论水电站电气典型故障及处理措施 龙永 （广西方元电力股份有限公司桥巩水电站分公司广西来宾５４６１１９） 摘要：水电站作为一种能够将水能转换为电能的综合工程设施其一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、 发电厂房、机电设备等。而正是由于水电站的特殊性使得水电站的电气系统安全极为重要，一旦水电站的电气设备发生故障，势必会 对整个水电站甚至整个电力系统造成很大的影响。笔者在结合自身多年的工作经验对于水电站中比较典型的几种电气故障进行了详 细的分析，并具体的探讨了相应的解决措施，以期为水电站电气典型故障的处理提供一些借鉴。 关键词：水电站；电气设备；故障；电抗器；电压；绝缘；处理措施 中图分类号：ＴＶ７３８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—７３４４（２０１３）１３—００８８—０２ １前言 随着我国经济事业的不断发展，国民生活水平的不断提升，对于电 力的需求也变得越来越大，再加上我国工业的迅猛发展，原有的发电站 已经无法满足发展的需求了，在此背景下，水电事业以其低耗高能且无 污染的优势得以脱颖而出，在我国出现了越来越多的水电站。而伴随着 水电站数量的不断增加，水电站装机容量越来越大，做好水电站的安全 维护工作就显得极为重要了。而要想保证水电站的长期，安全运行就势 必要能够对于水电站电气故障做到安全及时的处理，做好机组的维护工 作，从容延长水电站的寿命。 电压，例如，Ａ相、Ｂ相高压熔断器熔断，矢量合成结果，只有一相Ｃ相， 零序电压３［５０，数值也等于相电压Ｕ ，约为３３Ｖ左右，故能起动接地装 置，发出接地信号，处理方式同一相熔断器熔断～样。 ３．１．２低压熔断器熔断 ２电抗器引发故障的处理 单相低压熔断器熔断时，由于是一次侧熔断器熔断，一次侧电压正 常，所以故障相电压为零，非故障相电压正常，其向量角为１２０。。开口三 角形处没有零序电压，不能起动接地装置，不发出接地信号。出现这种情 况，只要电站运行人员及时自行更换低压熔断器就可以了。两相低压熔 断器熔断，也是故障相电压为零，非故障相电压正常，Ａ处理方法和单相 熔断一样。 ３．２单相接地 在电站电力系统中，为了在确保电机供电量的基础上保证系统的安 单相接地，可分金属性接地和非金属性接地。 全，往往会将主变低压侧中心点进行接地处理，这样一来就能最大程度 若用Ｋ表示单相接地系数，则Ｋ＝Ｕ ／ｕ （０≤Ｋ≤１．Ｏ，Ｋ＝０为不接地， 上的避免主变的温度变化幅度过大。但是这样一来也会使得发电机中的 Ｋ＝ｌ为金属性接地） 中线电流处于一个不稳定的状态，一些装置甚至会失灵。 各相对地电压的特点： ２．１中心线电流变化及其处理 （１）相对地电压ｕ Ｋ＝０时，Ｕ Ｕ ；Ｋ＝Ｉ时，Ｕ＾ｄ＝Ｏ；当Ｋ在０～１．０之 水电站中的发电机组一般都不是单独运行的，其一般都是多台机组 间变化时，Ｕ 在ｕ ～Ｏ之间变化，故接地相对电压ｕ 降低，但不为零。 并列运行的，而正是由于多台机组的并列运行使得中心线中的电流处于 （２）非接地相对地电压ｕＢｄ。Ｋ＝Ｏ时，ｕＢｄ＝Ｕ ；Ｋ＝Ｉ时，ｕＢｄ＝３ｕＸ￣即上升 种极度不稳定的状态，者中状态下的机组会产生较大的热量。当几台 为线电压，Ｋ值在Ｏ～１．０之间变化时，ｕ 相量的始端沿着半圆ＯｄＡ变 并列运行的机组在共同运行时维持不同机组间的状态平衡极为重要，一 动。可见，在一定范围内单相（Ａ相）非金属性接地，非接地相（Ｂ相）对地 旦其中某台机组处于不稳定状态就会使得该机组的运作负荷超标，很容 电压时降低而不是升高的。在这个范围内接地相（Ａ相）对地电压也不是 易使得机组内部因为发热过多而损毁，因而在机组并列运行时一定要保 最低的。故不能用对地电压最低作为判断接地相的依据。当不在这个范 证各电机之间的平衡。 围内，Ｂ相对地电压会升高，且不超过线电压。 一２．２准同期并网装置失灵及其处理 发电机机组的中心线一般都是直接接到地面上的，而与之相对的是 主变中心点，其一般并不直接接地，而是以电抗器为媒介间接接地处理 的。而日常的交流电在通过电抗器的处理以后就会使得电流滞后电压９０ 度，平时还不存在多大的影响，但是当在机组中直接采用极端的电压进 行并网的同期装置处理后就会使的不同零点之间的电压存在差异，这一 差值能够达到２２Ｖ左右。而对于这一问题并不是没法避免的，仅需要在 进行操作之前先以一根１．５ｍｍ 导线接地，并在此基础上将同期装置之 间以地线互连即可。 ４发电机内部绝缘故障 在水电站发电机组的实际运行中经常会发生发电机组的自动跳闸， 通过分析发现造成发电机运行故障的是发电器的断路器以及励磁开关， 正是由于其在运行过程送的跳闸使得发电机停止了运行。并且在研究中 发现发电机经常会冒烟甚至产生火花，严重时还会冒火，伴随者这一现 象的往往是绝缘层灼烧时才会产生的臭味，着表明发电机内部的绝缘层 已经发生了问题，也就是说发电机存在绝缘故障。而发电机之所以会产 生绝缘问题无非是由于发电机中绝缘层的损坏或者铁芯的短路所造成 的。而造成这一故障的原因则有很多： ３中性点不接地系统电压不平衡现象 （１）过电压引起。在发电机网络中，当对于机组进行单相接地处理时 ３．１电压互感器熔断器熔断 必然会造成其他相电压的变化，而其他相电压的变化势必会对电路造成 电压互感器熔断器熔断并不少见，但是并非所有的熔断事故处理方 影响，当然这并不是最严重的，最严重的是当发电机进行单相弧光接地 式都是一样的，互感器熔断器熔断存在着高压以及低压之分，具体的处 处理时线路中电压的变化，其电压变化幅度最大甚至会达到原有电压的 理方法还要根部不同的熔断原因进行处理。 数倍，这样一来就极易发生绝缘不良，使得线路被变化电压击穿，而被击 ３．１．１高压熔断器熔断 穿的线路对于线路的保护作用几乎为零，很容易对整个系统的运作造成 高压熔断器熔断具体的又可以分为单项高压熔断以及两相高压熔 影响。当然机组的击穿并不仅仅来自于机组自身的电流，如果对于系统 断器熔断： 的防雷措施做的不够到位很容易使机组受到雷击，从而对绝缘层造成损 （１）单相高压熔断器熔断是因为在ＰＴ上存在着一定的电压，而相对 坏。 的是发生故障时相电压并不为零，再加上非故障相电压正常向量角为 （２）发电站机组之间的线路一般都是需要长期运行的，这样一来很 １２０。，这样一来使得熔断器在发生熔断时对电压造成了影响，使得其存 容易使得线路发热，而一些绝缘物质长期处于高温环境下很容易发生质 在零序电压。对于这样的情况应当在发生熔断后及时的对于机组进行检 变，使其绝缘性能降低甚至丧失原有的绝缘性能，这样一来发电机中很 修，在确保其不存在然和安全隐患后对熔断器进行更换。 容易就会发生一些绝缘故障。 （２）两相高压熔断器熔断。同样由于 感应效应，故障相电压降低， （３）为了保证发电机组的长期，持久运行，我们需要定期对于发电机 不为零，非故障相电压正常，同时一次侧电压也不平衡，开口三角形也有 进行检修，但是由于一些检修人员专业素养不够，在工作时不够认真，在 ２０１３年７月 楚固 继电保护故障处理方法探讨 龚璇 （天门市供电公司 湖北省天门市４３１７００） 摘要：随着通讯技术、电子计算机技术的进步和电力系统的高速发展，继电保护向着网络化、计算机化，保护、控制、测量、数据 通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。继电保护领域出现越来越多的新理论、新技术，为保障电网安全稳定运行，达到提高 供电可靠性的目的，这要求我们继电保护工作者不断求学、探索和进取。继电保护出现故障会给电力系统带来不利影响，因此，如果了 解了继电保护过程中的一次常见问题，就能对这些问题的解决和预防制定好的对策，出现问题时也能快速地得到解决。 关键词：继电保护；常见问题：故障处理 中图分类号：ＴＭ７７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—７３４＿４（２０１３）１３—００８９—０２ ｌ继电保护在供电系统障碍中的作用 统进行有效的监控，从而降低了运行成本，提高了设备运行的效率。 １．１保证继电系统的可靠性是发挥继电保护装置作用的前提 ２．２高正确率 发挥继电保护装置作用的前提是保证继电系统的可靠性。配置合理 继电保护之所以重要，继电保护具有正确率高的特点。特别是随着 的继电保护装置以及正常的运行管理和维护是依靠继电保护的可靠性 现代社会的发展，继电设备的记忆功能在自动化运行率逐渐提高、计算 主要技术性能和质量优良来保证的。 机数据处理技术大力的支持下得到很大的提高，同时由于自动控制等技 １．２电力系统安全运行中继电保护的作用 术在现代电力系统中的综合运用，使得继电保护在对故障实行分量保护 电力系统安全运行中的继电保护作用主要有以下几点： 方面的功能大大提升，从而使其运行的正确率得以提升。 （１）警告作用。当电力系统设备出现发生轻微故障或者是异常状况 ２＿３兼容性强 时，继电保护装置会出现一定的信号，向值班人员发出警告以便他们能 在对继电保护的设计上，设计人员突出了设备的兼容性，统一了标 够尽快发现问题，从而及时找到异常工况或故障的问题根源，并采取相 准，并且减小了设备的体积，减少了盘位的数量，在此基础上，还可以扩 应措施进行解决。 充其他的辅助功能，使得继电保护能够满足现实情况变化的需要。 （２）保障电力系统的安全性。为了尽可能地把对电力系统元件本身 ３继电保护装置发生故障的原因 的损坏降到最低，能满足电力系统的某些特定要求，降低对电力系统安 继电保护装置的常见的问题有以下几个方面：定值问题、电源问题、 全供电的影响，当被保护的电力系统元件发生故障时，近端的断路器就 干扰问题、继电器插件问题、人机对话插件问题等。而造成这些问题的原 会发出跳闸命令使故障元件在继电器的控制下准确的脱离，从而中断电 因有很多，下面将对其进行简要的探讨： 力系统上的故障元件，使电力系统的得到暂时的稳定等。 ３．１继电保护装置中的定值问题 （３）提示电力系统的不正常工作。监测不正常工作的电气设备情况， 造成继电保护装置出现定值问题的原因有以下两个方面：①人为整 继电保护装置将会根据不正常的工作情况以及设备运行维护的不同发 定错误。人为整定错误又包括很多的方面，主要包括：看错数值；计算错 出相应的信号，从而方便工作人员对出现的故障进行处理，或是直接将 误ＣＴ、ＰＴ的变比；整定过程中找错了定值区的位置；继电保护装置内部 会引起电力系统故障的设备从电力系统中断开，或是装置进行自动的调 的软压板设置错误等。②由于继电保护装置内部元件的原因造成整定值 整。用于对电气设备的不正常工作情况进行监测的继电保护装置允许带 出现漂移的情况。 有一定的延时性。 ３．２继电保护装置中的电源问题 （４）对电力系统的运行进行监控。继电保护不仅仅是一个事故处理 继电保护装置电源出现问题的原因主要有以下几个方面：①逆变电 与反应装置，同时也是监控电力系统正常运行的装置。 源插件出现内部故障，从而导致继电保护装置的供电电源出现不正常的 ２继电保护的特点 情况。②直流熔丝选型不恰当。③继电保护装置在运行过程中人为的误 ２．１监控性好 操作将各种插件进行插拔。 继电保护的一些核心部件几乎不受外部环境变化的影响，能够产生 ４继电保护常见故障 较好的使用功率，继电保护操作性监控管理好，能够通过计算机信息系 继电保护常见的故障分析： 检修过程中将一些细小的零件遗落于发电机中，使得绝缘线圈之间存在 的管理工作并不容易，相关工作人员需要对这一行业进行充分的学习了 了一些外来物质，使得绝缘层很容易就产生磨损。 解，只有具备了一定的专业知识以后再加上一定的工作经验才能够较好 （４）由于定子线圈需要通过焊接工艺来进行固定，其焊接的技术就 的处理水电站的电气故障，保证水电站的正常运行。 显得极为重要，如果对于定子线圈的焊接不够到位就很容易使线圈在运 行过程中持续发热，造成焊接处开焊，损坏绝缘层。还有就是差动继电器 参考文献 动作时要对于发电机本体进行细致的检修，首要排除发电机本体带来的 ［１１龙正琼．水电站电气设备可靠性的研究［Ｊ】＿科技致富向导，２０１１（０９）： 影响。检查的主要范围就是发电机中的电缆，要确保其没有被击穿损毁 １２１～ｌ２２． 并且要对于绝缘层进行定期的检测，确保绝缘层的绝缘性能。一旦发现 【２１２Ｅ新辉．水电站电气设备故障分析与处理【Ｊ】＿科技创新导报，２０１０（１６）： 这一现象应当及时的将变阻器调制最大值，并且断开断路器以及励磁开 ７８～７９． 关的远方开关。 【３］陈刚．电力变压器绝缘故障的动态分析［Ｊ］．东北电力技术，２００２（０６）： 一旦发现发电机存在以上的任何一种现象，机组维护人员都应当及 ５６－５７ 时进行处理，作出正确的处理措施，确保发电机的安全运作。如果发生火 灾就需要另外处理，严格的按照发电机火灾处理的方法进行处理，在扑 收稿日期：２０１３—５—９ 灭火情后查明起火原因，避免相同的事故再次发生。 作者简介：龙永（１９８５一），男，助理工程师，本科，主要从事水轮机发电机 ５结语 组运行工作。 水电站电气工程师一项十分复杂的工程，要想做好水电站电气故障 团 ２０１３年７月 撞
