发出吼叫声 从安全气道 储油柜向外喷油 油 箱及散热管变形 漏油 渗油等 6 2 变压器故障分析 6 2 1 从变压器的声音判断故障 1 缺相时的响声 当变压器发生缺相时 若第二相不通 送上第二相仍无声 送上第三相时才有响声 如果第三相不通 响声不发生变化 和二相时一样 发生缺相的原因大致有三方面 电源缺一相 电 变压器高压保险丝熔断一相 变压器由于运输不慎 加上高压引线较细 造成振动断线 但未接壳 2 调压分接开关不到位或接触不良 当变压器投入运行时 若分接开关不到位 将发出较大的 啾啾 响声 严重时造成高压熔丝熔断 如果分接开关接触不 良 就会产生轻微的 吱吱 火花放电声 一旦负荷加大 就有 可能烧坏分接开关的触头 遇到这种情况 要及时停电修理 3 掉入异物和穿心螺杆松动 当变压器夹紧铁心的穿心螺杆松动 铁心上遗留有螺帽零 件或变压器中掉入小金属物件时 变压器将发出 叮叮当当 的 敲击声或 呼 呼 的吹风声以及 吱啦吱啦 的像磁铁吸动小垫 片的响声 而变压器的电压 电流和温度却正常 这类情况一 般不影响变压器的正常运行 可等到停电时进行处理 4 变压器高压套管脏污和裂损 当变压器的高压套管脏污 表面釉质脱落或裂损时 会发 生表面闪络 听到 嘶嘶 或 哧哧 的响声 晚上可以看到火花 5 变压器的铁心接地断线 当变压器的铁心接地断线时 变压器将产生 哔剥哔剥 的 轻微放电声 6 内部放电 送电时听到 噼啪噼啦 的清脆击铁声 则是导电引线通过 空气对变压器外壳的放电声 如果听到通过液体沉闷的 噼啪 声 则是导体通过变压器油面对外壳的放电声 如属绝缘距离 不够 则应停电吊心检查 加强绝缘或增设绝缘隔板 7 外部线路断线或短路 当线路在导线的连接处或 t 接处发生断线 在刮风时时接 时断 接触时发生弧光或火花 这时变压器就发出像青蛙的 唧 哇唧哇 的叫声 当低压线路发生接地或出现短路事故时 变压 器就发出 轰轰 的声音 如果短路点较近 变压器将发出像老 虎的吼叫声 8 变压器过负荷 当变压器过负荷严重时