關(guān)于水輪發(fā)電機(jī)組的常見故障及處理方法的分析

黨勇兵

（廣西西江開發(fā)投資集團(tuán)有限公司百色分公司 廣西百色 533000）

關(guān)于水輪發(fā)電機(jī)組的常見故障及處理方法的分析

黨勇兵

（廣西西江開發(fā)投資集團(tuán)有限公司百色分公司 廣西百色 533000）

在水輪發(fā)電機(jī)工作過程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些故障問題，干擾水電站的正常運(yùn)行，因此，必須要及時(shí)采取相應(yīng)措施將故障解決，恢復(fù)水輪發(fā)電機(jī)組的正常工作。本文針對(duì)現(xiàn)階段水輪發(fā)電機(jī)組常見故障進(jìn)行介紹，并探討相應(yīng)的解決措施，希望能夠促進(jìn)故障的及時(shí)排除，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

水輪發(fā)電機(jī)組；常見故障；處理方法

1 前言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展的時(shí)代背景下，我們對(duì)于電能等資源的需求量也日漸增加，在這種情況下，我國(guó)中小型水電站迅猛發(fā)展，為電力系統(tǒng)供電提供良好支持，在一定程度上減輕了供電壓力，減少發(fā)電中的礦產(chǎn)資源消耗數(shù)量，有效推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，水電站運(yùn)營(yíng)過程中，相當(dāng)一部分重要生產(chǎn)任務(wù)均由水輪發(fā)電機(jī)組負(fù)責(zé)實(shí)施，要想保證水電站的高效、安全運(yùn)行，就必須要確保水輪發(fā)電機(jī)組無異常。

水輪發(fā)電機(jī)組一般都比較復(fù)雜，該機(jī)組不但包括機(jī)械部分以及電氣部分，而且還包括油系統(tǒng)以及水系統(tǒng)等各種系統(tǒng)。水輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中容易受到各種內(nèi)外部因素的干擾，并出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，引發(fā)水輪發(fā)電機(jī)組故障。水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障之后，其運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)異常，不能確保供電工作的順利開展。因此，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行人員必須要高度重視相關(guān)檢修工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理相關(guān)故障問題，促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。

2 水輪發(fā)電機(jī)組常見故障

2.1 發(fā)電機(jī)負(fù)荷故障

水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷故障，如果發(fā)電機(jī)出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象，其具體定子電流高出額定數(shù)值，在這種情況下，水輪機(jī)有功、無功和轉(zhuǎn)子電流等方面也高出額定數(shù)值。注意觀察定子電流，如發(fā)現(xiàn)電流高于額定數(shù)值的1.1倍，就會(huì)造成過負(fù)荷保護(hù)發(fā)出動(dòng)作，引發(fā)過負(fù)荷報(bào)警信號(hào)，影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。軸流式水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 軸流式水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)圖

2.2 轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地故障

在水輪機(jī)組運(yùn)行過程中，如果發(fā)電機(jī)存在轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地的問題，表計(jì)知識(shí)沒有發(fā)生異常問題，但是警鈴以及轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地信號(hào)燈均會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，在這種情況下計(jì)算機(jī)報(bào)警信號(hào)同樣出現(xiàn)相應(yīng)反應(yīng)。轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地故障會(huì)對(duì)水輪機(jī)正常運(yùn)行帶來一定干擾，不利于保證其高效、安全運(yùn)行。

2.3 轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地

水輪機(jī)運(yùn)行過程中，可能會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地的現(xiàn)象，在這種情況下，警鈴響起，機(jī)旁傳遞出轉(zhuǎn)子接地信號(hào)，計(jì)算機(jī)也會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。故障出現(xiàn)后，轉(zhuǎn)子電流會(huì)明顯增加，轉(zhuǎn)子電壓出現(xiàn)下降；無功功率表指未出現(xiàn)下降，具體功率因數(shù)可能進(jìn)相，觀察期有功負(fù)荷可能會(huì)發(fā)現(xiàn)負(fù)荷發(fā)生下降。因?yàn)榇艌?chǎng)存在不平衡的問題，水輪發(fā)電機(jī)機(jī)組會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)。故障較嚴(yán)重的情況下，失磁保護(hù)有可能動(dòng)作。

2.4 發(fā)電機(jī)高溫故障

水輪機(jī)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)高溫故障時(shí)，與水輪發(fā)電機(jī)上位機(jī)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)為“機(jī)組溫度過高”。發(fā)電機(jī)定子線圈以及熱風(fēng)溫度等均超過額定值，嚴(yán)重影響水輪機(jī)正常運(yùn)行。

2.5 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線故障

如果水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)子回路斷線故障，會(huì)發(fā)現(xiàn)警鈴響起，收到“失磁保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，同時(shí)計(jì)算機(jī)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流表指針擺向零的一側(cè)，觀察勵(lì)磁電壓可發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)升高。定子電流嚴(yán)重下降，有功以及無功均發(fā)生下降，具體數(shù)值為零。如果磁極出現(xiàn)斷線，其風(fēng)洞內(nèi)部會(huì)有煙冒出，可聞及燒焦味，同時(shí)伴隨出現(xiàn)較明顯的呲呲聲。

2.6 發(fā)電機(jī)冒煙著火故障

如果發(fā)電機(jī)出現(xiàn)冒煙著火故障，其上部蓋板以及密封不夠嚴(yán)實(shí)的位置會(huì)發(fā)現(xiàn)有煙冒出，這種情況下，風(fēng)洞內(nèi)存在大量濃煙，可危及絕緣燒焦味，情況嚴(yán)重的可發(fā)現(xiàn)大量火花。

3 水輪發(fā)電機(jī)組故障處理方法

3.1 發(fā)電機(jī)過負(fù)荷處理

針對(duì)發(fā)電機(jī)過負(fù)荷現(xiàn)象，在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行無異常的情況下，也要給予實(shí)時(shí)監(jiān)視，針對(duì)水輪機(jī)具體電壓以及頻率等開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)電壓以及頻率等出現(xiàn)上升，應(yīng)馬上針對(duì)無功負(fù)荷進(jìn)行調(diào)低，或者降低其有功負(fù)荷，保證定子電流低于額定值，如果調(diào)整結(jié)束后故障仍沒有消失，應(yīng)通過其他方法及時(shí)消除負(fù)荷。在電壓或者頻率出現(xiàn)下降的情況下，為了防止過負(fù)荷現(xiàn)象的形成，應(yīng)嘗試著減小勵(lì)磁電流，在此操作過程中應(yīng)保證母線電壓無異常。如果母線電壓發(fā)生下降，達(dá)到事故極限值，觀察發(fā)電機(jī)組可發(fā)現(xiàn)其仍出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)選擇限負(fù)荷運(yùn)行模式，視情況需要啟動(dòng)備用機(jī)組，及時(shí)解決故障。

3.2 轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地故障解決

針對(duì)轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地故障，必須要針對(duì)轉(zhuǎn)子點(diǎn)接地信號(hào)開展全方位檢查，確認(rèn)其可不可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位明確其屬于瞬時(shí)接地還是屬于永久接地。借助轉(zhuǎn)子電壓表，針對(duì)轉(zhuǎn)子正地對(duì)以及負(fù)對(duì)具體電壓值開展科學(xué)測(cè)量。針對(duì)勵(lì)磁回路開展全方位檢查，分析具體的接地性質(zhì)以及接地位置。不管接地屬于金屬線亦或是非金屬性，均需要馬上報(bào)告調(diào)度，準(zhǔn)備進(jìn)行停機(jī)。針對(duì)金屬性接地，必須要準(zhǔn)備好備用機(jī)組啟動(dòng)工作。如果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子點(diǎn)接的現(xiàn)象，必須要在2h內(nèi)開展檢查工作，同時(shí)完成相關(guān)處理操作，如果2h內(nèi)未能及時(shí)處理的，則應(yīng)該要停機(jī)之后繼續(xù)處理。

3.3 轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地處理

針對(duì)轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地故障，因?yàn)檗D(zhuǎn)子電流會(huì)出現(xiàn)增大，可能會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁回路回路受損，如果接地出現(xiàn)于轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部，轉(zhuǎn)子繞組會(huì)出現(xiàn)熱量過高的現(xiàn)象，機(jī)組嚴(yán)重振動(dòng)會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害，所以，必須要馬上緊急停機(jī)，同時(shí)報(bào)告調(diào)度。

3.4 發(fā)電機(jī)高溫故障處理

針對(duì)發(fā)電機(jī)高溫故障，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)具體有功負(fù)荷高于額定值，或者發(fā)現(xiàn)定子電流高于額定值，應(yīng)降低調(diào)整至額定值之內(nèi)再進(jìn)行運(yùn)行。如果發(fā)電機(jī)高溫故障時(shí)因?yàn)闇y(cè)溫裝置不正常導(dǎo)致，應(yīng)該退出故障測(cè)點(diǎn)，同時(shí)及時(shí)報(bào)告維護(hù)專業(yè)班組來進(jìn)行處理。如果空冷器進(jìn)出水閥具體開度不符合要求，則針對(duì)其具體開度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。如果故障是因?yàn)闄C(jī)組冷卻水壓?jiǎn)栴}引發(fā)，應(yīng)該針對(duì)供水泵進(jìn)行全面檢查，應(yīng)用機(jī)組冷卻備用水，將具體水壓控制在合理范圍。如果故障時(shí)因?yàn)榭绽淦鞫氯T發(fā)，存在水路不通的現(xiàn)象，應(yīng)采用短時(shí)加壓供水的方法或者倒換機(jī)組冷卻水的方法進(jìn)行解決；如果高溫問題是因?yàn)榭绽淦鬟M(jìn)出水水閥的閥芯出現(xiàn)脫離引發(fā)，則應(yīng)該針對(duì)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)轉(zhuǎn)移，促進(jìn)機(jī)組處理運(yùn)行的有效降低，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷風(fēng)溫度以及熱等溫度的科學(xué)控制，解決高溫問題。保證不干擾出力以及系統(tǒng)的前提下，可針對(duì)不同機(jī)組的有功負(fù)荷以及無功負(fù)荷分配進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。如果通過上述方法仍未能順利解決發(fā)電機(jī)高溫問題，且水輪機(jī)定子線圈以及鐵芯實(shí)際溫度高于120℃的，必須要馬上報(bào)告調(diào)度停機(jī)進(jìn)行處理。

3.5 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線處理

針對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線故障，必須馬上停機(jī)進(jìn)行處理，針對(duì)發(fā)電機(jī)FMK動(dòng)作情況進(jìn)行全方位檢查，同時(shí)報(bào)告調(diào)度。如發(fā)現(xiàn)著火問題，必須要馬上滅火。

3.6 發(fā)電機(jī)冒煙著火處理

針對(duì)發(fā)電機(jī)冒煙著火故障，發(fā)現(xiàn)故障之后，應(yīng)立即判斷屬于發(fā)電機(jī)著火，在這種情況下應(yīng)該緊急停機(jī)處理，同時(shí)值長(zhǎng)馬上解決故障問題，檢查發(fā)電機(jī)出口開關(guān)是否出現(xiàn)異常，保證出口開關(guān)保持跳開狀態(tài)，此外，保證滅磁開關(guān)保持跳閘，通過消防水開展滅火工作，在滅火過程中應(yīng)注意查看水車室水路有沒有出現(xiàn)堵塞，確保滅火工作順利完成。

4 結(jié)束語

水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行情況直接影響水電站的實(shí)際運(yùn)行，在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，如發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)過負(fù)荷、轉(zhuǎn)子回路斷線以及發(fā)電機(jī)冒煙等故障現(xiàn)象，應(yīng)具體分析故障誘發(fā)原因，立即采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理，避免故障進(jìn)一步惡化，干擾發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。水輪機(jī)運(yùn)行人員一定要加強(qiáng)日常運(yùn)行維護(hù)管理，不斷提高自身專業(yè)技能，根據(jù)相關(guān)運(yùn)行規(guī)程開展故障排除及處理工作，盡可能延長(zhǎng)水輪機(jī)具體使用壽命，確保水電站可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)、安全運(yùn)行，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益的同步提升。

[1]張生賢.水輪發(fā)電機(jī)組常見故障及處理措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，33：115.

[2]朱建偉，屈炳釗.水輪發(fā)電機(jī)組油壓裝置常見故障分析及處理[J].云南水力發(fā)電，2015，04：89～91.

[3]陳順永.水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷方法[J].甘肅科技，2010（22）.

TM312

A

1004-7344（2016）10-0252-02

2016-3-18

黨勇兵（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水電站設(shè)備維護(hù)與檢修工作。