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【摘要】水电站设备的维护及对其实时状态的监测，准确地查找出设备中的隐患并及时处理解决故障，不但可以提高水电站的工作效率、降低设备的故障率，还能变被动为主动，摆脱从前单一的预防性计划检修，检修效率可以得到有效提高。本文简要介绍了温度与绝缘监测在水电站维护过程中的应用，为水电站的设备状态维护提供了有力支撑，效果显著。
【关键词】电气设备，状态维护，温度监测，绝缘监测
一．引言
水电站状态维护是系统级的维护，需要对机电设备及其附属设备等的状态进行不间断监测，然后通过专家诊断系统对监测的结果数据进行分析判断，评估出当前设备的运行状态是否正常。若发现异常，可以预测出其发展趋势，并可制定出有效的解决方案或计划周期。状态维护相对于计划维护，有明显的优势：能够避免机电设备的过度修理或遗漏修理，工作效率更高，经济成本更低廉。由此可见，发展状态维护方式在提高设备效率，降低设备检修率，节约设备维护成本等方面都有深远的意义。而温度监测与绝缘监测是状态维护中的十分有效的方式。
二．温度监测对水电站机电设备状态维护的意义及工作内容
由于水电站的机电设备大多都是运转部件，常见的如水轮发电机、油、水、气系统中电动机等，并且设备中往往承载着很大的电流。这些运动部件的轴承，齿轮等零部件之间的机械运动，机械摩擦等都产生大量的热量，导致机电设备温度的不断上升。同时电气原件中的电流也可以产生热效应，促使设备温度上升。油冷却、水冷却器等散热装置可以有效的将产生的热量散发，使机电设备的温度稳定在合理的区间内。若机电设备出现异常，如轴承损坏，散热装置失效时，设备温度将持续上升，影响设备正常使用及安全运行。因此，对机电设备实施在线监测非常重要，通过各种方法可以尽早发现设备的失效模式，避免故障进一步加剧。
（一）温度监测在一次电气设备中的应用
水电站的电气线路中长期承载着大电流，在设备运行过程中，各种触点和母线的排接处等部位因老化或过大的接触电阻而导致发热，亦或者是散热装置不满足导体过载产生的热量散发，这些部位设计目前有的没有安装温度监测装置，出现问题，监测不出，隐蔽性很强。这种大电流的发热极有可能带来电气火灾事故，造成大面积停电。很多水电站就出现过电机滑环过热导致碳刷卡环绕烧坏变形从而导致发电机励磁回路出现短路事故。由此可见，监测电气设备相关部位的温度很重要。水电站一次设备温度监测的主要部位有：发电机引出线各电气连接处温度；发电机定子线圈温度及铁心温度；各种高压断路器的连接部分温度；高压隔离开关的刀口及连接部分的温度；变压器高低侧套管连接部分及铁心和油的温度等。
（二）温度监测在二次电气设备中的应用
对水电站电气的二次设备和其他相关低压回路的温度监测也应重视，因为与电气的二次设备相关联的分系统有很多，水电站的安全可靠运行都和这些分系统息息相关，其中比如有继电保护系统、调速器系统、监控系统、机电测量系统等，二次回路的故障一般隐蔽性较强，很难找到故障点。经过多年的经验总结，可以找到其几大失效原因：如发热、开路、短路、旁路等等。而这其中发生故障频率最高的是电气的发热导致元器件短路烧毁。因为电流的热效应是和电流的平方值，电阻及通电时间成正比。工作中常常会发现即使电路的电流很小，但是如果受环境影响，散热不良，通风不好，也很容易烧毁元器件。
控制保护继电器的线圈、自动化装置的电源等这些发生故障频率较高的部位需要做不定期重点监测。而这些二次电气设备所处的环境温度也需要我们实时关注，高温也容易引起电路散热不良。如有必要时，需要增加相应的辅助降温措施。
（三）温度监测在机械设备中的应用
温度是机械设备的一个非常重要的参数，通过监测水电站机械设备的温度，不但可以了解到设备的运行状态，还能够排查出水电站设备中的隐患及故障，对水电站的机械设备安全运行意义重大。水电站中的机械设备主要包含导轴承、推力轴承、发电机定、转子铁芯及其辅助设备，空压机，水泵等等。这些机械设备都有自身的运动关系，在其工作过程中不停地转动，受到滚动及滑动摩擦以及电磁感应产生的热量较多。当温度超出允许的范围时，可以判别设备有可能发生了潜在的失效模式。及时疏通堵塞，使冷却系统正常运行，机组润滑油温度又回归到正常状态，避免了失效的加剧。
机械设备的温度监测是非常直观有效的方法，机电设备的温度监测常见的部分有机组润滑油的温度，各运动零件的轴承温度，包括冷却系统，压油泵，润滑油泵等温度。
三．绝缘监测在水电站维护中的主要应用
（一）绝缘监测在发电机中的应用
发电机组定子线圈具有良好的绝缘状态，可以使发电机组运行的更加稳定，持久。因为水电站的发电机长期在电磁，高温等恶劣环境下运行，其定子线圈绝缘会逐渐老化失效。其绝缘的性能也逐渐下降。一定时间后，绝缘老化会被击穿的可能。绝缘是发电机发生故障的主要原因之一。所以做好水电站的设备状态维护需要加强对发电机的绝缘监测。实践证明在环境温度较低时，发电机停机一段时间重新启动之前，需要确认电机绝缘是否正常。因为低温会导致发电机的线圈周围凝聚很多气化的露水，从而导致线圈的绝缘性能下降。烘干凝结的水露后，绝缘的性能可恢复正常，避免了发电机运转过程中故障的发生。由此可见，在发电机开机之前对定、转子线圈的绝缘监测很有必要性。发电机的绝缘监测主要部位有电子线圈及其引出线电阻，励磁回路的绝缘电阻等。
（二）绝缘监测在变压器中的应用
变压器也是水电站的重要的电气设备之一。做好变压器设备的绝缘监测，可以提高水电站的经济性及可靠性。通过测量变压器的绝缘电阻，还有吸收比，可以很快发现变压器绝缘有局部受潮的不良状态，同时还需要检查有无短路、接地，各部件绝缘表面的脏物等现象。
（三）绝缘监测在其他设备中的应用
水电站中有很多其他电气设备，发电机及变压器是主要电气设备，其他配套电气设备的温度监控同样不可忽视。绝缘失效是引起电气设备故障的主要原因之一。需要对电力电缆、电流互感器、电压互感器、二次电缆等做好实时性的绝缘监测。并且提倡在设备运行过程中要定期的对这些电气设备做好监测工作，防范于未然。
四．结束语
水电站的设备状态维护责任及其意义都十分重大，怎样避免事故及故障的发生，提高水电站的经济效益都与有效的设备维护密切相关。温度监测及绝缘监测是十分有效且相对直观的检测失效方法。可以发现设备运行过程中大部分的失效形式。这两种方法可以为水电站的长期、稳定、安全运行保驾护航。
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