國內水電設備故障預測研究(附水電設備常見故障與處理流程)

來源：油液監測制造商作者：智火柴時間：2023-10-18 11:51:03 點擊：1890

　　一、國內水電設備故障預測研究

　　水電機組是水電廠的關鍵設備，運行狀態的好壞直接影響水電廠的安全運行。同時，隨著水輪發電機組單機容量的不斷增大，對機組的檢修、維護、運行、管理提出了更高的要求，運行狀態的好壞直接影響水電廠的安全運行。同時，隨著水輪發電機組單機容呈的不斷增大，對機組的檢修、維護、運行管理提出了更高的要求，實施水輪發電機組運行狀況的狀態監測，對機組故障進行及時預測預報、分析原因，對于大中型水輪發電機組的安全運行具有重要的意義。

　　另一方面，隨著現代監測技術和管理模式的不斷發展和完善，電廠的設備維修方式正在逐漸從過去的以時間為基礎的定期“預防性維修”向今天的以狀態監測為基礎的“預測性維修”方式過渡，正逐漸向著無人值班，少人值守的管理模式發展。實施“狀態檢修”已成為水電機組運行保障技術發展的必然趨勢。

水電設備故障預測系統

　　二、水電設備常見故障及處理措施

　　1、發電機電壓達不到額定電壓

　　在發電過程中，當勵磁裝置電壓源復勵不足，就會不能提供電樞所需的勵磁電流，使發電機電壓達不到額定電壓，從而不能進行電力的傳輸。可以采取的措施：在發電機與勵磁電抗器之間接入一臺三相調壓器，以提高發電機端電壓，達到電流的平衡;改變勵磁裝置電壓通勢與發電機電壓的相位，使合成總磁通勢增大;減小變阻器的阻值，采用補償電容的方法，使發電機有勵磁電流增大。

　　2、發電機溫度升高

　　發電機溫度升高的因素主要有電負荷和定、轉子電流密度的大小，電機通風系統是否良好，空氣冷卻器是否有足夠的換熱容量等，因此在故障排除時要根據具體情況具體對待，逐一排除、對癥下藥。如發電機定子溫升取決于熱負荷值，我們可以測量發電機在額定工況下的電負荷、定子電密，從而求出熱負荷。看其是否在經驗取值范圍內，就可得出是否與此有關，從而進行改進。對于電機通風系統的故障，可以通過更換轉子線圈的方法，因為加大了線圈的截面，降低了電流密度，從而將溫度降下來;也可通過改善風扇和擋風板的方法，發電機首要的熱源在磁極，只要把進入磁極的風量加大，就達到了散熱降溫的目的。但是比較兩種方法來看，改造風扇和擋風板比更換轉子線圈成本低、工作量小，是先選擇的方法。空氣冷卻器的換熱容量是否足夠，可以計算發電機在額定式況下由空氣冷卻器帶走的總損耗與總換熱容量進行比較，若換熱容量不足，可通過添加空氣冷卻器的方法進行解決。總之，發電機的溫升是我們要注意的一個問題，及時的排查和解決有利于發電機的正常工作。

　　3、發電機主絕緣損壞

　　發電機主絕緣損壞的原因大多是由設計制造不良和運行環境惡劣造成的。解決的主要方法是防止鐵芯松動和防止電腐蝕。當發現鐵芯上有紅色粉末時，說明鐵芯有松動，對有松動的線圈應及時將槽楔打緊，端部松動可用無緯玻璃絲帶綁扎，然后噴環氧樹脂漆固化。當聞到發電機有臭氧味，說明被電腐蝕，需要進行檢修。

　　4、發電機轉子絕緣損壞

　　當出現發電機轉子回路絕緣為零，說明發電機轉子絕緣損壞。其主要有這么幾種原因：發電機勵磁系統直流回路中設備絕緣破壞;發電機勵磁系統交流回路中設備破壞;重復兩次接地。在排除時，針對第一種情況，可用直流電焊機手動加勵磁電流，判斷接地點是在滅磁開關回路前還是回路后，然后對破損電纜用玻璃絲帶層層包扎，并涂上環氧樹脂，增加電纜的絕緣。第二種情況和第一種相同，也是更換包扎電纜，提高設備的絕緣水平。針對第三種情況，則需消除集電環上的毛刺、減少罩殼內的油霧，定時把勵磁引線的正負極進行對換，從而使發電機連續運行時間延長。

　　5、變壓器鐵心過熱

　　鐵心在變壓器中構成了一個閉合的磁路，它是安裝線圈的骨架，也是變壓器電磁性能和機械強度提高的重要部件。鐵心過熱的原因有多方面，可能是繞組短路、鐵心接地問題、電源電壓高、鐵心冷卻油道堵塞、鐵心疊片周圍毛刺、疊鐵心片時縫隙不均等等。處理這一問題需根據情況在檢查之后進行對應的維修。可先用干凈的無絨毛巾去除鐵心表面的油污，然后若是繞組短路，可對其從絕緣方面進行修復;若是鐵心接地問題，更換接地片，以厚度0.5mm寬度大于30mm的紫銅片為宜，并對其外漏部分進行包扎，防止鐵心短路;若是鐵心疊片周圍有毛刺，可進行相應的打磨，保證其;同時清理油道內的異物，保證壓板與上鐵軛間有均勻的間隙。

　　6、變壓器油位不正常

　　變壓器的油位過高或過低都說明有導致變壓器出現故障的因素，因此需要做相應的檢查和處理，以避免出現大的問題。油位過高的原因可能是冷卻器有堵塞，造成冷卻器故障，也可能是加油過多引起油位過高。所以我們只需清理污垢或放出多余的油即可。若油位位過低則需盡快補充相應的油量，但是要是漏油的話，則要盡快修理，且不可將瓦斯保護由跳闡改為信號。

　　7、變壓器局部放電

　　變壓器的局部放電不一定會影響正常的工作，但是存在一個潛在的隱患。處理不好就會導致局域的停電或電網不能正常運行。常見情況是：放電對絕緣的擊穿;腐蝕對絕緣的擊穿。在實際工作中，我們可以加強絕緣的強度，使變電器無懈可擊。

　　8、高壓配電裝置斷路器拒跳、拒合

　　高壓斷路器是停、送電的關鍵設備，它將直接決定著整個電力傳輸能否正常運行。其中斷路器的拒跳、拒合對系統的安全運行構成了很大的威脅，及時發現故障、排除故障，才能減少停電的時間，縮小事故的影響面，提高供電的可靠性和安全性。當出現保護信號燈亮但回路紅燈也亮時，可確定為斷路器出現拒跳故障，應立即手動拉閘，進行檢修。檢查控制開關觸點是否接觸不良，防跳繼電器和繼電保護是否跳閘等，從而進行相應的修理。當出現拒合情況時，應檢查合閘控制電源是否正常，合閘保險絲是否燒斷，合閘接觸器的觸點是否接觸好等。當合閘后，綠燈紅燈交替閃爍，說明斷路器合上后又自動跳閘，那么就需檢查線路存在的故障及斷路器的機械故障。若合閘后綠燈熄滅，紅燈不亮，但電流有顯示，說明斷路器已合上，那么就需檢查合閘接觸器的觸點、跳閘線圈、合閘保險絲等方面是否正常。

　　9、電壓互感器高壓熔斷器熔斷

　　電壓互感器其實就是一個小的變壓器，它雖然體積小，但結構緊湊，有著較高的測量準確度。電壓互感器熔斷的主要原因是電壓互感器鐵心飽和引起的鐵磁諧振過電壓。在運行中，由于合閘空載會引起過電壓，致使用權電壓互感器鐵心飽和而使得勵磁電抗下降，激發穩定的最容和電感諧振，使得系統的等效阻抗減小，從而產生強大的電流，引起電壓互感器的熔斷器熔斷。熔絲熔斷的原因是過電流，而過電流起因于過電壓，高壓熔絲熔斷的原因就是鐵磁飽和問題。因此，可以采取在電壓互感器側并聯電抗器，使回路阻抗增大，避免諧振過電壓，減小回路電流，從而避免電壓互感器高壓熔斷器的熔斷。

　　對于水電站的電氣設備方面的故障和排除方法還有很多很多，這就要求我們在工作中要多發現，多積累，多總結。既總結經驗，也要總結教訓。通過總結，既可豐富自己，也能對其他人有一定的幫助和警示，從而使我們在水電的管理方面更上一個臺階，同時也可為國家節省了一些不必要的浪費。

　　三、水電設備故障預測系統-潤滑系統在線監測設備

　　水電設備故障預測系統，這里介紹其中一種基于潤滑系統監測的設備，它是一種關鍵的技術，專門用于監測和預測水電站設備的故障，以確保電力生產的連續性和可靠性。潤滑系統監測：這種系統集中在監測水電站設備的潤滑系統，包括潤滑油的質量和性能。它可以實時檢測潤滑油的溫度、粘度、污染程度以及化學成分等關鍵參數。

　　水電設備故障預測產品：電力能源油液狀態解決方案(含水電站)

　　1、設備的振動監測

　　除了潤滑油，系統還監測設備的振動情況，包括振幅、頻率、和振動模式。這有助于提前檢測不正常的振動，如軸承故障、不平衡或松動等。

　　2、設備的綜合數據分析

　　這種系統使用綜合的數據分析來識別可能的故障跡象。它可以將潤滑油數據和振動數據結合在一起，以檢測設備的潛在問題。

　　3、設備的故障預測

　　基于分析結果，系統可以預測設備的潛在故障，并提前發出警報。這有助于維護團隊采取預防性措施，減少設備故障的風險。

　　4、設備的維護優化

　　基于系統提供的數據，維護團隊可以制定更精確的維護計劃，包括更換潤滑油、修復設備或執行其他必要的維護措施。