探析水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障與維護(hù)

侯林鵬 趙 臣 楊 松

故縣水利樞紐管理局 河南 洛陽(yáng) 471700

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,我國(guó)經(jīng)濟(jì)也到迅猛發(fā)展,電力行業(yè)業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。發(fā)電工作是電力行業(yè)的基礎(chǔ)工作。當(dāng)前,我國(guó)部分發(fā)電依靠水力進(jìn)行發(fā)電,而水輪發(fā)電機(jī)組是水力發(fā)電的主要設(shè)備之一。水輪發(fā)電機(jī)組對(duì)發(fā)電的平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。因?yàn)樗Πl(fā)電機(jī)組存在一定的復(fù)雜性,在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)橐恍┮蛩氐挠绊懚沟盟啺l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)一些故障問(wèn)題,從而使得預(yù)期的發(fā)電工作無(wú)法順利完成?；诖?本文首先介紹了水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,并重點(diǎn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析,最后提出了水輪發(fā)電機(jī)的維護(hù)措施,以降低發(fā)電機(jī)組故障出現(xiàn)頻率,進(jìn)一步提高水電廠水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

1 水電廠水輪發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成及原理

水電廠的水輪發(fā)電機(jī)組大體由轉(zhuǎn)子、定子與勵(lì)磁裝置共同組成。轉(zhuǎn)子主要由主軸、制動(dòng)閥板、輪臂、輪轂、磁輪、磁極、風(fēng)扇等部件構(gòu)成;定子涵蓋隔震裝置、底芯、機(jī)座等構(gòu)件;勵(lì)磁繞組大致包含勵(lì)磁電源、調(diào)節(jié)器以及繞組等設(shè)備。發(fā)電機(jī)在工作的過(guò)程,發(fā)電機(jī)組中的勵(lì)磁繞組要借助于直流電構(gòu)成磁場(chǎng),這樣可以滿足供水發(fā)電機(jī)工作所需。在水輪發(fā)電機(jī)組中,水輪機(jī)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)子,把勵(lì)磁電源與勵(lì)磁繞組給予發(fā)電機(jī),促使水輪發(fā)電機(jī)中定子和轉(zhuǎn)子之間存在氣隙,即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),這還可以叫作水輪發(fā)電機(jī)的主磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)主要按照時(shí)間的正弦規(guī)律發(fā)生改變,若水輪發(fā)電機(jī)的主磁場(chǎng)和定子繞組要進(jìn)行切割的時(shí)候,定子繞組中便會(huì)有正弦交流電動(dòng)勢(shì)發(fā)生,并隨著時(shí)間的變化而有所改變,進(jìn)而進(jìn)行發(fā)電。

2 水電廠水輪發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障分析

2.1 機(jī)械方面常見(jiàn)故障分析

2.1.1 空蝕狀態(tài) 若水電廠的水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)空蝕狀況,勢(shì)必會(huì)損壞水輪發(fā)電機(jī)組的部件,這會(huì)使得水輪發(fā)電機(jī)組造成較為嚴(yán)重問(wèn)題,最終會(huì)導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。水輪發(fā)電機(jī)組的空蝕狀態(tài)不但會(huì)給發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)不利影響,而且還存在不同程度的安全風(fēng)險(xiǎn),無(wú)法較好地保證水電廠工作人員的人身安全,進(jìn)而給水電廠造成無(wú)法估量的損失。

2.1.2 劇烈震動(dòng) 在水電廠的水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的時(shí)候還時(shí)常會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)組劇烈震動(dòng)的狀況。而此類(lèi)狀況一般難以發(fā)現(xiàn),給故障排除工作增加了一定的難度。水輪發(fā)電機(jī)組一旦出現(xiàn)劇烈震動(dòng)問(wèn)題,勢(shì)必會(huì)造成水輪發(fā)電機(jī)組無(wú)法正常工作,甚至?xí)p壞機(jī)械零部件。

2.1.3 電網(wǎng)穩(wěn)定性 隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步,電器設(shè)備的運(yùn)用頻率也呈持續(xù)增加的態(tài)勢(shì),社會(huì)大眾的用電需求量也越發(fā)廣泛,所以水電廠的水輪發(fā)電機(jī)組的數(shù)量也呈不斷增加的趨勢(shì)。與此同時(shí),發(fā)電時(shí)間也有所增加,但是發(fā)電機(jī)組的檢修工作頻率卻沒(méi)有提升,這往往會(huì)使得水電廠的水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障的幾率增加,影響水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行,使得電網(wǎng)不夠穩(wěn)定。

2.2 電氣方面常見(jiàn)故障分析

2.2.1 發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子或定子接地 對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子接地故障通常有2類(lèi),其一是發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地,發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的時(shí)候,轉(zhuǎn)子沒(méi)有回路電流出現(xiàn),所以無(wú)電流通過(guò)故障點(diǎn);其二是發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地,在水輪發(fā)電機(jī)組工作的時(shí)候,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子存在回路電流,所以電流往往會(huì)通過(guò)故障點(diǎn)。若水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)一點(diǎn)接地的故障問(wèn)題,往往會(huì)造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的正負(fù)極出現(xiàn)變化,使得轉(zhuǎn)子發(fā)生兩點(diǎn)接地故障問(wèn)題,這樣會(huì)造成水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)發(fā)熱的狀況,亦或者導(dǎo)致轉(zhuǎn)子呈劇烈震動(dòng)的狀態(tài)。

2.2.2 水輪發(fā)電機(jī)組溫度太高 因?yàn)闇u流現(xiàn)象,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,水輪發(fā)電機(jī)組的定子亦或者轉(zhuǎn)子鐵芯均可能會(huì)產(chǎn)生電流,進(jìn)而造成水輪發(fā)電機(jī)組的定子、轉(zhuǎn)子以及鐵芯發(fā)熱,若水輪發(fā)電機(jī)組的溫度太高,則可能會(huì)造成水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障問(wèn)題,還可能導(dǎo)致一些部件出現(xiàn)熔融狀態(tài),進(jìn)而導(dǎo)致一些事故出現(xiàn),造成不同程度的損失。

2.2.3 水輪發(fā)電機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 水輪發(fā)電機(jī)組在具體操作的時(shí)候,若通過(guò)定子的電流超過(guò)額定電流的一倍多的時(shí)候,常常會(huì)會(huì)使得報(bào)警提示裝置啟動(dòng),此時(shí)的水輪發(fā)電機(jī)組的超負(fù)荷保護(hù)被打破,相關(guān)的工作人員應(yīng)該及時(shí)調(diào)整水輪發(fā)電機(jī)組,以促使發(fā)電機(jī)可以及時(shí)恢復(fù)正常,促使其可以順利運(yùn)行。

3 水電廠水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)對(duì)策

3.1 時(shí)常檢查水輪發(fā)電機(jī)組 為了盡可能降低水輪發(fā)電機(jī)組的故障出現(xiàn)幾率,應(yīng)時(shí)常檢查水電廠水輪發(fā)電機(jī)組。例如,檢查機(jī)組螺栓連接是否牢靠;查看接線的絕緣有無(wú)破損;檢查發(fā)電機(jī)與控制屏的接線是否可靠;查看各類(lèi)設(shè)備的靈活性與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是否相符等,并做好檢修記錄與備注。只有經(jīng)常對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真檢查,才能夠降低安全風(fēng)險(xiǎn),確保水輪發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)隊(duì)伍的培養(yǎng) 為了盡可能提升水電廠水輪發(fā)電機(jī)組日常維護(hù)管理水平,應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)隊(duì)伍的培養(yǎng)。一方面,在技術(shù)人員招聘的時(shí)候,應(yīng)強(qiáng)化工作人員的考核,嚴(yán)格把控好入職“門(mén)檻”關(guān),確保水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)人員隊(duì)伍質(zhì)量。另一方面,應(yīng)時(shí)常安排工作人員開(kāi)展業(yè)務(wù)培訓(xùn),不僅要注重儀器運(yùn)行原理等相關(guān)理論知識(shí)的培養(yǎng),而且要重點(diǎn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的維修技術(shù)、維護(hù)方法以及故障診斷方法等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn),以進(jìn)一步提升水輪發(fā)電機(jī)組人員業(yè)務(wù)技能。一旦發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組故障問(wèn)題,技術(shù)人員可以及時(shí)分析與處理,確保水電廠水輪發(fā)電機(jī)組安全、平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)管理 在水輪發(fā)電機(jī)組具體操作過(guò)程中,應(yīng)時(shí)常水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行清潔維護(hù),以使水輪發(fā)電機(jī)組保持清潔整齊狀態(tài),確保水輪發(fā)電機(jī)組周?chē)鸁o(wú)積水狀態(tài)。此外,需要時(shí)常切換壓軸裝置中的油泵,以防止在發(fā)電機(jī)組中出現(xiàn)受潮的問(wèn)題。調(diào)速器杠桿接頭可時(shí)常上油以使其不易生銹,進(jìn)而對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。再者,需要時(shí)常清潔汽水分離器,以免堵塞,要保證水輪發(fā)電機(jī)組各部件的完好性和可用性。