淺析水輪發(fā)電機過速原因、危害和防范

孫莉麗

摘要 水輪發(fā)電機作為水力發(fā)電廠的主要動力設(shè)備，其自身性能直接影響到了整個水電站的發(fā)電效率和供電質(zhì)量。但是在水輪發(fā)電機的實際運行過程中，由于受硬件質(zhì)量、人為因素等多方面的影響，很容易給水輪發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)造成干擾影響，其中過速事故是一種較為常見、危害性大的故障問題，必須要引起水電站機組管理人員的重視。文章首先分析了發(fā)電機出現(xiàn)過度問題的原因，并在此基礎(chǔ)上簡述了因過速而引發(fā)的幾種常見危害后果，最后結(jié)合實際工作經(jīng)驗，提出了幾最防控水輪發(fā)電機過度的可行性對策。

關(guān)鍵詞 水輪發(fā)電機；過速問題；危害；方法措施

1.水輪機過度的案例分析

以我國某地區(qū)水電站存在的過速事故為例進行分析。該水電站其總裝機為1×150MW，系統(tǒng)主要以電液調(diào)速器為主。當系統(tǒng)進行開機并網(wǎng)時，發(fā)現(xiàn)處于空轉(zhuǎn)時殘壓測頻出現(xiàn)問題，且油壓在調(diào)速裝置中的顯示表現(xiàn)出明顯下降趨勢，機組一級額定轉(zhuǎn)速為115%Ne，二級為153%Ne。此時機組運行整體狀況體現(xiàn)出過速情形，需要做好停機工作。通過分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)過速情況的原因主要由于調(diào)速裝置測頻因存在的A相保險熔斷或其他故障問題使回路發(fā)生異常，測頻信號超出或低于標準范圍值，致使導葉與調(diào)速裝置無法正常運行。其中出現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速為115%Ne的原因在于顆粒物質(zhì)的存在致使導葉運行超出標準設(shè)定范圍，機組因轉(zhuǎn)速的上升而達到115%Ne。另外導葉停止運動時在機組慣性的影響下，會使轉(zhuǎn)速急劇上升，表現(xiàn)出機組二級153%Ne的現(xiàn)狀。

2.水輪發(fā)電機過速的原因分析及危害

2.1設(shè)備安裝不規(guī)范、檢修工作不到位

水輪發(fā)電機的種類較多，不同類型的水輪發(fā)電機，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有較大差異，從而給設(shè)備安裝人員的專業(yè)技術(shù)水平提出了較高要求。例如，根據(jù)軸線位置的不同，可以將水輪發(fā)電機分為立式和臥式；根據(jù)軸承支持方式的不同，可以將水輪發(fā)電機分為懸式和傘式等。設(shè)備組織人員在進行新機組的安裝時，如果不能熟練掌握相關(guān)的設(shè)備安裝技術(shù)，或是沒有嚴格按照相關(guān)的安裝規(guī)范，就很容易造成水輪發(fā)電機的運行故障。例如，水輪發(fā)電機的油管安裝結(jié)束后，相關(guān)人員沒有立即做好油管的清洗工作，而是直接進行注油。這樣一來，油管中殘留的一些雜質(zhì)就會混合在燃油中，不僅影響水輪發(fā)電機的正常運行，嚴重情況下還會給設(shè)備操作人員造成安全威脅。因此，在設(shè)備安裝過程中，一是要嚴格按照相關(guān)的工作規(guī)范，保證按照質(zhì)量，二是要及時進行設(shè)備質(zhì)量檢修，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

2.2缺乏試驗控制措施和合理試驗方案

理論上來說，為了保證水輪發(fā)電機投入使用后能夠正常運轉(zhuǎn)，需要提前進行試運行，以便于檢查水輪發(fā)電機各個部件之間的質(zhì)量和協(xié)調(diào)情況。但是部分操作人員為了減輕工作壓力，沒有按照要求開展試驗工作，而是結(jié)合以往的工作經(jīng)驗，進行主觀臆斷。在這種情況下，部分水輪發(fā)電機的內(nèi)部質(zhì)量問題難以及時發(fā)現(xiàn)，例如線路短路、接觸不良等，在投入使用后就會給發(fā)電站的正常工作造成影響。

除此之外，即便是開展了相關(guān)的試驗工作，相關(guān)人員也沒有及時做好試驗記錄，導致發(fā)電機表現(xiàn)出來的故障問題得不到的收集，也就不能為后期設(shè)備修理提供有意義的參考指導。例如，在進行水輪發(fā)電機的空載擾動試驗時，如果機組轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值，而機組試驗人員又沒有及時進行轉(zhuǎn)速調(diào)整，就會導致水輪發(fā)電機的超負荷運行，容易燒毀發(fā)動機。

2.3人員素質(zhì)參差不齊，監(jiān)督管理意識不強

首先，部分設(shè)備組裝、管理人員缺乏工作責任意識，未能發(fā)揮監(jiān)督職責，從而給水輪發(fā)電機的運行埋下了安全隱患。例如，隨著使用年限的增加，水輪發(fā)電機內(nèi)部不可避免的會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，如果設(shè)備管理人員不能及時做好故障檢修和設(shè)備維護工作，就會導致問題的擴大化，從而引發(fā)更加嚴重的事故。例如，在水輪發(fā)電機的調(diào)速裝置安裝時，如果沒有嚴格進行安裝管理，導致調(diào)速裝置不能控制水輪機的輸出功率，就會導致水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速過高。

其次，操作人員的綜合素質(zhì)還有待進一步提高。仍然以空載擾動試驗為例，如果在壓油泵啟動過程中，出現(xiàn)油泵憋壓現(xiàn)象，則很有可能引發(fā)油管堵塞問題，這種情況下應當及時關(guān)停設(shè)備。如果操作人員不能從專業(yè)角度找出導致油泵憋壓的直接原因，或是沒有及時關(guān)停油泵，就容易導致水輪發(fā)電機噴油故障。因此，操作人員的整體素質(zhì)，也是決定水輪發(fā)電機運行質(zhì)量的重要影響因素。

3.水輪發(fā)電機過速問題的防范措施

在明確了水輪發(fā)電機出現(xiàn)過速問題的主要原因和認識到過速帶來的危害后，可以有針對性地采取防范措施，以保證水電站各項工作的正常、安全開展。結(jié)合實際工作經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾點水輪發(fā)電機過速問題的防范措施。

3.1建立健全管理機制，明確檢修維護責任

水輪發(fā)電機過速問題是由多種因素共同導致的，如果相關(guān)的設(shè)備維護人員能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行異樣，并采取有效的整治措施，就能夠在很大程度上避免故障問題的出現(xiàn)。首先，水電站單位內(nèi)部要建立一套內(nèi)容完善、落實到位的質(zhì)量監(jiān)督和管理制度，明確各個部門、各個工作人員的崗位職能，一方面能夠督促工作人員樹立工作責任意識，定期完成水輪發(fā)電機的檢修和維護工作；另一方面也能夠確保責任落實到人，即便是出現(xiàn)了發(fā)電機過速問題，也能找到直接負責人，明確過速問題的形成原因，有利于設(shè)備維護人員及時制定解決措施。另外，通過建立健全管理機制，在單位內(nèi)部做到“有功必賞，有過必罰”，對于那些定期完成水輪發(fā)電機檢修和維護工作，工作期間沒有出現(xiàn)發(fā)電機過速等質(zhì)量問題的操作人員，給予表彰或獎勵；對于工作態(tài)度不端正，工作期間出現(xiàn)發(fā)電機過速并造成損失的人員，要提出批評或進行處罰等。通過這種方式，在單位內(nèi)部形成積極向上的工作氛圍，提升機組檢修效率。

3.2加強人員技能培訓，提高故障防范能力

水輪發(fā)電機一旦出現(xiàn)過速運轉(zhuǎn)問題，如果不能及時采取應急措施，會在短時間內(nèi)引發(fā)連鎖反應，給整個區(qū)域的系統(tǒng)造成破壞影響。目前，許多水電站都安裝了故障報警設(shè)備，但是仍然不能杜絕因發(fā)電機過速運轉(zhuǎn)而引發(fā)的設(shè)備故障。究其原因，還是因為設(shè)備維修人員自身的專業(yè)技能不強，在接到系統(tǒng)故障警報后，不能及時判斷故障發(fā)生原因，也沒有采取有效的降速手段。因此，必須要加強對發(fā)電機操作和管理人員的技能培訓，提高對過速問題的防范能力和維修能力。例如，可以在單位內(nèi)部定期開展專家講座，或是開展員工經(jīng)驗交流大會，提高員工的整體專業(yè)素質(zhì)。除此之外，還必須開展配套的責任意識教育，明確崗位工作的重要性，在日常的管理工作中提高故障防范能力，從源頭上杜絕水輪發(fā)電機過度問題的產(chǎn)生。

4.結(jié)論

水力發(fā)電站在保證電力供給方面發(fā)揮了重要作用，而水輪發(fā)電機作為水電站的核心設(shè)備，其運作質(zhì)量直接關(guān)系到水電站的供電效率和供電質(zhì)量。為此，相關(guān)的設(shè)備管理和維護人員，應當不斷提升個人專業(yè)技術(shù)水平，強化崗位責任意識，一方面要總結(jié)以往水輪發(fā)電機出現(xiàn)過速問題的原因及維修經(jīng)驗；另一方面要提升自身的專業(yè)技術(shù)能力，在面對新的突發(fā)狀況時，要能夠及時采取應對措施，將水輪發(fā)電機過速故障的危害降到最低，保證設(shè)備運行安全。