水輪發(fā)電機(jī)故障及解決措施

楊開黎

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司)

近年來，我國電力行業(yè)取得了較大的發(fā)展，隨著科技的不斷進(jìn)步和技術(shù)的不斷革新，社會(huì)各界對(duì)水輪發(fā)電機(jī)也提出了越來越高的要求。水輪發(fā)電機(jī)作為電力工程中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備之一，其技術(shù)水平和運(yùn)轉(zhuǎn)速度對(duì)電力事業(yè)的發(fā)展具有十分重要的作用。一旦其主絕緣被損壞導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，將會(huì)極大地限制水輪發(fā)電機(jī)作用的有效發(fā)揮。因此，我們加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析的力度，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，使水輪發(fā)電機(jī)得以順利運(yùn)轉(zhuǎn)，為電力行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。

1 簡(jiǎn)析影響水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的主要原因

1.1 對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造不合理

在設(shè)計(jì)和制造水輪發(fā)電機(jī)的過程中，部分生產(chǎn)廠家為了降低和節(jié)省生產(chǎn)成本，偷工減料，縮小體積并減少對(duì)豬絕緣的包扎層數(shù)，使主絕緣的質(zhì)量不過關(guān)，球裕過于偏低，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，難以進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)。還有部分規(guī)模較小的水電站，其水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，主絕緣質(zhì)量較低使得其難以承受較大的壓力，到時(shí)升壓時(shí)被擊穿，使主絕緣受到毀壞，給電力事業(yè)的發(fā)展帶來很嚴(yán)重的影響。

1.2 水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境的影響

水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果環(huán)境溫度過高將會(huì)降低水輪發(fā)電機(jī)的使用壽命。在主絕緣的材料選擇中，大部分會(huì)使用瀝青云母，而瀝青云母比較容易軟化，主絕緣難以承受過高的溫度，耐熱極限大致為105 k。由于真空浸漆具有很大的復(fù)雜性，一旦不能嚴(yán)格掌控就會(huì)使其浸透不徹底，在主絕緣內(nèi)部給氣泡留有空間，使線圈的質(zhì)量較低，令人堪憂。再加上很多發(fā)電機(jī)室內(nèi)封閉較為嚴(yán)實(shí)，不能及時(shí)有效地進(jìn)行通風(fēng)，使得屋內(nèi)溫度不易發(fā)散，發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)散熱效果并不好，降低了絕緣的使用年限。另外，還有部分的水電站處于偏遠(yuǎn)的山區(qū)，往往電壓偏移較大。尤其在豐水季節(jié)，母線電壓將會(huì)大大升高，造成主絕緣被擊穿，給修復(fù)工作帶來較大難度，影響水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3 對(duì)主絕緣的檢查不到位

對(duì)水輪發(fā)電機(jī)主絕緣等部件進(jìn)行及時(shí)合理的檢查也是十分必要的。然而人們對(duì)主絕緣的檢查工作重視不夠，在檢查過程中由于對(duì)吊出轉(zhuǎn)子的技術(shù)掌握不熟練，使得定子線圈被撞擊而出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。再加上電腐蝕現(xiàn)象的影響，導(dǎo)致主絕緣破壞嚴(yán)重，難以修復(fù)。

2 水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障的有效解決措施

2.1 避免鐵芯出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象

在對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的部件定子鐵芯進(jìn)行修理和清掃時(shí)，應(yīng)該提高對(duì)鐵芯的注意力和觀察力，看鐵芯部位是否有紅粉出現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)該處有部分紅粉，說明該鐵芯處出現(xiàn)了松動(dòng)現(xiàn)象。再出現(xiàn)松動(dòng)后，可以利用薄型片狀的電工刀等工具對(duì)其進(jìn)行試插，以便了解該鐵芯松動(dòng)程度的高低，通常情況下插入鐵芯齒部的深度應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)，盡量使其不超過3 mm。同時(shí)在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，還得時(shí)刻關(guān)注線圈是否緊固，若上層線圈與下層線圈相同，并且具有相同的電流流向，一般來說壓向楷底的作用力是最大的。但是若在槽內(nèi)的線圈不能很好的固定，就會(huì)使其在運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)磨損和破壞了線圈表面的防暈層，并且對(duì)于同一層但電流方向不同的線圈，其切向交變彎曲力矩將會(huì)達(dá)到最大值，造成主絕緣被損壞。如果發(fā)現(xiàn)鐵芯和線圈出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)該立即采取措施打緊槽楔，甚至利用斜鍵槽楔將其打緊牢固。對(duì)于線圈端部出現(xiàn)松動(dòng)的情況，可以使用無維玻璃絲帶對(duì)其進(jìn)行綁扎，并且在綁扎之后對(duì)其噴上適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧樹脂漆，以便其能夠更加牢固，保護(hù)主絕緣不受到損傷，促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 避免出現(xiàn)電腐蝕的現(xiàn)象

在水輪發(fā)電機(jī)的制造過程中，如果主絕緣使用了環(huán)氧粉云母等材料，將會(huì)極大的增加電腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性。電腐蝕大致可以分為兩個(gè)部分。第一個(gè)部分是內(nèi)腐蝕，所謂內(nèi)腐蝕，就是指半導(dǎo)體與主絕緣這兩種介質(zhì)不同，在他們中間存在著氣隙，若對(duì)地電壓分別分配在其之上，將會(huì)導(dǎo)致氣隙產(chǎn)生游離并出現(xiàn)放電現(xiàn)象。對(duì)于內(nèi)腐蝕來說，它首先會(huì)將存在于導(dǎo)線和主絕緣之間的粘接交破壞掉，導(dǎo)致主絕緣被脫殼，膠線出現(xiàn)松散等現(xiàn)象。并且在此期間利用電磁振動(dòng)的方式折斷膠線，從而達(dá)到破壞主絕緣的目的。第二部分是外腐蝕，外腐蝕與內(nèi)腐蝕不同，它主要是由于防暈層和定子鐵芯之間出現(xiàn)了氣隙而導(dǎo)致的游離放電現(xiàn)象。對(duì)于外腐蝕來說，它是通過防暈層的破壞來使電暈得以劇烈的放電，進(jìn)而損壞線圈的表面，造成主絕緣破壞。無論是內(nèi)腐蝕還是外腐蝕，都會(huì)給水輪發(fā)電機(jī)帶來很多不利影響。因此，必須避免和防止電腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。首先，線圈處電壓的大小直接關(guān)系和影響著電腐蝕程度的輕重，發(fā)電機(jī)的電壓如果超過4 kV，電腐蝕發(fā)生的可能性就會(huì)大為增加。可以將線圈的中心點(diǎn)在發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)限后與線端的位置進(jìn)行到位，以便緩解線圈的壓力，降低電腐蝕發(fā)生的可能性。其次，如果水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有臭氧的味道，說明很有能發(fā)生電腐蝕現(xiàn)象，此時(shí)可以通過使用局部放電儀對(duì)其進(jìn)行必要的檢查。但是規(guī)模較小的發(fā)電站并不具備局部放電儀等設(shè)備，可以在較暗處初步用肉眼來觀察，若發(fā)現(xiàn)藍(lán)色輝光，則很有必要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查和處理，以便將損失降低在最小范圍內(nèi)。

3 結(jié) 語

綜上所述，只有幾及時(shí)發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)的故障并進(jìn)行及時(shí)解決和處理，才能提高水輪發(fā)電機(jī)的使用壽命，保證水輪發(fā)電機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)我國電力事業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

［1］ 朱躍亮. 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣下降原因分析及處理［J］.水電站機(jī)電技術(shù)，2010，(5).

［2］ 楊斌.柳洪水電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極引線損壞的原因分析及處理［J］.華中電力，2010，(4).