水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)試問(wèn)題與解決方法

彭飛 四川華電金川水電開發(fā)有限公司

一、引言

水輪發(fā)電機(jī)屬于安全、可靠且具備高效性的機(jī)械設(shè)施，相關(guān)人員要想保證其穩(wěn)定運(yùn)行，就要對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題隱患予以解析，不過(guò)在現(xiàn)實(shí)處理中人們常常不加以重視，如此一來(lái)就會(huì)使得發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中極不穩(wěn)定。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，我國(guó)水電工程項(xiàng)目獲得了迅猛發(fā)展，此時(shí)為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整創(chuàng)造了積極的有益條件，在后續(xù)工作中，人們不但對(duì)其設(shè)備安裝提出較高要求，同時(shí)也對(duì)其維護(hù)工作有較高要求。基于此，本文將就水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)試問(wèn)題展開詳盡地闡述，并提出一系列的解決方法，以此為鑒。

二、雷電沖擊閃絡(luò)問(wèn)題

（一）主要問(wèn)題

在某水力發(fā)電站中，相關(guān)人員已經(jīng)完成了有關(guān)220kVGIS 設(shè)施高壓測(cè)驗(yàn)前的檢查工作，GlS 設(shè)施工頻耐壓測(cè)驗(yàn)成功通過(guò)。在第二天進(jìn)行雷電沖擊測(cè)驗(yàn)時(shí)，此時(shí)C2、C1、B1 都已經(jīng)全都通過(guò)測(cè)驗(yàn)。而B2 負(fù)極性經(jīng)過(guò)的時(shí)候，其正極性100%閃絡(luò)了兩次，接著換線至A 相，A1 第一次負(fù)極性100%產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象。對(duì)于上述問(wèn)題，相關(guān)人員對(duì)出現(xiàn)閃絡(luò)故障的回路展開檢修核查。在拆卸閃絡(luò)回路期間，同時(shí)還察覺到引起放電或閃絡(luò)的位置殘留了多重跡象。

（二）產(chǎn)生故障的原因分析

根據(jù)實(shí)地調(diào)研，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)220kVGIS 設(shè)備出現(xiàn)放電問(wèn)題的地方多集中在母線或者產(chǎn)品尾端。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出現(xiàn)閃絡(luò)的位置及盆子閃絡(luò)狀況來(lái)看，針對(duì)透氣盆子出現(xiàn)閃絡(luò)的情況較多的問(wèn)題，同時(shí)大多出現(xiàn)在透氣盆子開口位置。通過(guò)仔細(xì)盤查，可以看到透氣盆子預(yù)留開口位置的倒角均會(huì)出現(xiàn)直角邊情況，在開始高壓雷電沖擊測(cè)驗(yàn)期間，雷電脈沖電壓測(cè)驗(yàn)對(duì)于尖銳突出物體的探測(cè)極為高效。依據(jù)有關(guān)資料可知，采取波前時(shí)長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)的雷電沖擊電壓，于短期的測(cè)驗(yàn)沖擊之下，尖的邊緣無(wú)法實(shí)現(xiàn)冠狀物平穩(wěn)，所以，和長(zhǎng)期的受壓，比如工頻電壓或St／OSl 相對(duì)比，在比較低的電壓的條件下常會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)問(wèn)題。一旦產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象，那么極易引發(fā)較為重大的過(guò)電壓，同時(shí)還會(huì)伴隨有較為危險(xiǎn)的二次閃絡(luò)，因此，引發(fā)該雷電沖擊測(cè)驗(yàn)的環(huán)節(jié)中，其多數(shù)盆子都會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)問(wèn)題。

（三）處置方案及防范方法

首先，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況，為防止雷電沖擊測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，再次產(chǎn)生不良性的閃絡(luò)問(wèn)題，把出現(xiàn)閃絡(luò)故障的回路移除之后，接著再對(duì)有關(guān)直角絕緣盆子予以再次替換（涵括故障閃絡(luò)絕緣盆子等等）。其次，廠家所給定的雷電沖擊耐壓取值相對(duì)很高，此時(shí)相關(guān)人員要把廠家原本的設(shè)定取值670kV 替換成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，耐壓值即為620kV。第三，對(duì)于耐壓故障回路所關(guān)乎到的范疇，相關(guān)人員要全面地考量耐壓測(cè)驗(yàn)的范疇劃分，把有關(guān)故障回路予以分段耐壓處理。第四，相關(guān)負(fù)責(zé)人要嚴(yán)格把控工程施工環(huán)境及工程工藝標(biāo)準(zhǔn)。

三、頂蓋排水故障問(wèn)題

（一）主要問(wèn)題

某水力發(fā)電站的樣水輪發(fā)電機(jī)組頂蓋排水泵和射流排水泵出現(xiàn)異常，此時(shí)就會(huì)造成頂蓋的水位要明顯超出水導(dǎo)設(shè)施，此時(shí)油槽泡入水中，水導(dǎo)外循環(huán)電機(jī)同樣也遭水侵蝕，進(jìn)而導(dǎo)致自動(dòng)化元件漸漸泡水。

（二）產(chǎn)生故障的原因分析

水輪發(fā)電機(jī)組頂蓋排水系統(tǒng)常常通過(guò)三臺(tái)頂蓋排水泵設(shè)施以及一臺(tái)射流排水泵設(shè)施共同構(gòu)成，在應(yīng)用頂蓋排水泵設(shè)施過(guò)程中，要求將其作為主用，交替開啟，而繼續(xù)將射流泵當(dāng)作備用設(shè)施。如果水位小于85 毫米，此時(shí)三臺(tái)頂蓋泵設(shè)施以及一臺(tái)射流泵設(shè)施在短期內(nèi)處在暫運(yùn)的情況之下，如果水位超出385 毫米，那么自動(dòng)開啟一臺(tái)頂蓋泵。如果水位超出485 毫米，那么自動(dòng)開啟兩處頂蓋泵；如果水位超出585 毫米，那么自動(dòng)開啟三臺(tái)頂蓋泵，此時(shí)也需要啟動(dòng)射流泵設(shè)施。1#泵與3#泵電源常取自于400V 首段饋線，而2#泵常常和射流泵電源源自于400VlI 段饋線。除此之外，在調(diào)試、試運(yùn)行過(guò)程中，相關(guān)人員就要求在頂蓋下方設(shè)置臨時(shí)性排水泵，電源獨(dú)自取自工程用電。通過(guò)進(jìn)一步盤查發(fā)現(xiàn)，首先，3#水輪發(fā)電機(jī)組母線長(zhǎng)期處在斷電檢修態(tài)勢(shì)下，同時(shí)400VI 段、II段母聯(lián)備自投失敗，I 段母線全部裝置都缺電。所以，頂蓋泵失電很難順利運(yùn)作。其次，2#頂蓋排水泵熱繼電器動(dòng)作，如此一來(lái)，就造成2#泵很難順利運(yùn)作?？紤]到1#、3#泵失電，2#泵長(zhǎng)期運(yùn)作會(huì)造成電機(jī)過(guò)熱，熱繼電器活動(dòng)，而且察覺到熱繼電器整定值并未整定，此時(shí)過(guò)低。第三，射流泵的電動(dòng)閥開閥節(jié)點(diǎn)接線出現(xiàn)偏差，中間繼電器并沒有反應(yīng)，此時(shí)造成電動(dòng)閥無(wú)法開啟。除此之外，由于當(dāng)時(shí)試運(yùn)行工作者的崗位意識(shí)不強(qiáng)，并未及時(shí)察覺到上述隱患，所以當(dāng)時(shí)并未投入應(yīng)用臨時(shí)性頂蓋排水泵[1]。

（三）處置方案及防范方法

首先，相關(guān)人員要及時(shí)對(duì)水導(dǎo)油槽提供排油、清理、濾油、核查以及回裝處理。其次，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)夭鸪?、替換水導(dǎo)外循環(huán)電機(jī)設(shè)施。第三，仔細(xì)拆除、替換及核查水導(dǎo)自動(dòng)化元件。第四，相關(guān)人員還應(yīng)該及時(shí)核查及調(diào)控頂蓋排水系統(tǒng)中的斷路器、繼電器等設(shè)施。第五，確保機(jī)組自用電I、lI 段順利地分段運(yùn)作。第六，及時(shí)更換、檢查全部電動(dòng)閥、頂蓋泵中的節(jié)點(diǎn)訊息。最重要的是，相關(guān)負(fù)責(zé)人要強(qiáng)化試運(yùn)行管控工作，在潛移默化中培育運(yùn)行人員的責(zé)任意識(shí)。

四、調(diào)速器故障問(wèn)題

（一）主要問(wèn)題

某770MW 水力發(fā)電站的2#水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速器在進(jìn)行分段閉合調(diào)試過(guò)程中，相關(guān)人員察覺到很難較為高效地穩(wěn)定第二段閉合時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)在該時(shí)期缺乏規(guī)律性地不停延長(zhǎng)或者縮短。在試驗(yàn)期間，陡然產(chǎn)生了油泵堵塞的現(xiàn)象，開啟過(guò)濾器并提供清潔處理的時(shí)候，不難看到大批量的木屑遺留在了濾網(wǎng)之上，此時(shí)暫停測(cè)驗(yàn)。

（二）產(chǎn)生故障的原因分析

首先，相關(guān)人員要及時(shí)移除接力器關(guān)腔的管路，此時(shí)管路中并未出現(xiàn)顯著性的異物或者雜質(zhì)，而在接力器的開腔管路中，遺留了很多的碎木屑。針對(duì)這一情況，相關(guān)人員利用內(nèi)窺鏡對(duì)接力裝置予以核查之后，最終于分段閉合閥的閥芯中察覺到了木塊或者破布。除此之外，相關(guān)人員檢查主配壓閥的過(guò)程中，同樣也察覺到了內(nèi)部存在雜質(zhì)。

（三）處置方案及防范方法

首先，相關(guān)人員要對(duì)分段閉合閥予以分解，將木塊取出，同時(shí)還要求及時(shí)清理閥體流道。其次，及時(shí)清理全部關(guān)腔的管路，在清理結(jié)束后就要繼續(xù)吹掃干凈。第三，仔細(xì)清掃并核查主配壓閥。第四，在安裝閥件、管路的過(guò)程中，相關(guān)人員還應(yīng)該仔細(xì)地清理流道。第五，安裝期間，要對(duì)已經(jīng)沖刷過(guò)的管路、閥件進(jìn)行防護(hù)處置，同時(shí)還要在安裝之前仔細(xì)核查防護(hù)材料是否需要移除。最后，在裝配閥件、管路的過(guò)程中，施工公司務(wù)必要仔細(xì)地考察廠家，規(guī)范工程工藝及流程。

五、發(fā)電機(jī)定子接地故障問(wèn)題

（一）主要問(wèn)題

某水力發(fā)電站的3#水輪發(fā)電機(jī)組在順利運(yùn)作期間，突然間發(fā)電機(jī)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，所以導(dǎo)致停機(jī)。通過(guò)仔細(xì)核查發(fā)現(xiàn)這屬于發(fā)電機(jī)“定子一點(diǎn)接地”動(dòng)作跳機(jī)。

（二）產(chǎn)生故障的原因分析

出現(xiàn)故障后，通過(guò)測(cè)驗(yàn)、核查不難看出，3#水輪發(fā)電機(jī)組繞組受損，同時(shí)相關(guān)人員還察覺到高壓繞組第二層出現(xiàn)了放電問(wèn)題，且絕緣層碳化發(fā)黑，這就進(jìn)一步表明該故障屬于出口PT 絕緣現(xiàn)象誘發(fā)的發(fā)電機(jī)定子繞組接地。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，原本的發(fā)電機(jī)出口結(jié)構(gòu)較為滯后，同時(shí)環(huán)氧物料固化不勻稱。其次，原型號(hào)的PT 鐵心與一次繞組末端均是搭載在一塊兒的，所以很難在短時(shí)間分開鐵心以及PT 一次繞組，提升了檢修的難度系數(shù)。除此之外，就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，10kVPT 裝配至制動(dòng)開關(guān)內(nèi)部，開關(guān)封閉，空間不大，所以無(wú)助于后續(xù)地核查養(yǎng)護(hù)以及測(cè)驗(yàn)等等。

（三）處置方案及防范方法

相關(guān)人員要及時(shí)替換先進(jìn)發(fā)電機(jī)出口10kVPT，采取新型化的工藝手段，同時(shí)還要靈活地利用新型PT，進(jìn)一步分離鐵芯以及一次繞組末端。其次，替換原發(fā)電機(jī)出口PT 的裝配方位，接著把發(fā)電機(jī)出口PT 裝配至空間相對(duì)較大的67 米高程勵(lì)磁變柜中，在進(jìn)行PT 裝配之前，相關(guān)人員要完成好專業(yè)化測(cè)驗(yàn)。

六、發(fā)電機(jī)滑環(huán)故障問(wèn)題

（一）主要問(wèn)題

某水力發(fā)電站水輪發(fā)電機(jī)組從投入運(yùn)作開始，其發(fā)電機(jī)滑環(huán)碳刷就出現(xiàn)了一系列打火問(wèn)題，由于新安裝機(jī)組碳刷和滑環(huán)間存在既定的磨合過(guò)程，所以相關(guān)人員連續(xù)觀察了一段時(shí)間，此時(shí)依然發(fā)現(xiàn)，通過(guò)三個(gè)月的磨合階段之后，依然存在發(fā)電機(jī)滑環(huán)碳刷的打火問(wèn)題。

（二）產(chǎn)生故障的原因分析

水輪發(fā)電機(jī)組的正、負(fù)極導(dǎo)電環(huán)屬于兩塊半圓形的導(dǎo)體，其常常穩(wěn)固在滑環(huán)周邊（并不和滑環(huán)進(jìn)行碰觸）。通常來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)電環(huán)中的碳刷和滑環(huán)相互碰觸。正、負(fù)導(dǎo)電環(huán)上分別裝配了十處不同的碳刷，各自存在十組勵(lì)磁電纜，此時(shí)連接至正極導(dǎo)電環(huán)的左端以及負(fù)極導(dǎo)電環(huán)的右端。勵(lì)磁電流經(jīng)過(guò)一系列電纜之后，由半圓形導(dǎo)電環(huán)的一端轉(zhuǎn)移至另一端。（正極由左端轉(zhuǎn)移至右端，負(fù)極由右端轉(zhuǎn)移至左端），再通過(guò)裝配于導(dǎo)電環(huán)上的碳刷各自流入至正、負(fù)極滑環(huán)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察可以看到如下情況，其一，勵(lì)磁電纜聚集連接至導(dǎo)電環(huán)一端，而碳刷卻是勻稱布局在導(dǎo)電環(huán)之上的。貼近勵(lì)磁電纜的首個(gè)碳刷最先轉(zhuǎn)移進(jìn)電流，另一邊的第十個(gè)碳刷距離勵(lì)磁電纜接入點(diǎn)最遠(yuǎn)。最后連接至勵(lì)磁電流，導(dǎo)致分流不勻稱。其二，碳刷的受損程度不一，松緊彈簧受力不統(tǒng)一。

（三）處置方案及防范方法

首先，相關(guān)人員要把原導(dǎo)電環(huán)和底座絕緣環(huán)氧板移除下來(lái)，接著再裝配上新的導(dǎo)電環(huán)以及絕緣環(huán)氧板。新導(dǎo)電環(huán)的勵(lì)磁電纜接入點(diǎn)安置于導(dǎo)體中端，接著勵(lì)磁電流由導(dǎo)電環(huán)中間漸漸傳入，接著再繼續(xù)朝著兩端分流到碳刷。其次，相關(guān)人員要及時(shí)替換碳刷，裝配上新型的碳刷座以及碳刷，此時(shí)要確保新碳刷彈簧松緊合宜，而且還應(yīng)該于正、負(fù)極導(dǎo)電環(huán)上各自增設(shè)兩組碳刷，數(shù)量包括原本的10 組，接著上升至12 組。對(duì)導(dǎo)電環(huán)與碳刷進(jìn)行一段時(shí)間改造之后，進(jìn)一步解決了水輪發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)碳刷打火問(wèn)題[2]。

七、試運(yùn)行中的檢查措施分析

試運(yùn)行工作者在巡視或者值守期間，常常都要遵循“一看”“二聽”“三聞”“四查”的基本準(zhǔn)則，眼鼻耳都調(diào)動(dòng)起來(lái)，從而將異常故障都遏制在萌芽初期，如此一來(lái)，就能夠保證水輪發(fā)電機(jī)能夠順利運(yùn)作。首先，“一看”指的就是相關(guān)人員要仔細(xì)察看裝置設(shè)施的壓力值、電流值以及電壓值等有無(wú)在標(biāo)準(zhǔn)范疇之中，查看有無(wú)出現(xiàn)不良波動(dòng)問(wèn)題。除此之外，還應(yīng)該仔細(xì)觀察設(shè)施運(yùn)作期間的元件、設(shè)施、終端接口位置有沒有顯著性的顏色變化，查看設(shè)施位置的地面、墻面以及管路有無(wú)存在不良性的水漬、油漬漸漸外滲。其次，“聽”指的就是要求相關(guān)人員仔細(xì)傾聽設(shè)施有無(wú)出現(xiàn)異常聲音，各部位有無(wú)出現(xiàn)異常震動(dòng)以及響聲等等[3]。其三，“聞”指的就是在運(yùn)作期間留意有無(wú)異常氣味。其四，“查”指的就是在設(shè)施或機(jī)組運(yùn)作期間，相關(guān)人員要時(shí)常性查看等等。比如說(shuō)查看各設(shè)施的運(yùn)行溫度有無(wú)正常。在保證安全的前提下，還需要近距離地感受溫度，或者使用手背去碰觸外殼，看看溫度是否合宜。除此之外，相關(guān)人員還應(yīng)該查看盤柜、箱體等柜門有無(wú)關(guān)閉，同時(shí)還應(yīng)該仔細(xì)觀察帶電設(shè)施處的安全護(hù)欄和警示標(biāo)志牌有無(wú)正確擺放。

八、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)作穩(wěn)定性以及安全性在很大程度上影響著水電站的生產(chǎn)活動(dòng)，為了進(jìn)一步提升運(yùn)作效率，就要求相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)試問(wèn)題，并明確誘發(fā)故障出現(xiàn)的原因，從多個(gè)方面展開分析，從而選擇針對(duì)性的措施予以優(yōu)化處置。