中小型水電站水輪發(fā)電機組的常見故障與檢修建議

趙飛

摘 要：經(jīng)過多年的基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)，電能進入了千家萬戶，改變了人們的生活，新時代電力資源將繼續(xù)邁向新的領(lǐng)域，做出新的突破。本文將對中小型水電站水輪發(fā)電機組進行研究，總結(jié)其工作中常見的故障，提出一些檢修建議，希望此文對水輪發(fā)電機組的檢修工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：中小型水電站；水輪發(fā)電機組；故障；檢修

引言

隨著社會經(jīng)濟不斷的發(fā)展，各行各業(yè)對于電力資源的需求也越來越大，為了滿足當(dāng)下的電力需求，電力企業(yè)開始緊鑼密鼓地建設(shè)中小型水電站，以此來擴大電力資源的生產(chǎn)規(guī)模，經(jīng)過電力企業(yè)的不斷努力，我國的電力供應(yīng)能力已經(jīng)基本能夠滿足當(dāng)前的用電需求，而且供電持續(xù)穩(wěn)定，這樣的局面離不開各個中小型水電站的貢獻，它們通過水輪發(fā)電機組將清潔的水力資源轉(zhuǎn)化為電力資源，這種發(fā)電方式，不僅創(chuàng)造了更多的電力資源，也減少了以傳統(tǒng)方式發(fā)電而產(chǎn)生的污染，對于環(huán)境和人民生活水平的提高都是有益的。水輪發(fā)電機組是中小型水電站的重要組成部分，如果它出現(xiàn)故障，水電站就難以正常運轉(zhuǎn)，所以有必要對其故障及檢修進行相關(guān)研究。

一、水輪發(fā)電機組簡要介紹

水輪發(fā)電機組主要由水輪機和發(fā)電機組成，水輪機是提供動力的裝置，水庫中的水加壓進入水輪機，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換后，通過管道排至下游。水輪發(fā)電機是發(fā)電設(shè)備，發(fā)電機由轉(zhuǎn)子和定子組成，定子支架上有電纜引出，發(fā)電機發(fā)出的電流經(jīng)該電纜傳遞出去，為了預(yù)防發(fā)電機運行溫度過高，損壞設(shè)備，發(fā)電機上設(shè)有降溫裝置。水輪發(fā)電機組除了這兩個主要組成部分外，還有一些輔助部件共同支撐發(fā)電機組的正常運作。因為水輪發(fā)電機組是水電站的核心設(shè)備，為保證設(shè)備生產(chǎn)安全、高效生產(chǎn)，水電站會安裝一整套設(shè)備系統(tǒng)來監(jiān)測、控制水輪發(fā)電機組的正常運轉(zhuǎn)，如壓縮空氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)等，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水電站的水輪發(fā)電機組的監(jiān)測、控制逐漸采用計算機進行。

二、中小型水電站水輪發(fā)電價的常見故障

1、設(shè)備溫度過高

水輪發(fā)電機組長時間運轉(zhuǎn)，勢必產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致發(fā)電機組內(nèi)部溫度升高，溫度過高會對發(fā)電機組相關(guān)結(jié)構(gòu)的性能造成影響，甚至損壞相關(guān)設(shè)備，一旦內(nèi)部元件受損，發(fā)電機組就難以繼續(xù)工作，繼而會影響水電站的生產(chǎn)效率，再者高溫?fù)p壞相關(guān)設(shè)備，也是對企業(yè)固定資產(chǎn)的消耗。容易被溫度影響的設(shè)備有發(fā)電機導(dǎo)軸、軸承系統(tǒng)、軸瓦等，應(yīng)該對這些設(shè)備部件做好監(jiān)測、控制，避免其發(fā)生故障，造成不必要的損失。

2、發(fā)電機中定子變形

定子是發(fā)電機重要的能量轉(zhuǎn)化裝置，在實際工作過程中，有時會出現(xiàn)定子變形的故障，這與定子剛度不夠或者安裝過程不規(guī)范的情況有關(guān)，如果是定子剛度不夠造成的定子變形，這說明水電站的作業(yè)設(shè)計有缺點，沒有合理預(yù)估發(fā)電機的工作強度。這種故障的表現(xiàn)，需要對相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行判斷分析才能確定。如果定子安裝有問題，通常需要較長的時間，才會出現(xiàn)定子變形故障。

3、發(fā)電機并網(wǎng)問題

在發(fā)電機的并網(wǎng)過程中，要求發(fā)電機與系統(tǒng)的電壓、頻率和相位一致時，將發(fā)電機和系統(tǒng)進行并列運行，但是實際工作中，對于水輪發(fā)電機的控制方式多為自動同期和手動同期，很難實現(xiàn)發(fā)電機與系統(tǒng)的電壓、頻率和相位一致，多少都會存在一些誤差，誤差不能徹底消除，只能盡量降低誤差的范圍，這也是比較常見的發(fā)電機組故障。

三、對水輪發(fā)電機組的檢修建議

水輪發(fā)電機組的檢修主要分為兩種類型，第一個類型是臨時性檢查，主要指的是檢修人員對水輪發(fā)電機組出現(xiàn)的異常狀況的緊急反應(yīng)，這種檢修工作，針對性較強，通常耗時較短，檢修方案通常根據(jù)具體的異常情況而制定，并嚴(yán)格落實，對于降低故障頻率有很明顯的效果。第二個類型是計劃性檢修，相對于臨時性檢修工序更多，也更加全面具體。根據(jù)檢修復(fù)雜程度和間隔時間可以劃分為小修、大修和擴修三部分，在計劃性檢修之前還要報告國家電網(wǎng)調(diào)度獲得允許后才能開展。進行水輪發(fā)電機組檢修工作可以有效提高經(jīng)濟效益，對水電站的發(fā)展至關(guān)重要。

1、制定相關(guān)的應(yīng)急方案

檢修工作雖然可以有效避免發(fā)電機組出現(xiàn)運行故障，但也要預(yù)防設(shè)備因長期運行而突發(fā)的故障情況，可以制定有效的應(yīng)急預(yù)案，來應(yīng)對突發(fā)的緊急狀況。應(yīng)急預(yù)案的制定，必須由工作經(jīng)驗豐富、理論功底扎實、專業(yè)技術(shù)過硬的人員根據(jù)實際情況來制定，這樣更有利于提高應(yīng)急方案的實效性，在突發(fā)狀況下，有計劃的解決相關(guān)故障，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2、合理安排檢修工序

檢修前，應(yīng)該了解設(shè)備的檢修記錄，對設(shè)備曾經(jīng)出現(xiàn)過的問題故障和檢修方法進行統(tǒng)計，檢修過程中對易出現(xiàn)的情況有限進行排查，有利于更快地確定故障，提升檢修效率。檢修中，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行檢修方案，并對檢修過程進行記錄，為以后繼續(xù)檢修工作提供參考，體現(xiàn)了檢修工作的完整性，如果需要對檢修方案進行改動，需要上報申請，獲得審批后方可改動方案。檢修后，要做好測試工作，保證故障已順利清除，還要觀測相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控參數(shù)，如果參數(shù)正常才可以將設(shè)備投入使用，提高設(shè)備使用的安全性。

除此之外，在檢修工作中還應(yīng)靈活處理具體工作。比如一些沒有必要拆卸的設(shè)備，盡可能減少拆卸，因為拆卸過程對一些精密儀器容易產(chǎn)生損耗。還有定期檢修的時間與生產(chǎn)旺季有沖突，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備近期的檢修情況判斷該設(shè)備現(xiàn)在是否一定要進行檢修工作，如果根據(jù)近期檢修結(jié)果判斷該設(shè)備不會出現(xiàn)大的故障，就可以將檢修的時間適當(dāng)調(diào)整，避開生產(chǎn)旺季，從而提升經(jīng)濟效益。

3、積極引入檢修新工藝

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，工藝技術(shù)也在不斷更新，一些新的工藝不僅安全性高，而且科學(xué)全面，更加穩(wěn)定可靠，在檢修工作中，可以積極引入一些安全可靠的新工藝，提高企業(yè)工作效率，促進產(chǎn)能提升。

對機組中心的調(diào)試，會出現(xiàn)電流過大產(chǎn)生環(huán)形渦電流的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會對機電設(shè)備產(chǎn)生破壞，主要是因為推力軸承的絕緣性被各連接處在機組啟動時產(chǎn)生的強電流破壞，推力軸承主要依賴托盤、鏡板、推力頭之間的絕緣墊和主軸接地碳刷產(chǎn)生絕緣效果，因而在檢修過程中設(shè)置推力軸承的檢修環(huán)節(jié)，防止機電設(shè)備因其受破壞，檢修過程也應(yīng)該對此有足夠的重視；軸承的外托盤、推力頭和油槽在設(shè)備運行過程中也易受到損耗，如果不及時處理，會對設(shè)備其他部件造成嚴(yán)重?fù)p害，在檢修過程中也要有所關(guān)注；在平常對發(fā)電機組的盤車過程中，對機組的實際中心與理論中心之間的偏差，要盡量降低，可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)來進行調(diào)整，如果不及時調(diào)整偏差會影響記住的效能；水輪機吸出高程要根據(jù)水輪機的結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)輪葉片的角度進行計算，再參照以前的參數(shù)，確定效率最好，氣蝕最小的吸出高度；鏡板水平控制失衡很容易造成發(fā)電機組損壞，確保鏡板水平也是檢修工作中的重點，傳統(tǒng)的鏡板水平調(diào)整是采用八塊推力瓦進行，操作簡單但是精確度不夠，因此在檢修工作中可以引進精確度較高的方形測量儀完成檢驗工作，在具體檢修過程中，對鏡板水平的測量，可分為三點或四點測量，其誤差數(shù)值越接近于零說明測量結(jié)果越精確；還有，發(fā)電機組中的轉(zhuǎn)輪的單邊間隙數(shù)值較小，不利于機組調(diào)整工作的開展，可以在機組安裝過程時嚴(yán)格控制。

四、小結(jié)

電力能源在我國的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，水電站作為一種清潔、無污染的能源生產(chǎn)方式值得進一步推廣，作為水電站核心設(shè)備的水輪發(fā)電機組，是企業(yè)有序發(fā)展的基礎(chǔ)，應(yīng)該在企業(yè)的工作中重點管理，在對水輪機組的檢修工作中，應(yīng)該加強對員工的技能和理論知識培訓(xùn)，不斷提升員工理論水平，加強對水輪發(fā)電機組常見故障的檢修能力，并在常規(guī)檢修不斷改善工藝，為水輪發(fā)電機組的正常工作保駕護航。

參考文獻：

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