水電廠水輪發(fā)電機組常見故障及維護

田發(fā)春

摘要：水輪發(fā)電機組作為水力發(fā)電的基礎，發(fā)揮著重要的作用。水輪發(fā)電機組的正常運行將極大地影響國家電網(wǎng)的安全可靠。由于水輪發(fā)電機組的組成比較復雜，水、電、油、風系統(tǒng)等輔助設備構成了水輪發(fā)電機組，但其主要部件仍是電氣和機械。在使用過程中，由于各種客觀因素的影響和制約，水輪發(fā)電機組不可避免地會出現(xiàn)一些問題，使發(fā)電狀態(tài)無法正常進行。為了確保水輪發(fā)電機的正常運行，有必要開展對水輪發(fā)電機常見故障排除和修復工作。在這方面，文章分析了水電機組的操作，指出水力機組運行常見故障，并提出了具體措施來排除故障，為水輪發(fā)電機組檢修工作提供參考。

關鍵詞：水電廠;水輪機;故障檢修;維護

引言

隨著科技的發(fā)展，我國的城市化進程不斷加快，城市化建設取得了舉世矚目的成就。目前，除了傳統(tǒng)的不可再生資源提供電力資源外，利用風能太陽能發(fā)電，水力發(fā)電也已成為發(fā)展我國電力資源的主要途徑。憑著技術成熟、開發(fā)難度小的優(yōu)勢，具有廣泛的應用前景。在水力發(fā)電過程中，水輪發(fā)電機作為重要的能量轉換裝置，在水力發(fā)電廠的正常運行中起著極其重要的作用。因此，在水電廠有必要弄清水輪發(fā)電機組的常見故障，并積極有效地進行檢修和維護。維修人員還需要增強自身的能力水平，及時發(fā)現(xiàn)故障并排除故障，使水輪發(fā)電機組能夠穩(wěn)定可靠地運行。

1 水輪發(fā)電機的構成原理

水電廠發(fā)電機組主要由定子、轉子、水輪機部分和勵磁裝置組成。定子、轉子、水輪機部分和勵磁裝置構成一個水輪發(fā)電機。只有保證有足夠大的水輪發(fā)電機轉子的轉動慣量時，才可以確保水輪發(fā)電機組的導水機構關閉時間內水輪發(fā)電機組的轉速不會增加。勵磁設備主要分為電源、調節(jié)器等，水輪發(fā)電機主要由電流驅動形成磁場。勵磁裝置中的功率和繞組由轉子提供給發(fā)電機，然后在定子和轉子之間形成一個旋轉磁場，即氣隙。當旋轉磁場和定子繞組被切斷時，交流電流出現(xiàn)在切割導體內。特別重要的是，這種電變化通常隨正弦函數(shù)而變化[1]。

2 水輪發(fā)電機組檢測的重要性

隨著科學技術的不斷提高，電力已進入自動化和高壓發(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，另一方面要承擔電網(wǎng)的峰值和頻率調節(jié)功能。在水力發(fā)電廠中，水輪發(fā)電機組作為重要的動力轉換裝置，不僅需要確保水輪發(fā)電機組的可靠性，而且還需要確保水力發(fā)電機組的正常運行。因此，及時發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機組的故障并進行相應的維護處理，既可以積累水輪發(fā)電機組常見故障的經(jīng)驗，也為大容量高負荷水電發(fā)電機組的研究提供指導意見。

3 水輪發(fā)電機組的常見故障

由于發(fā)電機本身和環(huán)境的影響，在水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機組運行過程中容易發(fā)生一些故障。例如，當發(fā)電機工作時，參數(shù)會發(fā)生變化，超出正常工作范圍，雖然這種情況不會對發(fā)電機造成嚴重影響，但是如果發(fā)電機長時間運行而出現(xiàn)故障，則容易產(chǎn)生操作錯誤，將導致極其不利的后果，威脅到發(fā)電機的操作安全。

3.1電氣部分

當水輪發(fā)電機過載時。水輪發(fā)電機運行時，若定子電流大于額定值的1.1倍，則發(fā)電機的過載保護會失靈，并出現(xiàn)報警。水電站的工作人員需要處理這個問題，以確保發(fā)電機能夠恢復正常的工作狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機組在實際運行中沒有問題，就必須減少勵磁電流和發(fā)電機的不必要功率。如果水輪發(fā)電機的功率較低，需要保證發(fā)電機的功率因數(shù)在正常范圍內，則需要降低發(fā)電機的功率負荷[2]。減小發(fā)電機的勵磁電流仍然不能使定子電流的值減小到規(guī)定的范圍。以上方法也可以使用。

3.2機械部分

當發(fā)電機出現(xiàn)了強震的時候。水輪發(fā)電機組在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)強振動情況，由于該問題沒有明顯的特性，因此不易發(fā)現(xiàn)，排除難度大，發(fā)電機強振會影響其正常運行，并導致機械零件使用壽命縮短。其次，發(fā)電機的電網(wǎng)穩(wěn)定性。當前，隨著科學技術水平的逐步提高，電網(wǎng)中水電廠的水輪發(fā)電機組數(shù)量也在增加，水輪發(fā)電機組的年平均發(fā)電時間在增加，但是維護時間和頻率正在下降。如果水輪發(fā)電機組出現(xiàn)問題導致停機，經(jīng)濟損失會非常嚴重。最后，當水輪發(fā)電機空化腐蝕時。水輪發(fā)電機的空蝕現(xiàn)象會嚴重損壞機組部件，這也是造成水輪發(fā)電機問題的重要原因[3]。因此水輪發(fā)電機的空蝕會降低經(jīng)濟效益和安全性。從而機組零件的受損程度將直接影響對水輪發(fā)電機修理的程度。

4 水輪發(fā)電機組的維護策略

4.1 提高人員的素質水平

為提高水輪發(fā)電機組的維修水平，提高相關技術和管理人員的素質尤為重要。首先，在招聘過程中，要加強對人員的考核。其次，應定期培訓員工和相關工作人員的維護、修理、及機組故障診斷，以便員工能在及時、準確地找到故障點，并進行總結分析，提高人員的實際操作水平和技能。

4.2 加強維護工作

在水力發(fā)電機組的實際操作過程中，應定期對符號水輪發(fā)電機組進行清理，使水力發(fā)電機組保持衛(wèi)生整潔，周圍無水等。當水力發(fā)電機組出現(xiàn)故障的時候，應及時排除故障要點，并提出相應的解決方案。在水輪發(fā)電機組的維護過程中，可定期切換壓軸裝置中的油泵，以避免產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象。其次，調速器杠桿連接處可定期注油以防銹蝕，從而影響到渦輪發(fā)電機組的正常運行。此外，應定期清潔汽水分離器，以免堵塞。

4.3 定期檢查

為降低水輪發(fā)電機的故障率，應定期對水輪發(fā)電機進行檢查，例如，發(fā)電機與控制屏之間的接線是否安全，接線的絕緣層是否損壞，各種裝置的靈活性是否符合標準范圍，水輪發(fā)電機組外殼是否完好，螺栓連接處是否牢固。通過這一系列的檢查，不僅可以保證水輪發(fā)電機組的正常運行，而且可以減少水輪發(fā)電機組的安全隱患，從而提高水輪發(fā)電機組的安全水平。

結語

簡而言之，作為水電廠的核心設備，水輪發(fā)電機組的運行狀態(tài)直接影響著整個水電廠的發(fā)展。但是，在水電廠發(fā)電機組運行過程中，當發(fā)電機組不能正常運行時，必然會給水電廠帶來不可彌補的經(jīng)濟損失。從某種意義上說，詳細維護是保證水電廠水輪發(fā)電機組正常運行的重要基礎。而水輪發(fā)電機在促進水電發(fā)展事業(yè)中起到非常大的推動作用。

參考文獻：

[1] 姜春，姜建勛.水輪發(fā)電機組常見故障及維護措施研究[J].價值工程，2020，39（02）：254-256.

[2] 李興全.論水電廠水輪發(fā)電機組常見故障及維護[J/OL].中國高新技術企業(yè)，2017（11）：241-242[2020-03-21].https：//doi.org/10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.121.

[3] 李愛民.水輪發(fā)電機組常見故障及維護措施分析[J].陜西水利，2019（09）：167-168.

（作者單位：青海黃河上游水電開發(fā)有限責任公司李家峽發(fā)電分公司）