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摘要：随着对新能源的运用越发深入，水电成为能源的重要来源之一，得到了普遍的运用。水电站作为能源转换之地，承载着极大的责任。文章针对水电站电气故障及其解决做出了研究，提出了笔者自己的思索和结论，笔者将水电站电气故障分为一次设备故障与二次设备故障，简单针对不同的故障提出了对应的解决措施，并结合案例进行分析。
关键词：发电机；电气故障；处理
电气设备安全稳定运行才能确保水电站日常生产工作有条不紊开展，现代化电气设备的技术发展程度以及运行模式有了极大提升，这对电气维修工作也提出了极高要求。水电站电气设备维修离不开针对电气故障的探讨，只有完备电气维修体系，对症下药，第一时间发现问题，并有效解决，才能真正为水电站电气故障处理工作保驾护航。
1水电站电气故障分类处理
1.1水电站一次设备故障与处理
一次设备故障包括三种设备故障，分别是：发电机故障，变压器故障以及主接线开关故障。发电机故障的表现是机组中出现冲击声响，紧接着引发保护信号，此时发电机电流指数，也就是电流矢量差为零，而出口断路器以及灭磁开关则处于故障状态。针对发电机故障，需要针对不同的故障表现采取不同措施：如果是发动中，在额定高压之上进行升高时发现发电机电压无法与励磁机电压同时升高，则需要对励磁回路的线路。若线路无故障，则检查励磁机电压表，若指数过低，则是磁线圈正负极接反，应该调换，若无指示，则需补磁。发电机的作用是将其他形式的能量转化为电能，针对发电机温度过高，需要观察三相电流的平衡，定、转子温度是否超过规定值，技术供水水压是否正常等。变压器主要是起到一个电压变换、电路隔离的作用，变压器常见故障表现为变压器运行温度升高，导致其故障的原因多样，装置故障、超过负荷以及冷却装置故障等原因都可能导致温度升现象。一旦变压器故障，会造成变压器的损害，这种发热对于变压器的绝缘损害较大，尤其是温度升降幅度较大之时，损害尤其明显。变压器温度持续升高的情况必须予以重视，要采取必要的降温措施，可以减少变压器负载，使其降温，但是此种情况下，会影响受电用户用电，因此需要考虑解决措施。如果温度升高至警戒值，则需要立即查明原因，并迅速检查冷却装置是否正常运行，如果冷却装置并无故障，或者故障排除后，变压器温度仍然居高不下，则必须要减少变压器负载，待其温度回归正常值后再采取相应解决措施。一次主结线开关故障中导电连接点的异常，因为电阻过大而导致局部温度过高，出现这种现象的原因众多，需要具体分析。
1.2二次设备的故障及处理
水电站电气二次故障具体表现之一为调速器故障以及监控系统故障。调速器的作用主要是控制水轮机组在设定参数下安全稳定运行，如内部PLC程序的故障使得调速器的运行偏离预先设定，因此导致水轮机组在出现异常下调速器拒动或超调，水轮机组在错误的调速器指令控制下，自然也无法正常运行。当出现调速器故障时，要检测电液转换器（伺服比例阀）不动作的原因。首先可查看调速器操作与控制油质情况，如油质较差，则进行滤油并清理调速器活塞，防止活塞堵塞引起故障，同时排查回路故障，也就是检查转换器（伺服比例阀）所在回路，在此过程中，必须要对回路之上的各元件进行排查，以免元件故障引起回路故障。二次故障其二表现便是监控系统的故障，监控系统监控水电站的设备整体运行情况，能够在第一时间反映问题，有利于保证水电站的安全运行。然而，水电站的强电磁会扰乱监控系统的正常运行，具体来说，强电磁干扰会使得监控系统的设备出现不准确，还有可能出现数据传输中的数据丢失和失真情况。在这样的情况下，监控系统得出的数据失去了原本的作用，工作人员很可能被错误的数据引导，进行错误操作。
具体操作时，可以编程控制器进行远程数据的应答管理，需要运用防电磁干扰的控制器型号，尽管使用控制器有一定作用，但是毕竟在控制过程中会进行数据的转换，因此，依然还是要对监控系统本身采取防干扰措施，并且，在监控系统可能出现故障的情形下，要减少对监控系统的依赖，安排人员对水电站运行情况进行人工监控，以免发生问题，便于及时处理，也防止工作人员依照错误的监控系统数据做出错误操作。
2 案例分析
2.1 故障描述
2018年7月，某水电站3号发电机组进行电气一次设备检修，当电气检修人员用摇表对集电环进行对地绝缘测量时，测得绝缘数值为０ＭΩ，此数值表明某点接地，存在安全隐患。检修试验人员随即进行逐一排查。首先，拆除集电环励磁引线和转子引线，测量集电环对地绝缘合格；其次，解列转子端部磁极引线，测量转子大轴内部引线绝缘为合格；最后，经判断转子一点接地点在转子本体上。
2.2转子一点接地查找方法
根据该某水电站发电机整体结构和故障排查情况，需将转子吊至安装间做进一步的检查。转子吊出后，对其外部进行检查，未发现各绝缘处有损坏或击穿烧糊现象。该电站发电机组为悬式机组，转子有14个磁极，最后决定采用1/2法将转子的磁极从中间引线处焊开，用绝缘兆欧表对每段磁极逐一进行测量，最终测定第13块磁极为故障磁极。检修人员拆除磁极间上下撑块检查发现绝缘板有200mm左右裂纹，且有烧伤痕迹（如图1所示）。经仔细检查故障点，发现该块磁极的铁芯高出约5mm（如图2所示），长约200mm（原因是厂家制造过程中加热成型跑模），经分析，此处为造成转子接地故障的原因。
图1 撑块上接地点引起的痕迹 图2 磁极线圈高出5mm处
2.3接地故障点处理
查找到故障点后，对磁极绕组高出部分进行打磨处理。高出部分被磨平，不会使绝缘板受到挤压而损坏。更换合格的绝缘板和石英毡，再将磁极撑块进行加工处理。回装绝缘板、石英毡和磁极撑块后，对该磁极进行对地绝缘缘测量，测量绝缘值合格，此时转子一点接地故障点彻底消除。
2.4磁极间引线连接处理
按照设计图纸技术要求规定，两极间引线软铜片必须交错插入，其接触面应平整，并加并头套后用锡焊牢，用0.14mm 25mm桐马环氧粉云母带半迭包缠6层，层与层间凃刷环氧树脂，再半迭包无碱玻璃丝带一层，外涂刷Ｆ级1504环氧晾干漆。经试验人员测量两极间引线交流阻抗值、绝缘试验、线圈直流电阻均合格。按照规定，阻尼环拉杆、极间引线拉杆及极间撑块拉杆用鸽尾块与磁轭冲片搭焊；所有未锁定的螺栓与螺母均需搭焊。
总之，发电机是电站中的主要设备，它的安全与否直接影响电站的经济效益，也影响电力系统的稳定性和供电质量，因此对电站中的任何一种故障和事故都要及时进行排查和处理，把故障和事故苗头消灭在萌芽状态。本文的案例表明，发电机出现转子一点接地故障的主要原因是发电机制造过程中存在缺陷，对此在以后的工作中应该注意：经常清理碳刷、滑环及引出线槽口处的碳粉；转子引出线槽口处采用高强度绝缘漆等绝缘材料覆盖；条件允许的情况下将引出线槽口处处理成圆弧状，以减少其对引出线绝缘的损害。
参考文献：
[1]丁萌.发电机PT故障停机事故分析及防范措施[J].机电信息，2020（12）
[2]何欣然.发电机励磁调节器通道故障及在线处理[J].冶金动力，2020（02）