水電站水輪發(fā)電機(jī)組常見故障技術(shù)處理方法探索

韓舒同

摘要：由于當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)電能的需求量越來越大，水力發(fā)電站順勢(shì)而生，為緩解國家電力緊張發(fā)揮了極為重要的作用。與此同時(shí)也在很大程度上降低了電力企業(yè)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)能源的需求。在水力發(fā)電過程中，承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù)的是水輪發(fā)電機(jī)組，所以，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的故障處理工作關(guān)系到水力發(fā)電的質(zhì)量。該文分析了在當(dāng)前水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中常出現(xiàn)的故障，探究故障出現(xiàn)的原因及相關(guān)解決措施。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組;故障;處理措施

在水力發(fā)電廠中，最重要的組成設(shè)備是水輪發(fā)電機(jī)組，這也是水力發(fā)電廠的核心設(shè)備。水輪發(fā)電機(jī)組的組成是比較復(fù)雜的，它除了包括最起碼的機(jī)械設(shè)備和電氣設(shè)備，還包括油、氣和水等多種系統(tǒng)，由于組成系統(tǒng)較多，所以在運(yùn)行的過程當(dāng)中會(huì)受到更多外界因素和內(nèi)部因素影響，極容易發(fā)生異常故障。水力發(fā)電廠的水輪機(jī)組的安全運(yùn)行與否，將直接關(guān)系到整個(gè)水力發(fā)電廠的運(yùn)行質(zhì)量，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有直接影響。如果沒有對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的故障及早解決，情節(jié)較輕將會(huì)影響到發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益，情節(jié)較重將會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行狀況。由此可見，水力發(fā)電廠要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)予以明確，對(duì)各種存在的問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決尤為重要。

1 水力發(fā)電廠中水輪發(fā)電機(jī)組常見的故障

最近這些年，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使各色各樣的電器設(shè)備進(jìn)入到人們的生產(chǎn)生活中，與人們產(chǎn)生了密不可分的聯(lián)系，社會(huì)中對(duì)電力需求也達(dá)到了前所未有的地步。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在全社會(huì)范圍內(nèi)建設(shè)起數(shù)量眾多的發(fā)電站，發(fā)電量也成倍增加。水力發(fā)電的水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行的過程當(dāng)中，常見的故障有 6 種。1）當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中長期處于負(fù)荷狀態(tài)下，它的定子電流會(huì)超出額定的值域，不僅如此，它的有功、無功和轉(zhuǎn)子電流也都遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了其額定的值域。如果定子電流超過額定值域 1.1 倍的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)電機(jī)過負(fù)荷現(xiàn)象。2）當(dāng)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)一點(diǎn)接地的時(shí)候，表計(jì)指示不會(huì)出現(xiàn)任何異常情況，無論是警鈴，還是轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地，都會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)提醒問題發(fā)生，這時(shí)候，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也會(huì)有報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生，這就是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障。3）轉(zhuǎn)子出現(xiàn)異常增大電流的情況，電壓降低。機(jī)組會(huì)因?yàn)榇艌?chǎng)的不穩(wěn)定而出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)聲音，當(dāng)情況嚴(yán)重的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)失磁保護(hù)。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)表明水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地故障。4）水輪發(fā)電機(jī)組的上位機(jī)已經(jīng)發(fā)出了相對(duì)應(yīng)的機(jī)組溫度過高現(xiàn)象，并且發(fā)電機(jī)定子線圈、定子鐵芯的溫度大幅度超過原先設(shè)定好的值域，這就充分說明了機(jī)組已經(jīng)出現(xiàn)了發(fā)電機(jī)溫度過高現(xiàn)象。5）機(jī)組警鈴已經(jīng)發(fā)出失磁保護(hù)動(dòng)作的提醒信號(hào)信息，計(jì)算機(jī)也已經(jīng)出現(xiàn)了報(bào)警信號(hào)。定子的電流出現(xiàn)了急速大幅度下降，有功、無功甚至都降到了零，則表示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線。6）發(fā)電機(jī)定子發(fā)生接地現(xiàn)象，主要是發(fā)電機(jī)組中的定子繞組回路或者是一次性系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，定子接地根據(jù)接地時(shí)間可以分為 3 種，既斷續(xù)接地、永久接地和瞬時(shí)接地。

2 水力發(fā)電廠中水輪發(fā)電機(jī)組常見的故障原因及解決措施

2.1 發(fā)電機(jī)超過負(fù)荷的原因及解決措施

水輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行的過程當(dāng)中，水頭較高，引用的水流量超過水輪機(jī)的負(fù)荷能力的時(shí)候都會(huì)增強(qiáng)，當(dāng)超出了發(fā)電機(jī)所能夠承受的負(fù)荷之后，就會(huì)造成發(fā)電機(jī)過負(fù)荷。如果調(diào)速器出現(xiàn)了失控，會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)的導(dǎo)葉出現(xiàn)大幅度張開，這時(shí)水輪機(jī)就會(huì)大量涌入水，水輪機(jī)就會(huì)在這種情況下輸出比較大的力，發(fā)動(dòng)機(jī)就難免會(huì)出現(xiàn)超過負(fù)荷現(xiàn)象。單機(jī)獨(dú)立網(wǎng)帶負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)候，假如碰到突然上升的負(fù)荷，也可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過負(fù)荷。

為了避免發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)負(fù)荷現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中，需要對(duì)發(fā)電機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中生成的各項(xiàng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，溫度變化等多種詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)視，動(dòng)態(tài)性檢查水庫上游方向的實(shí)際水位變化，及時(shí)準(zhǔn)確地做好記錄，最大程度地避免發(fā)電機(jī)單獨(dú)帶負(fù)荷。如果發(fā)電機(jī)必須要單獨(dú)帶負(fù)荷的時(shí)候，要時(shí)刻監(jiān)督機(jī)組在變化過程中的參數(shù)，如果出現(xiàn)異常運(yùn)行的現(xiàn)象，就要對(duì)發(fā)生故障的表現(xiàn)現(xiàn)象做出準(zhǔn)確的判斷，并且采取積極措施進(jìn)行處理，以保證發(fā)電機(jī)的所有參數(shù)都在標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行范圍之內(nèi)。定期保養(yǎng)調(diào)速器也是一個(gè)很不錯(cuò)的方法。

2.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地的原因及解決措施

產(chǎn)生發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地的主要原因是因?yàn)檗D(zhuǎn)子引線長時(shí)間使用沒有得到維護(hù)而發(fā)生絕緣老化。如果工作人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地故障，就需要在第一時(shí)間內(nèi)明確故障發(fā)生的位置和原因，并且快速修復(fù)故障點(diǎn)，如果處理不及時(shí)將會(huì)導(dǎo)致兩點(diǎn)接地故障出現(xiàn)，如果問題嚴(yán)重將會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子燒壞。

定期對(duì)轉(zhuǎn)子的各種引線做好清理，加大處理碳粉和污垢的力度以保證轉(zhuǎn)子的引線干凈整潔，經(jīng)常性地對(duì)轉(zhuǎn)子絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)保證絕緣電阻在規(guī)定的范圍內(nèi)，假如出現(xiàn)下降，要立馬查明原因并且及時(shí)消除。定期地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子做預(yù)防性的電氣測(cè)試，充分掌握發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際絕緣情況，并且在每次開機(jī)使用之前使用 500 V 的搖表對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否已經(jīng)滿足規(guī)定的要求。

2.3 發(fā)電機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)和失步的原因和解決措施

水輪機(jī)系統(tǒng)如果出現(xiàn)重大事故，例如發(fā)電機(jī)處理不平衡、用戶的負(fù)荷不平衡、三相負(fù)荷出現(xiàn)不對(duì)稱等多種因素，都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生振蕩和失步。

當(dāng)水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)設(shè)備發(fā)生振蕩的時(shí)候，相關(guān)的工作人員要想方設(shè)法地增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，這樣便能夠?qū)⑺啓C(jī)發(fā)電機(jī)設(shè)備恢復(fù)到同時(shí)期的條件。在為發(fā)電機(jī)安裝配置強(qiáng)行勵(lì)磁裝置和自動(dòng)電壓調(diào)整器的時(shí)候，發(fā)電機(jī)一端的電壓會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)降低而導(dǎo)致電壓調(diào)整起出現(xiàn)變化，從而使勵(lì)磁電流能夠?qū)崿F(xiàn)最大值，這時(shí)候就可以適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)實(shí)際發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)運(yùn)行情況降低這個(gè)水輪機(jī)機(jī)組的負(fù)荷，這樣便可以幫助發(fā)電機(jī)恢復(fù)同步。當(dāng)整個(gè)電站系統(tǒng)喪失了同步之后，發(fā)電站所有的發(fā)電機(jī)設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)震蕩的現(xiàn)象，這時(shí)候應(yīng)該及時(shí)增加各個(gè)機(jī)組的電流供應(yīng)，如果不能及時(shí)恢復(fù)同步也要在最短的時(shí)間內(nèi)解列系統(tǒng)與機(jī)組。

2.4 軸承溫度過高的原因和解決措施

水輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際的運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)軸承溫度過高的現(xiàn)象，工作人員要時(shí)刻關(guān)注軸承溫度的變化情況，當(dāng)溫度超過 70℃的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致水輪機(jī)因出現(xiàn)事故性跳閘，所以在溫度沒有達(dá)到跳閘溫度之前，要在最短時(shí)間內(nèi)查明致熱原因并做好處理措施，以防止造成更大的損失。

在進(jìn)行檢查的時(shí)候主要是從 6 個(gè)方面展開的。1）檢查冷卻水是否出現(xiàn)了中斷，冷卻水的壓力是否能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。2）檢查軸承的油位是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。3）檢查軸承的油色是否純正，不摻有任何雜質(zhì)。4）充分檢查甩油環(huán)有沒有出現(xiàn)甩油現(xiàn)象。5）通過用螺絲刀與軸承的外殼進(jìn)行接觸，進(jìn)一步判斷是夠含有雜音，檢查連接的部件有沒有出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象。6）檢查油表有沒有出現(xiàn)損壞跡象，油表的指示是不是準(zhǔn)確。在檢查運(yùn)行過程中的發(fā)電機(jī)組，一般情況下就會(huì)根據(jù)以上幾種情況判斷是否存在問題。

3 結(jié)語

水力發(fā)電廠的水輪機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，將會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)電力運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠性，發(fā)電廠的工作人員要充分認(rèn)識(shí)到在發(fā)電系統(tǒng)中的水輪機(jī)運(yùn)行質(zhì)量重要性，以實(shí)際的運(yùn)行情況作為出發(fā)點(diǎn)，明確故障發(fā)生的現(xiàn)象，掌握故障發(fā)生的原因，增強(qiáng)處理故障的能力，才能最大程度地避免水輪機(jī)故障發(fā)生，提升水輪機(jī)工作能力和工作效率。

參考文獻(xiàn)

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