电厂电气设备故障分析及检测方法

电厂电气设备故障分析及检测方法

杨会银

大理华源机电安装有限责任公司 云南省大理市 671000

摘要：机电设备是水电站中的重要设备，其直接关系着整个水电站的正常运行。因而，探讨机电设备的电气线路故障分析及检测方法就极其有意义。本文对机电设备的电气线路故障进行了分析，并论述了查找水电站电气设备故障的方法。

关键词：机电设备；电气线路；故障；检测方法

引言

电气设备是水电站的重要组成部分，如果其出现故障就会影响到水电站的正常生产，而电气设备线路问题发生的概率比较大。因为线路故障问题具备检测难、特征多样性的特点，这就会加大维修人员的工作难度。所以，水电站的技术人员和维修人员应提高自身的技术水平，定期开展对电气设备的维修工作与排查工作，可以保障电气设备的正常运行，防止由于故障的发生而影响水电站的正常工作。

1机电设备的电气线路故障分析

1.1发电机内部绝缘遭到损坏引起故障

对于发电机来说，其内部出现绝缘故障主要是由于发电机线圈的绝缘出现损坏，或者是由于铁心出现短路，主要体现在两个方面：第一，发电机在实际运转的时候，偶尔会在发电机内部看到火星，或是在风道口看到烟，并且还能闻到比较明显的烧焦的气味。第二，发电机在实际运转的过程中，其中的回路电流、电压指示偶尔会出现全部归零的状况，同时发电机的断路器出现突然掉闸的情况。

发电机内部绝缘故障的出现通常是因为单相接地或匝间短路故障引发的继电保护告警、直至动作。具体出现故障的原因主要包含三个部分：第一，过电压。若单相接地出现在发电机的定子线圈内部时，其余的两相电压就会升高很多倍，并且当单相弧光接地的时候出现过电压，就很可能会让没有出现故障的相对电压提高到三倍多。第二，温度过高。发电机在实际运转的时候，若发电机散热不好，或通风不顺畅，或导体截面设计的比较小，电气设备会出现非常多的热量，若线圈温度因为长期高负荷工作而出现温度过高的现象，就会导致绝缘快速老化失效被电压击穿而出现故障。第三，人为因素。现场或者生产车间工艺不良，在绑线时绑的不够紧，转子在运行的时候在离心力的作用下把绑线甩开，搭到绝缘线圈上，出现绝缘损坏，工人在检查与维修时由于操作失误把铁质工具零件遗留在发电机内部等。

1.2中性点不接地系统电压不平衡

1.2.1单相接地

单相接地主要包括金属相接地与非金属相接地两种。非接地相对地电压一直都是上升的，因而单相非金属性接地在限定范围内的时候，非接地相对地电压最高的时候可以大于线电压。经过有关研究发现了接地相的规律，若接地相是单相非金属性，经过正相序来确定对地电压，对地电压最高的下一相就是接地相。在接地系统内，单相接地可以允许1～2h的运行，但是如果时间比较长，就会影响到发电机，导致两相接地短路故障的发生，发电机保护装置系统就会动作与跳闸，从而影响到正常发电生产。

1.2.2电压互感器发生熔断

电压互感器熔断主要包括两种，分别为低压熔断器熔断与高压熔断器熔断。而低压熔断器熔断又包括两种，即单相低压熔断器熔断与两相低压熔断器熔断。对于单相低压熔断器熔断来说，一次侧电压属于正常现象，而一次侧熔断器熔断，就会使得非故障相电压正常没有发生改变，故障相电压变成了零。对于电压互感器来说，当其中出现上述情况时，可以将低压熔断器进行更换来进行处理，这种操作比较安全。若高压熔断器熔断，故障比较严重，由于高压熔断器熔断等同于系统保护失去，因而在发生这种现象时，相关工作人员要及时申请发电机停止运行，并要修理与更换熔断器^[2]。

1.3变压器故障

对于变压器故障来说，根据其电路、磁路、介质、结构分为：绕组和引线故障，铁芯、穿心螺杆、扼铁夹件等组成的磁路故障；高、低压套管发生损坏引起的介质故障；焊接部位断裂、销钉、螺栓失效引发的结构故障等四种常见故障。密封工作面的连接螺栓螺母受力不均匀、不对称，密封橡胶垫的质量不合格，都会出现绝缘油的渗漏，引发变压器故障。由于环境湿度比较大而出现潮气入侵到内部的问题，就会导致套管没有办法密封严实。电容式套管绝缘分层缝隙里边的游离放电，套管表面具有非常多的污垢，这些都可能会导致套管表面放电烧伤瓷釉，进一步恶化成相间闪络造成短路。变压器内部故障短路有金属过热性故障和固体绝缘过热故障，此类故障会散发非常多的气体，色谱分析为氢、烃类含量剧增超标，一氧化碳、二氧化碳含量剧增等情况，并且这些气体无法很快地溶解，从而触发瓦斯保护动作。

2查找水电站电气设备故障的方法

2.1经验法

按照工作人员在实际工作中所积累的经验来对部分故障进行判断，并找到解决方式，这种方式简便快捷。

2.1.1黑暗观察法

在电源的作用下，伴随着一定的声音电气设备通常会出现火花。声音和火花都不是特别强，通常情况很不容易被发现。在晚上，极易发现电路是不是出现了火花。若在有些位置发现火花，就可以确定这一位置存在接触不良的现象

^[3]。

2.1.2电路敲击法

对于电路敲击法来说，其通常都是进行带电操作。在一个运转中的设备中使用橡皮锤进行击打。若此时故障被排除，亦或是突然发生故障，就表示被击打的位置具有接触不良的状况，接下来就应当在这一位置进行进一步的检查，以将故障排除。

2.1.3弹压活动部件法

对于工作人员来说，其会不停地弹压活动的元件或设备，让元件或设备可以自由动作，此种摩擦作用让接触不好的位置能够被排除。这种方式可以对故障发生的范围进行确定，然而在通常情况下不是用来排除故障。中断供电精细分类见表。

表1“中断供电”精细分类表

2.2检测法

检测法指的是使用一些电学仪器与仪表来对故障进行检测。因为每一种仪器的种类都非常多，因而具有非常高的精确度。通常使用的方法为电阻法与电压法。

2.2.1电压法

对于不同点的电路来说，其电位也是不同的，这就致使并联在不同点之间的电阻必定会存在电流，按照和它相串联的电流表的读数，就能够获得电压的数值。在实际检测的时候，电压表的内阻值和检测误差为反比关系。在检测时一般选用电源电压当作首要检测目标，然后为支路电压。如果两点之间的电压不是零，就可以确定这一位置存在接触不良的现象^[1]。

2.2.2电阻法

电阻法主要是通过对电阻表的运用来确定整个电路的通畅性。在线路的两边都添加一个电源之后，电阻就会变大，而电流会相应减小。而在电路内串联一支电流表，就会使通过电流表的读数发生改变，就可以及时发现问题，然后予以解决。

2.3利用先进检测仪器

2.3.1红外线测温仪

对于红外线测温仪来说，其测温机理为把物体发射的红外线具备的辐射能转换为电信号，按照转变的电信号大小，可以对物体的温度进行确定。在实际运用红外线测温仪进行故障检测时，要尽可能确保设备在固定电压和满负荷条件下运行，让设备故障位置有充足的发热时间。在对电气设备故障使用红外线测温仪进行检测时，故障判断通常是将设备在额定电流时的温升为根据。

2.3.2紫外线成像仪

输供电线路在大气环境下工作时，绝缘性能会逐渐降低，在结构上出现漏洞，或表面局部出现放电现象，电晕和表面局部放电的时候，电晕和放电位置会大量辐射紫外线，这样就能够及时发现绝缘设备的故障和问题。

结束语

机电设备作为水电站中的重要组成部分，在水电站运行中起着十分重要的作用。然而，机电设备电气线路故障问题频发，这就会对水电站的正常运行产生影响。为了维护水电站的正常运行，就要对故障进行排查，并采用适宜的方法进行处理。

参考文献

[1]师成荣.机电设备电气线路故障问题的分析[J].建材与装饰,2017,50:203.

[2]李耀烽.对机电设备电气断路故障检测的探析[J].科技视界,2016,19:70+72.

[3]冯振华,杜瑞涛.机电设备电气线路故障排除技术措施分析[J].化工管理,2019,17:132-133.