水輪發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障及維護(hù)措施研究

姜春 姜建勛

摘要：在水力發(fā)電中，水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)揮著重要的作用，為了確保水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行，需要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組開(kāi)展常見(jiàn)故障檢修工作。對(duì)此，文章通過(guò)對(duì)水電廠水輪機(jī)組運(yùn)行分析，指出水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中常見(jiàn)的故障，并提出排除水輪發(fā)電機(jī)組故障的具體措施，為組織開(kāi)展水輪發(fā)電機(jī)組檢修工作提供參考。

Abstract： In the hydroelectric power generation， the hydro-generator set plays an important role. In order to ensure the normal operation of the hydro-generator set， it is necessary to carry out common troubleshooting and repair work on the hydro-generator set. In this regard， the article analyzes the operation of hydro-generator set， points out common faults in the operation of hydro-generator set， and proposes specific measures to eliminate the faults of hydro-generator set， which provides a reference for organizing the maintenance work of hydro-generator set.

關(guān)鍵詞：故障檢修;水力發(fā)電;電機(jī)維修

Key words： troubleshooting;hydroelectric power generation;motor maintenance

中圖分類號(hào)：TM312? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）02-0254-03

0? 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市化建設(shè)取得驕人成績(jī)。為了滿足人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活的需要，化石能源發(fā)揮著重要作用，但是由于化石能源的的不可再生性，進(jìn)而在一定程度上促進(jìn)了風(fēng)力、水力發(fā)電，并且逐漸成為電力資源的重要開(kāi)發(fā)途徑，憑借技術(shù)成熟、開(kāi)發(fā)難度小的優(yōu)勢(shì)，水力發(fā)電被廣泛應(yīng)用。在水力發(fā)電過(guò)程中，水輪發(fā)電機(jī)組作為重要能量轉(zhuǎn)換裝置，直接決定著水電廠的正常運(yùn)行。為了確保水電廠正常運(yùn)行，需要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組常見(jiàn)故障進(jìn)行判斷、檢查，并采取相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的維修。

1? 水電廠水輪機(jī)組運(yùn)行分析

隨著改革開(kāi)放的不斷深入，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市化建取得雙豐收，為有效滿足人們生產(chǎn)、生活所需的電能，倡導(dǎo)綠色、可持續(xù)發(fā)展理念，水力發(fā)電逐漸受到人們的認(rèn)可和關(guān)注。借助水力進(jìn)行發(fā)電，一方面可以保證發(fā)電過(guò)程的環(huán)保無(wú)污染，另一方面能夠?yàn)樯鐣?huì)提供電力資源。所以，加強(qiáng)水電廠發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1 水輪發(fā)電機(jī)組組成

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，其組成主要包括定子、轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁裝置三部分，其中：

1.1.1 定子

定子的正常運(yùn)行需要借助鐵芯、基座和隔振裝置來(lái)維持，同時(shí)發(fā)揮著穩(wěn)定水輪發(fā)電機(jī)組的作用。

1.1.2 轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子組成主要包括三部分，分別為輪轂、風(fēng)扇、主軸裝置，其功能是確保水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

1.1.3 勵(lì)磁裝置

其功能是為轉(zhuǎn)子的運(yùn)行提供磁場(chǎng)，在水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)部，勵(lì)磁裝置通過(guò)在轉(zhuǎn)子與定子之間形成產(chǎn)生磁場(chǎng)，為轉(zhuǎn)子正常運(yùn)行提供發(fā)電所需的能量。

1.2 檢測(cè)水輪發(fā)電機(jī)組的意義

1.2.1 確保水電廠正常運(yùn)行

隨著科技的不斷發(fā)展，電力已經(jīng)進(jìn)入自動(dòng)化、高電壓發(fā)展階段，與火力發(fā)電相比，水電廠一方面需要提供電力資源，另一方面需要承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的功能。在水電廠內(nèi)部，水輪發(fā)電機(jī)組作為一種重要的電能轉(zhuǎn)換裝置，不僅需要保障水輪發(fā)電機(jī)組的可靠性，同時(shí)需要保證水電廠正常運(yùn)行。

1.2.2 排除安全隱患

我國(guó)作為一個(gè)人口大國(guó)，相應(yīng)的也是一個(gè)能源消耗大國(guó)，為了滿足日常生產(chǎn)生活的電力需求，需要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行擴(kuò)容處理，在這種情況下，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)提出更高的要求，同時(shí)為確保水輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，需要定期檢測(cè)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組存在的安全隱患，并對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)，避免安全隱患給水電廠造成經(jīng)濟(jì)損失。

1.2.3 積累發(fā)電機(jī)組故障檢修經(jīng)驗(yàn)

在我國(guó)，隨著用電需求缺口的不斷增大，為了滿足市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的用電需求，需要增加水輪發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量，進(jìn)而增加了水輪發(fā)電機(jī)組的故障頻率。因此，需要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行不定期檢修，并對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)，在檢修、維護(hù)過(guò)程中，可以積累檢修水輪發(fā)電機(jī)組的常見(jiàn)故障經(jīng)驗(yàn)，為組織開(kāi)展大容量、高負(fù)荷水輪發(fā)電機(jī)組研究工作提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2? 水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中常見(jiàn)的故障

對(duì)于水電廠水輪發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，在日常運(yùn)行過(guò)程中，受自身容量擴(kuò)容、外界環(huán)境等因素的影響和制約，導(dǎo)致出現(xiàn)一些故障，影響水輪機(jī)組正常運(yùn)行。通常情況下，水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中常見(jiàn)的故障主要表現(xiàn)為：

2.1 參數(shù)異常

水輪發(fā)電機(jī)組的工作參數(shù)出現(xiàn)異常，這一故障是由于水輪發(fā)電機(jī)組參數(shù)超出了正常范圍，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組“帶病”運(yùn)行。對(duì)于這一故障，雖然不能對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組造成直接損壞，但是隨著“帶病”運(yùn)行長(zhǎng)時(shí)間的不斷累積，會(huì)影響水輪發(fā)電機(jī)組計(jì)算結(jié)果的精確性，進(jìn)而在一定程度上對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.2 溫度異常

水輪發(fā)電機(jī)組的溫度異常是指，機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中，受漩渦現(xiàn)象的影響，機(jī)組內(nèi)部的定子、轉(zhuǎn)子、鐵芯等會(huì)產(chǎn)生不同程度的電流，導(dǎo)致定子等自身溫度出現(xiàn)上升，進(jìn)一步造成整個(gè)機(jī)組溫度過(guò)高，隨著溫度的不斷增加，最終導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)廴诓糠至悴考?，引發(fā)意外事故，給水電廠造成經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 甩油裝置故障

在運(yùn)行過(guò)程中，水輪發(fā)電機(jī)組會(huì)出現(xiàn)不同程度的甩油現(xiàn)象，引發(fā)這種現(xiàn)象的主要原因包括：

2.3.1 加油量過(guò)多

在給水輪發(fā)電機(jī)組加油時(shí)，由于運(yùn)行人員失誤，造成加油量超過(guò)機(jī)組油箱閾值，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的甩油現(xiàn)象。

2.3.2 運(yùn)轉(zhuǎn)幅度過(guò)大

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，受自身內(nèi)部的定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁裝置等結(jié)構(gòu)的影響，導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，增大了水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)幅度，當(dāng)油箱內(nèi)的油難以承受機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)幅度時(shí)，就會(huì)引發(fā)甩油現(xiàn)象。

2.3.3 油箱質(zhì)量問(wèn)題

由于水輪發(fā)電機(jī)組油箱存在質(zhì)量問(wèn)題，出現(xiàn)密封不嚴(yán)密的現(xiàn)象，伴隨著水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)一步引發(fā)甩油現(xiàn)象。

2.4 并網(wǎng)受阻

所謂并網(wǎng)受阻是指，在運(yùn)行過(guò)程中，工作人員組織開(kāi)展水輪發(fā)電機(jī)組校準(zhǔn)工作時(shí)，由于電壓、頻率、相位等參數(shù)存在異常，阻礙了水輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)。從實(shí)際情況來(lái)看，要清除并網(wǎng)障礙，需要機(jī)組工作人員提高機(jī)組運(yùn)行的精確性，降低機(jī)組運(yùn)行的誤差，最大限度確保自動(dòng)校準(zhǔn)與手動(dòng)校準(zhǔn)的各項(xiàng)參數(shù)保持一致，避免發(fā)生并網(wǎng)故障。

2.5 轉(zhuǎn)子接地故障

從接地類型的角度來(lái)說(shuō)，可以將轉(zhuǎn)子接地分為兩類，一類是轉(zhuǎn)子單點(diǎn)接地，一類是轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地，其中，轉(zhuǎn)子單點(diǎn)接地不會(huì)造成電流故障，在一定時(shí)間內(nèi)可以保證勵(lì)磁系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果水輪發(fā)電機(jī)組單點(diǎn)接地，就會(huì)造成發(fā)電機(jī)組正負(fù)極反轉(zhuǎn)，在這種情況下，原來(lái)的水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子單點(diǎn)接地就會(huì)變成兩點(diǎn)接地，影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)功能的正常發(fā)揮。

2.6 機(jī)械故障

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，機(jī)械故障主要是發(fā)電機(jī)強(qiáng)震。所謂發(fā)電機(jī)強(qiáng)震是指，由于水資源流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不同程度的震動(dòng)。與其他故障相比，發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)烈震動(dòng)更具隱蔽性，一般不容易發(fā)現(xiàn)。水輪發(fā)電機(jī)組電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)烈震動(dòng)會(huì)嚴(yán)重削弱發(fā)電機(jī)組的零件使用壽命，對(duì)發(fā)電機(jī)組正常使用產(chǎn)生不利影響。對(duì)于發(fā)電機(jī)強(qiáng)震故障，可以通過(guò)分析水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)情況，進(jìn)一步消除此類故障。

另外，隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)階段水電廠水力發(fā)電機(jī)組數(shù)量較傳統(tǒng)的水力發(fā)電站發(fā)電機(jī)組數(shù)量明顯增多，并且發(fā)電時(shí)間、發(fā)電量顯著增加。傳統(tǒng)的檢修方式由于檢修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，難以滿足當(dāng)前水電廠運(yùn)行需求，因此，如果水輪發(fā)電機(jī)組檢修不到位，在這種情況下就會(huì)引發(fā)電網(wǎng)障礙，故障嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響人們的生產(chǎn)、生活，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失。

3? 排除水輪發(fā)電機(jī)組故障的具體措施

3.1 科學(xué)監(jiān)測(cè)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)

在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)，這是排除水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行故障的有效舉措，對(duì)此，需要機(jī)組檢修工作人員根據(jù)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際情況進(jìn)行不定期的檢查，檢查內(nèi)容主要包括：

①水輪發(fā)電機(jī)組各零部件連接裝置;

②發(fā)電機(jī)與控制屏之間的連接線;

③線路絕緣層。

另外，需要對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面、綜合分析，判斷潛在故障情況，同時(shí)根據(jù)判斷結(jié)果制定相應(yīng)的措施，避免故障惡化造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 提升機(jī)組檢修人員的檢修能力

隨著科技的發(fā)展，一些先進(jìn)的發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行，在這種情況下，通過(guò)對(duì)機(jī)組檢修人員加強(qiáng)教育和培訓(xùn)，幫助其豐富專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能，不斷提升檢修能力。

首先，招聘新人方面，對(duì)應(yīng)聘機(jī)組檢修人員的崗位要求提高招聘標(biāo)準(zhǔn);

其次，培訓(xùn)方面，應(yīng)聘者入職后，需要進(jìn)行崗前技能培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括發(fā)電機(jī)組養(yǎng)護(hù)、維修、故障處理等，借助崗前培訓(xùn)環(huán)節(jié)提升檢修工作人員專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能;

最后，定期組織檢修人員外出學(xué)習(xí)，幫助其認(rèn)識(shí)、了解新技術(shù)、新設(shè)備，豐富專業(yè)知識(shí)，開(kāi)闊檢修視野。

3.3 加強(qiáng)機(jī)組的日常維護(hù)

對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行日常維護(hù)是確保發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的基礎(chǔ)和重要保障。由于水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中，一些雜物會(huì)隨著水流進(jìn)入發(fā)電機(jī)，這時(shí)需要對(duì)水輪發(fā)機(jī)組開(kāi)展定期的清理工作，通過(guò)開(kāi)展清理工作，清除雜物避免出現(xiàn)堵塞等問(wèn)題，從而保證水輪發(fā)電機(jī)組的清潔性。另外，還需要及時(shí)清理水輪發(fā)電機(jī)周圍的積水，避免積水引發(fā)的各種故障。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組檢修人員來(lái)說(shuō)，在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障，需要及時(shí)找到故障點(diǎn)，并采取相應(yīng)的故障解決措施，確保機(jī)組正常運(yùn)行。同時(shí)，根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況，定期更換壓軸裝置中的油泵，為調(diào)速器杠桿連接處注入機(jī)油，確保連接處的潤(rùn)滑性，避免連接處發(fā)生銹蝕，影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性。

4? 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們的生產(chǎn)、生活對(duì)電能的需求不斷增加。與火力發(fā)電相比，水力發(fā)電憑借自身環(huán)保、安全的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們的重視和青睞。但是，在水電站發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)組可能會(huì)受到某些因素的影響而出現(xiàn)故障。為了確保發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行，需要對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行日常檢修，通過(guò)檢修可以全面掌握發(fā)電機(jī)組的損壞狀態(tài)與規(guī)律，并用檢修結(jié)果指導(dǎo)發(fā)電機(jī)組維修，用維修實(shí)踐驗(yàn)證或修正日常檢修技術(shù)，進(jìn)而在一定程度上完善機(jī)組檢修技術(shù)，提高機(jī)組維修水平。從某種意義上說(shuō)，詳細(xì)檢修是確保水電廠水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，通過(guò)機(jī)組檢修避免水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障，制約水利發(fā)展。在水力發(fā)電中，作為水輪發(fā)電機(jī)組工作人員，需要按照檢修標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水輪機(jī)組進(jìn)行日常檢修，一方面要縮短檢修周期，降低檢修規(guī)模，另一方面要確保發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，這是水力發(fā)電機(jī)組檢修人員最高、唯一和不懈追求。

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