水輪發(fā)電機的常見故障及事故處理

□胡 兵（信陽市鲇魚山水庫管理局）

鲇魚山水電站位于淮河上游灌河支流上，自1974年建站以來，經(jīng)過多年運行，結(jié)合鲇魚山水電站實際情況，歸納、總結(jié)以下常見的故障事故處理，以備水輪發(fā)電機能夠正常運行。

水輪發(fā)電機組在運行中難免發(fā)生各種各樣的異常情況，同一異?，F(xiàn)象可能有不同的產(chǎn)生原因，所以在分析故障現(xiàn)象時要根據(jù)儀表指示及機組運轉(zhuǎn)聲響、振動、溫度等現(xiàn)象，結(jié)合事故預(yù)兆、常規(guī)處理經(jīng)驗進行分析判斷，必要時采用拆卸部件解體檢查等方法手段，從根本上清除故障，機組發(fā)生事故時，無論自動保護是否動作，只要是危及機組設(shè)備安全，應(yīng)立即采取緊急事故停機，以免設(shè)備遭受損壞。以下進行多種情況分析處理。

一、水輪機出力下降

（一）原因

水輪機導(dǎo)葉開度未變，機組出力下降明顯，造成水輪出力下降常見有以下幾種原因：一是上游水位下降；二是進水口攔污柵嚴重阻塞；三是電站尾水位升高；四是水輪機導(dǎo)水葉剪斷銷剪斷，個別導(dǎo)葉處于自由狀態(tài)；五是水輪機導(dǎo)水機構(gòu)有雜物卡住。

（二）檢查處理

一是若水庫水位下降，有效水頭減少，則機組效率下降，機組出力低，水庫水位過低，應(yīng)停止發(fā)電運行，積滿水量，抬高水位后再發(fā)電。水位過低，水輪機效率低，且汽蝕破壞很嚴重。二是應(yīng)及時清理攔污柵雜物，防止雜物阻塞以致影響機組出力。三是檢查尾水位是否升高。四是詳細檢查水輪導(dǎo)葉拐臂的轉(zhuǎn)動角度是否一致，發(fā)生個別導(dǎo)葉角度不一致時應(yīng)停止處理。五是檢查水輪內(nèi)部噪音情況，做全開、全關(guān)動作，排除雜物，必要拆卸水輪尾管或打開進入孔進入蝸殼，取走雜物。六是水輪機出力下降，往往會出現(xiàn)異常聲響、振動，蝸殼壓力表指示下降或大幅波動現(xiàn)象，要根據(jù)情況判斷，分析處理。

二、水輪機振動

（一）機械安裝方面

1.由于軸曲變形，機組主軸同心度不好，主軸結(jié)合連接不緊，軸承調(diào)整不良，間隙過大等原因，開機后引起的振動，這屬機組檢修質(zhì)量不合格問題，必須拆卸機組部件重新檢測安裝。

2.機組轉(zhuǎn)動部件間隙過大，擺度大會引起局部摩擦，從而產(chǎn)生機組振動并伴隨聲響，摩擦部位溫度較高，必須重新調(diào)整處理。

3.機組轉(zhuǎn)動部分重量不平衡，機組振動情況與轉(zhuǎn)速高低有關(guān)，而與負荷大小無多大關(guān)系，這通常屬轉(zhuǎn)輪補焊后葉片重量不均、葉片局部變形嚴重，必須拆卸機組轉(zhuǎn)輪進行平衡檢查及葉片形狀測量比較修整，清除機組振動。

（二）水力平衡方面

1.尾水管中水流漩渦引起水輪機振動，此時機組振動與負荷大小有關(guān)，機組負荷小時容易引起振動且機組噪聲明顯增大，通常采用避開二況區(qū)域或在尾水管中安裝補氣管進行補氣的方法，減輕或消除漩渦引起機組振動現(xiàn)象。

2.當(dāng)轉(zhuǎn)輪葉片間被雜物卡住，導(dǎo)葉被雜物卡住，導(dǎo)葉剪斷銷剪斷，單導(dǎo)葉自由活動造成水流不平衡，此時機組聲響異常，出力下降，必須仔細檢查，關(guān)閉導(dǎo)水葉。當(dāng)關(guān)閉導(dǎo)水葉時，機組轉(zhuǎn)速能夠下降到35%應(yīng)立即剎車停機，當(dāng)不能使機組轉(zhuǎn)速下降到35%時應(yīng)關(guān)閉主閥后再停機，然后拆卸尾水管取出雜物。

三、軸承溫度過高

（一）主要原因

一是軸承冷卻水中斷或減少；二是導(dǎo)流油槽油位過低或缺油；三是油質(zhì)劣化，油本身不清潔或運行中油劣化，降低油的潤滑效果，使軸瓦槽腐蝕造成軸承溫度升高；四是發(fā)電機軸承座的對地絕緣降低或消失引起軸電流；五是機組振動；六是擺度超過允許值。

（二）處理

一是檢查冷卻水壓等，若屬冷卻水中斷，應(yīng)迅速檢查冷卻水閥門，無效應(yīng)立即停機；二是若油位過低或油質(zhì)劣化，應(yīng)立即停機交檢修班更換透平油；三是找出接地處，加以消除；四是消除機組振動原因；五是一時找不到原因，應(yīng)立即停機。

四、機組過速

機組過速可能有以下原因：機組突然甩負荷或調(diào)速器失靈現(xiàn)象，機組有高速轉(zhuǎn)聲，調(diào)速器周波表指示偏高，控制屏上有關(guān)表計指示異常。

處理：監(jiān)視機組保護動作及自動情況，若動作不良應(yīng)手動幫助，調(diào)整器自動操作失常，應(yīng)立即切手動，關(guān)閉導(dǎo)葉。壓油槽油位過低，應(yīng)設(shè)法恢復(fù)，若不可恢復(fù)，必須關(guān)閉主閥停機。

五、機組突然甩負荷

原因：系統(tǒng)事故使緊急停機磁閥動作，本機故障或事故機組保護動作，使緊急停機電磁閥動作，調(diào)整器失靈現(xiàn)象。對此，當(dāng)屬系統(tǒng)故障而使全廠機組全部解列，應(yīng)監(jiān)視各機組的自動情況，并維護廠用電不中斷，待系統(tǒng)事故消除后并網(wǎng)，當(dāng)屬本機故障或事故時，應(yīng)迅速查明故障或事故原因所在并盡快消除，檢修調(diào)速器。

六、主配壓閥卡死，主接力器突開至最大或突關(guān)至零

原因：活塞與閥體裝配不良，油內(nèi)有水份使活塞被銹住或雜物卡住活塞。

處理：當(dāng)出現(xiàn)主配壓閥卡死時，應(yīng)立即關(guān)主閥停機，停機后，當(dāng)主接力器自動關(guān)閉時，操作手輪不起作用，說明活塞上部被卡住，這時可向下敲擊輔助接力器上部圓盤，使其回復(fù)中間位置。當(dāng)主接力器行程一直開大，用手輪操作減負荷無效，說明活塞下部被卡住，此時可接與輔助接力器活塞相連的外部分向上撬起，并往復(fù)動作幾次，使其回復(fù)到中間位置。

七、壓油裝置油壓下降

（一）原因

油泵電動機油源中斷或熔絲燒斷，電動機燒壞，螺旋、油泵、螺桿損壞，油管路破裂，壓力繼電器接點接觸不良或電接點壓力表接點接觸不良。

（二）現(xiàn)象

發(fā)低油壓警報，檢查發(fā)現(xiàn)油壓裝置壓力表指示偏低。

（三）處理

如果機組在運行狀態(tài)，應(yīng)盡快恢復(fù)補氣打壓，當(dāng)兩臺泵均又能啟動，或啟動后泵不上，應(yīng)關(guān)閉主伐停機，若兩臺油泵的電動機都在運行，油壓還不能上升時應(yīng)檢查壓油槽油位，如油位很高，檢查壓油槽的充氣閥，如閥門大門不嚴，應(yīng)設(shè)法關(guān)嚴，調(diào)整油位恢復(fù)油壓。如果不是充氣伐漏氣，原因不明應(yīng)關(guān)主閥停機。若電接點壓力表接點動作不良，將油泵電機電源控制開關(guān)，切“手動”位，恢復(fù)油壓后停機檢查。

八、發(fā)電機過負荷

電網(wǎng)高壓線路某處發(fā)生事故，線路電壓大幅度下降，機組運行于獨立小網(wǎng)時，供電負荷過大，機組并網(wǎng)于用戶線路，由于該線路突然停電，用戶的負荷接近于機組供電負荷，因而會出現(xiàn)過負荷運行。水輪發(fā)電機在正常運行時不允許過負荷，事故情況下發(fā)電機可以承接載短時過負荷，因發(fā)電機對溫升、絕緣材料的耐溫能力有一定的極限，故短時間過負荷對絕緣材料的壽命影響不大，絕緣老化有一定過程，絕緣材料變脆，介質(zhì)損耗增大，耐受擊穿電壓強度降低都需要有一個高溫作用的時間，高溫作用時間愈短，絕緣材料的損害程度愈短。

事故或特殊情況需要發(fā)電機過負荷運行，當(dāng)發(fā)電機定子電流超過允許值時，應(yīng)首先檢查發(fā)電機的功率電壓，并觀察定子電流超過允許值時經(jīng)歷的時間，然后用減少勵磁電流的方法降低定子電流到額定電流值，但不得使功率因數(shù)過高和定子電壓過低，若此時方法不奏效，則必須降低發(fā)電機的有功負荷或切斷一部負荷，使定子電流降到允許值。

九、結(jié)語

鲇魚山水電站已有30多年運行歷史，也曾出現(xiàn)過許多故障，發(fā)生過許多事故，通過對以上經(jīng)驗的借鑒，使機組損害降到最低限度，作為水電站不管是主汛期、泄洪發(fā)電還是正常灌溉發(fā)電，都應(yīng)保證機組處于最優(yōu)最佳運行狀態(tài)，以最少的水量發(fā)最多的電能，為單位為社會創(chuàng)造最大的利益。