水利工程泵站機(jī)電設(shè)備故障診斷與處理

趙華君

摘 ? ?要：水利工程建設(shè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用，近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)水平的逐漸提高，水利工程數(shù)量也是日漸增多，開始規(guī)模化發(fā)展，但是由于發(fā)展過(guò)快，缺少過(guò)渡階段，導(dǎo)致其在泵站建設(shè)施工中還存在一些問(wèn)題，本文對(duì)水利工程泵站關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備的故障診斷方法進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與實(shí)際案例，對(duì)水輪機(jī)止漏脫環(huán)、定子水冷發(fā)電機(jī)漏水故障、勵(lì)磁系統(tǒng)故障等常見故障處理進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：水利工程泵站;機(jī)電設(shè)備;故障處理

1 ?引言

在我國(guó)開展水利工程目的就是為了興水利、除水害，造福于人民，服務(wù)于社會(huì)，近幾年水利工程建設(shè)的數(shù)量不斷增多，但是在具體的管理模式上還是存在一定弊端，泵站是水利工程重要組成部分，必須加強(qiáng)對(duì)泵站運(yùn)行安全穩(wěn)定性的維護(hù)，及時(shí)有效地完成故障診斷與處理，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)性支撐。

2 ?泵站主要機(jī)電設(shè)備的故障診斷分析

2.1 ?變壓器

在變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)其發(fā)出的聲音進(jìn)行監(jiān)聽，若聲音持續(xù)保持蜂鳴“嗡”聲則可判斷其運(yùn)行正常。保持良好的通風(fēng)與散熱，著重關(guān)注油位、油色、油溫等，控制上層油溫在85℃以下，且不存在滲油與漏油的問(wèn)題。保證高低壓側(cè)樁頭的高度清潔，且不存在放電、冒煙的現(xiàn)象。標(biāo)志明確清晰、運(yùn)行環(huán)境干凈整潔。在送電前展開檢查，變壓器運(yùn)行中每6h檢查一次。在遭遇雷雨等惡劣天氣時(shí)，要著重排查線路的故障與高壓保險(xiǎn)動(dòng)作。

2.2 ?電動(dòng)機(jī)

在電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)其發(fā)出的聲音進(jìn)行監(jiān)聽，若聲音持續(xù)保持蜂鳴“嗡”聲則可判斷其運(yùn)行正常。保持良好的通風(fēng)與散熱。著重檢查碳刷與滑環(huán)的接觸情況，確保相應(yīng)位置不存在冒火花的問(wèn)題。當(dāng)確定電動(dòng)機(jī)存在故障后，應(yīng)立即斷開電動(dòng)機(jī)電源、拆卸電動(dòng)機(jī)，觀察故障區(qū)域與元件，并實(shí)施更換。測(cè)量電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度，當(dāng)檢測(cè)到軸承運(yùn)行溫度高于85℃時(shí)，需要著重檢查潤(rùn)滑與軸承安裝情況。

2.3 ?水泵

在當(dāng)前的水利工程泵站中，使用的水泵形式較為多樣，本文選取軸流水泵，對(duì)其故障診斷方法進(jìn)行分析。在軸流水泵故障檢查中，若是觀察到泵軸出現(xiàn)偏心晃動(dòng)或是發(fā)出異常悶響、間斷性“吱”聲時(shí)，要立即落實(shí)停機(jī)與進(jìn)一步檢查。嚴(yán)禁橡膠軸承脫水的問(wèn)題發(fā)生。當(dāng)前池水位達(dá)到設(shè)計(jì)低水位以下時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即落實(shí)停機(jī)檢修。

3 ?主要機(jī)電設(shè)備故障的處理實(shí)踐

3.1 ?案例簡(jiǎn)述

（1）水輪機(jī)止漏脫環(huán)。某泵站5#機(jī)組在運(yùn)行中推力瓦溫度升高至85℃，頂蓋水壓升高至0.25MPa。檢查中發(fā)現(xiàn)，水輪機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生止漏脫環(huán)事故。

（2）定子水冷發(fā)電機(jī)漏水事故。某泵站3#機(jī)組主要使用了西門子公司生產(chǎn)的定子水內(nèi)冷機(jī)組轉(zhuǎn)子的風(fēng)冷系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行中，定子水冷接頭開焊，發(fā)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作，最后燒損90多根上下層線棒，定子鐵心未損壞，搶修三個(gè)月才投入運(yùn)行。

（3）勵(lì)磁系統(tǒng)故障。案例1：某泵站2#機(jī)組由于勵(lì)磁柜天花板漏水引發(fā)勵(lì)磁回路接地。其后，檢修人員消除漏水，實(shí)現(xiàn)故障處理。案例2：某泵站9#機(jī)組勵(lì)磁變相間短路，保護(hù)正確動(dòng)作切除事故。

3.2 ?處理方法

（1）水輪機(jī)止漏脫環(huán)的事故處理。在進(jìn)行水輪機(jī)止漏脫環(huán)事故的處理中，需要落實(shí)以下幾項(xiàng)操作：第一，起升部件。由于并未在前期完成A級(jí)檢修的準(zhǔn)備，因此只能分解水輪機(jī)部分，并使得底環(huán)在機(jī)坑內(nèi)升起一定的高度，達(dá)到水輪機(jī)修復(fù)目的。第二，下止漏環(huán)的處理。更換一個(gè)新的止漏環(huán)，保證其內(nèi)外直徑與原有止漏環(huán)尺寸一致。為了保證焊接操作的順利展開，要將高度由原有的160mm調(diào)整至120mm;焊縫角由原來(lái)的10mm調(diào)整至15mm。

使用碳弧氣刨完成原有止漏環(huán)焊縫的處理，在此過(guò)程中，要避免底環(huán)變形、過(guò)流表面損傷等問(wèn)題的發(fā)生，并將止漏環(huán)分切成8段取出;打磨底環(huán)與止漏環(huán)配合的內(nèi)圈基面，保證表面光滑平整，可以觀察到金屬光澤;將新止漏環(huán)固定于底環(huán)位置，并使用C形夾臨時(shí)固定，兩者之間的距離檢查合格后展開焊接（點(diǎn)焊固定）;依托圓弧形模板完成止漏環(huán)檢查，確定尺寸合格后落實(shí)定位焊。

經(jīng)過(guò)上述處理，實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)止漏脫環(huán)故障的有效處理，檢修結(jié)束后機(jī)組投入運(yùn)行。此時(shí)，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性參數(shù)如下：水頭67.66mm，負(fù)荷48MW，水導(dǎo)擺度0.2mm，上導(dǎo)擺度0.06mm，上機(jī)架水平方向振動(dòng)0.01mm、垂直方向振動(dòng)0.01mm，下機(jī)架水平方向振動(dòng)0.01mm、垂直方向振動(dòng)0.02mm，尾水管壓力脈動(dòng)1.6kPa。同時(shí)，觀察到機(jī)組的運(yùn)行狀況良好，各項(xiàng)參數(shù)均符合要求。使用上述方法進(jìn)行水輪機(jī)止漏脫環(huán)故障的處理時(shí)，能夠大幅降低導(dǎo)葉、連桿、套筒、拐臂等部件的拆裝工作量，故障檢修工期明顯縮短。

（2）定子水冷發(fā)電機(jī)漏水事故的處理。為了防止發(fā)電機(jī)定子線棒層間測(cè)溫元件的溫差、出水支路的同層各定子線棒引水管出水溫差，需要進(jìn)一步加大相應(yīng)區(qū)域溫度的監(jiān)督力度。

在測(cè)定溫度與溫差的過(guò)程中，智能溫度儀發(fā)揮出較大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其可以測(cè)出任何一點(diǎn)的溫差。加大對(duì)定子線棒各層間以及引水管出水間溫差的監(jiān)測(cè)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并確定定子水冷回路堵塞的線棒，以此降低定子水冷發(fā)電機(jī)漏水事故發(fā)生的概率;定期對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)冷水回路中的絕緣引水管展開檢查，確保其表面不存在任何傷痕;控制引水管交叉、引水管間、端罩間的絕緣距離處于合理范圍。

依托上述方式，能夠完成定子水冷發(fā)電機(jī)中不同構(gòu)件運(yùn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果更加準(zhǔn)確，為技術(shù)人員進(jìn)行故障處理操作提供參考與指導(dǎo);不僅實(shí)現(xiàn)了定子水冷發(fā)電機(jī)漏水事故的有效處理，使發(fā)電機(jī)迅速恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)，還達(dá)到了預(yù)防故障發(fā)生的效果，保障發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)在正常狀態(tài)下運(yùn)行。

（3）勵(lì)磁系統(tǒng)故障處理。發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)短路后，要立即對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)展開滅磁處理，防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，需要在發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中加設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)通道，嚴(yán)禁使用恒流電源或是手動(dòng)通道，最大程度地降低勵(lì)磁系統(tǒng)故障的發(fā)生概率。

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，欠勵(lì)、過(guò)勵(lì)以及過(guò)激磁是勵(lì)磁系統(tǒng)故障的主要類型，且對(duì)發(fā)電機(jī)造成的負(fù)面影響較大。基于這樣的情況，在進(jìn)行勵(lì)磁系統(tǒng)的故障預(yù)防、檢修與處理中，需要重點(diǎn)完成以下工作：對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保其具備自動(dòng)調(diào)節(jié)、過(guò)勵(lì)限制、欠勵(lì)限制、過(guò)激磁限制、無(wú)功補(bǔ)償以及PSS電壓互感器斷線保護(hù)等功能;使用交直流雙路電源、雙自動(dòng)通道以及數(shù)字控制，維護(hù)勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性;在展開勵(lì)磁調(diào)節(jié)器過(guò)勵(lì)限定值的計(jì)算與整定時(shí)，要重點(diǎn)維護(hù)調(diào)節(jié)器過(guò)勵(lì)限制、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)勵(lì)保護(hù)的階梯關(guān)系;在控制發(fā)電機(jī)電壓升高或是轉(zhuǎn)速不斷下降的條件下，依托過(guò)激磁保護(hù)將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流控制在允許范圍內(nèi)，且在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，主要對(duì)變壓器過(guò)激磁能力進(jìn)行考量。

依托上述處理方法，實(shí)現(xiàn)了勵(lì)磁回路接地與勵(lì)磁變相間短路故障的迅速處理，使機(jī)電設(shè)備迅速恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)。

4 ?結(jié)語(yǔ)

在水利工程運(yùn)行管理中，要重點(diǎn)保障水利泵站機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全性，并落實(shí)故障分析與處理。通過(guò)對(duì)變壓器、電動(dòng)機(jī)、軸流水泵等主要機(jī)電設(shè)備故障診斷的落實(shí)，結(jié)合水輪機(jī)止漏脫環(huán)、定子水冷發(fā)電機(jī)漏水事故、勵(lì)磁系統(tǒng)故障這些常見事故的處理，可以有效保障泵站機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性與可靠性。

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