水电厂自动化设备维护研究

水电厂自动化设备维护研究

李成

（五凌电力发电集控中心湖南长沙410000）

摘要：为了充分利用自然资源为我国经济发展保驾护航，大力发展水电、风电已成为近些年来国家电力发展的重要方向。在进行水利发电的发展过程中，相关设备的自动化研究成为热点，同时机械设备的自动化在我国各个领域的应用越来越广泛，对水利发展的影响深远，进而影响国计民生，因此对水电厂自动化设备维护研究具有较强的的实际工程指导意义。本文基于这一背景展开了水电厂水电厂自动化设备的维护研究，首先对水电厂自动化设备维护研究的背景和必要性进行了分析和阐述，其次进行了水电厂的自动化设备的常见问题进行分析，最后提出自动化设备的维护方法及预防措施。对水电厂自动化设备维护具有一定的指导意义。

关键词：水电厂；自动化设备；维护

引言

近些年来我国经济取得了较大发展，各行各业的技术水平不断进步。为了充分利用自然资源，保障经济发展过程中的能源电力的需求，为我国经济发展保驾护航，大力发展水电、风电已成为近些年来国家电力发展的重要方向，在我国经济的发展过程中起到重要作用。在进行水利发电的大力发展过程中，水利水电相关设备的自动化研究成为热点，同时机械设备的自动化在我国各个领域的应用越来越广泛，对水利发展的影响深远，进而影响国计民生，因此对水电厂自动化设备维护研究具有较强的的实际工程指导意义。保障水利发电的安全性和经济性，对于水电的行业持续发展和相关地区人民的生活质量以及我国经济有深远影响。

１水电厂的自动化设备维护必要性

我国最初发展的水电厂在电力传输的过程中没有采取自动化措施，因此很多设备都是依靠人进行操作并监视报警，这一过程中浪费了较多人力资源而且工作质量不能有效保障。在人工进行监控报警的过程中，容易发生疏忽并引起监管的失误，可能引发后果严重的设备问题或者较大的安全事故。为了避免这种情况的发生，同时降低越来越高的人力资源成本，采取自动化措施具有很强的必要性。随着信息时代的到来，我国人们的方方面面都渗透了信息技术，并逐渐发挥着越来越重要的作用。水电厂是我国电力的重要分支，受信息技术影响的程度也随时间越来越深，目前通过计算机进行设备的监控的技术已经得到了广泛的应用，并在水电厂相关设备的数据采集以及信息的处理、相关设备运行的监控、设备的故障预测及防控、设备故障报警等方面起着非常关键的作用。在水电厂的设备进行了自动化改进之后，设备的监控时间成本降低，人力大幅缩减，同时实现了水电企业的设备精细化管理，从技术原理上能更早更及时地将安全隐患和设备问题进行输出并预测，有利于提高设备的使用寿命和保障水电厂的发电、输电的稳定性，因此进行水电厂的自动化设备维护有较强的现实必要性和发展必要性。

２水电厂自动化设备主要故障

水电厂的自动化设备由于其种类不同所发生的故障也会有所差别，本部分针对水电厂不同的功能区域进行自动化设备主要故障的分类讨论。

2.1水电厂发电机组自动化设备常见的问题

水电厂的发电机组在发电过程中经常发生遇冷冒火的故障问题。如果发电机组的温度骤降则会引起电流传输受阻，电流流到滑环碳刷处时，电弧会因设备温度低而发生打火等类似的故障。发电机组在发电过程中内部的热量会逐渐累积，一般使用氢的冷循环的方式进行发电机组的降温，当发生温度骤降导致的打火故障时，氢的冷循环方式降温会失去部分原有功能，这将导致发电机组的自动化设备内部温度升高，严重时可能导致系统的瘫痪，最终引发供电终止，水电厂的大经济损失会较大。主要的发电机组故障原因主要有以下几方面。

（1）发电机组中使用压簧的质量不达标导致的故障问题。水电厂的发电机组中电流通过滑环碳刷传输到绕组中，如果这一传输过程中有压簧出现故障不能正常工作，则会导致电流的传输中断问题的发生。如果压簧的提供的压力不达标，则会导致电流的大小变化或者断流，间断的电流之间易产生电弧，一旦压簧出现打火故障受限于压簧自身的调节能力，工作环境会逐渐恶化并导致发电和供电系统的运行故障出现。

（2）发电机组中使用碳刷质量不达标导致的故障问题。在发电机组的碳刷选型过程中为了规避碳刷阻值不同引起的故障，需要保证碳刷的规格及种类完全相同。但实际碳刷制作时碳刷的阻止完全相同的制作难度大、影响因素多，因此在实际使用过程中碳刷的组织不是完全相同的。由于碳刷的阻值不同则在工作过程中产生阻抗不可能完全相同，进而导致压簧的变形，如果问题严重则可能引发打火故障，最终导致发电和供电系统的运行故障出现。

（3）发电机组中磨损原因所导致的故障问题。任何机械设备都不可能避免磨损，同样地自动化设备在使用过程中也会受到磨损，如果磨损发现较晚则可能会导致大火设置引发整个设备起火，致使发电厂受到严重的经济损失。

图1水电机组常规状态监测与分析系统

2.2水电厂变电站的自动化设备的主要故障

（1）水电厂变电站的自动化设备接收远动机信号的能力比较差。变电站的远动机主要采用了微机原理技术，在远动机的的板件上有多个数据口进行数据的采集。运动板件上的数据口与远程测控装置相连以便实施对远动机的工作状态实时的监控。因此当且仅当数据口与远程的测控装置正常连接时电脑屏幕显示的数据才是运动板件的实际工作状态，否则实时监测系统的数据不能反映其正常的工作状态。在实际工作过程中远动机接收信号时，可能由于其他因素的影响如电源和控制板故障等原因导致运动板件信号接收不稳定，当变电主站相关设备的参数设置不合理时，也可能导致水电厂变电站的自动化设备接收远动机信号的能力比较差的故障出现。

（2）水电厂变电站的自动化设备遥信记录发生故障。在水电厂变电站的自动化设备中，遥信记录的准确性的重要性不言而喻，其正确性直接影响到自动化设备的正常运行情况。对于水电厂变电站的自动化设备而言，都是通过遥测记载遥信记录来实现电流和电压的变化。变电站实际工作中记载遥信记录时会发生不同原因导致的问题，最典型的是遥信记录的有效性不能得到保证，很多因素会影响这遥信记录的可靠性如遥信端的接触是否完好、人为操作是够规范、微机信息的处理是否有故障等。

（3）水电厂变电站的自动化设备遥测过程中出现一些偏差。目前我国的变电站主要通过遥测对设备的实际工作状态进行监控。这一过程主要依赖传感技术和通信技术来实现，因此在进行遥测时不可避免地会有不同因素影响的系统偏差出现，其中主要因素是遥测系统的信息

处理器的处理不够精确达不到实际应用要求。当遥测过程的偏差较大时会导致系统无法正产显示设备实际运行状态，进而导致设备的运行不正常问题的出现，传输信息失真，无法预测设备的故障出现，最终导致主站下达的相关指令不能有效及时地传递到分站，降低电力供应的稳定性和可靠性。

（4）水电厂变电站的自动化设备的线路板故障问题。在变电站中线路烧坏的故障时常发生，也是变电站中线路板的主要故障问题。这种故障主要是电流不够稳定导致的，电流通过电路板时变化较剧烈的情况下可能会将电路板烧损。一旦自动化设备中的线路板不能正常工作，将会对电力系统产生较大的影响甚至导致其无法工作。自动化设备中的线路接触不良问题也时常发生，因为在电流二次回路中电流端的接线较多因此很可能发生接线不牢的问题。

（5）水电厂变电站的自动化设备的接线方式不正确。在进行水电厂变电站的自动化设备的员接线过程中，由于工作人员的专业素质不够高，因此接线方式不准确现象十分严重。这导致了变电站中的变压器一旦出现故障就需要较多人力和时间的投入进行修理。

2.3水电厂自动化仪表常见的故障

（1）水电厂自动化仪表中的调节阀故障问题。在水电厂自动化仪表中，为了使仪表能适应不同工况正常工作，一般是通过调节调节阀来实现仪表工作参数的调整。在水电厂自动化仪表中的调节阀故障主要有两个方面。○1调节阀的波动：调节阀波动一般是由于弹簧刚度不足导致其不能稳定在固定刻度上，而调节阀的信号不稳很可能是由于其波动问题；自动化设备中调节阀的股友频率和系统频率的固有频率相接近时容易引发共振，带来的危害极大；当进行调节阀的选型时没有进行全面、科学、系统的分析，如果所选择的调节阀的调节能力不足则影响工作系统的稳定性和安全性。○2调节阀的卡堵问题：调节阀的卡堵在节流阀和导向位置常常发生，据有关统计发现管道的锈蚀、内部焊渣堵塞等都可能导致节流阀的卡堵；在调节阀的检修过程中填料太近也可能会导致信号不连续现象发生，从而导致故障出现。

（2）水电厂自动化仪表中的流量控制系统故障问题。在水电厂中如果发生了流量控制系统故障则应进行系统的全面检查以确定故障原因和具体故障的位置。○1检查调节阀，当其开度是0时，判断故障点处于是在调节阀和调节器之间；当检测仪表显示最小值、调节阀的开度正常显示，则判定是系统压力或者管道堵塞。○2检查仪表，如果仪表出现故障，其主要的原因有差压变送器发生了正压室泄露、机械式流量计齿轮由于各种原因导致的卡死、孔板差压流量计正压引压导管被堵塞或者滤网被堵塞。因此应根据实际情况进行检测以确保故障被排查完全。

（3）水电厂自动化仪表中的压力控制系统故障问题。当水电厂自动化仪表中的压力仪表指数不稳定时，很可能是压力系统存在故障。一般来说导致压力控制系统的故障问题的主要原因是工艺操作问题。在进行这类的故障检测维修时，应该先对导管系统进行全面的检查，然后对压力控制系统全面排查。若导管堵塞则应根据实际情况采取有效的措施如维修和保养等，如果设备超年限使用则应对设备进行更换处理。

（4）其他故障问题。○1相应的厂家通讯规约的不一致可能会导致监控软件的使用范围局限；○2企业为节约资本选用的设备不先进，因此设备的稳定性以及可靠性得不到有效的保障，常常会发生系统崩溃，不利于自动化设备的稳定运行和长期使用；○3自动化的接口容量小，可能导致开关量不能被全部监控并且会降低接线图的直观性；○4工作人员操作业务不熟练，在进行安装和调试时没有遵循相关的规定，给电气自动化设备后期的运行带来不利的影响。

３水电厂自动化设备维护策略

在水电厂自动化设备维护策略中，虽然不动功能的自动化模块发生的问题可能不同，但是处理的方法可以系统地归纳为以下几点。

（1）着重提高工作人员的技术水平：一般自动化设备的技术含量相对高、维护复杂，因此需要提高操作工作人员的水平。把好新员工的专业出身，做好相关知识的培训工作，确保其能应对现场情况并充分发挥自动化设备的优势。

（2）对维护的操作流程进行科学的强化和规范：由于自动化设备的复杂性因此对设备的使用和维护也相对复杂，操作人员的不规范操作可能会导致较为严重的后果。为了避免这类事情发生应注重对维护的操作流程进行科学的强化和规范，并根据实际情况因地制宜，确保水电厂自动化设备能发挥出自身优势，同时保障工作人员的人身安全。

（3）严格进行分级检修：将系统和设备进行分级检修，对自动化设备进行科学的排序，制定出分级检修目录。在进行自动化设备运行参数的监控和分析过程中，为自动化设备的评估提供必要的参考依据。

（4）加强设备的静电防护工作：水电厂的自动化设备中集成电路较多，相关操作人员产生的静电可能会造成集成电路板的击穿故障，进而会导致设备故障的发生。鉴于此，应积极做好设备的静电防护工作，尽量避免这类现象的发生。

（5）定期对自动化设备进行维护及检查：自动化设备在使用过程中，随着时间的推移会发生自然损耗以及腐蚀等等原因导致的设备老化，在使用和维护过程中隐患大大增多。定期对自动化设备进行维护及检查以及时发现并处理安全隐患，在进行设备的检查时严格遵守相关流程。发现异常及时处理以确保自动化设备运转的安全性和持续性。

（6）加强系统软件的维护：自动化设备的稳定运行与控制软件系统的可靠性关系紧密，控制软件系统发出指令以驱动设备的日常运转，因此软件系统某种程度上重要性超过硬件系统，因此加强系统软件的维护，及时更改、更新等操作，并及时做好备份工作。

参考文献：

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