水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常問題及處理措施研究

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摘要：水輪發(fā)電機(jī)組是水利工程的重要構(gòu)成部分，機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，長時(shí)間處于運(yùn)行狀態(tài)，很容易出現(xiàn)運(yùn)行異常問題。如何加強(qiáng)水輪發(fā)電機(jī)組的管理，有效降低運(yùn)行異常問題的出現(xiàn)概率，提升水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，是需要重點(diǎn)思考的問題。本文簡要分析了水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常問題及其解決方法，提出切實(shí)可行的水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常問題的綜合處理措施，以期能夠?yàn)榧訌?qiáng)水輪發(fā)電機(jī)組管理提供有價(jià)值的參考資料。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組;運(yùn)行異常問題;處理措施

隨著現(xiàn)代社會(huì)建設(shè)進(jìn)程的不斷深化，各地區(qū)的水利工程建設(shè)規(guī)模逐漸增加，建設(shè)復(fù)雜程度愈發(fā)提升，其中的水輪發(fā)電機(jī)組長時(shí)間處于復(fù)雜環(huán)境的作業(yè)狀態(tài)中，很容易出現(xiàn)異常問題，比如：溫度異常、振動(dòng)異常，從而引起機(jī)組運(yùn)行故障，造成經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的損失。因此，工作人員需要根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的異常情況進(jìn)行分析，提出針對(duì)性的解決思路，有效控制水輪發(fā)電機(jī)組的溫度異常與振動(dòng)異常問題，確保其運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定[1]。在實(shí)際過程中，還需要加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常的維護(hù)與綜合處理，根據(jù)機(jī)組情況制定科學(xué)的定期清洗、養(yǎng)護(hù)方案;在日常運(yùn)行中對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢查與維護(hù)，同時(shí)靈活運(yùn)用關(guān)鍵維護(hù)技術(shù)，為水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定安全運(yùn)行提供保障。

一、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常問題及其解決方法

（一）溫度異常及其解決方法

水輪發(fā)電機(jī)組對(duì)于水利工程而言具有至關(guān)重要的作用，水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，則有助于水利工程整體的平穩(wěn)、安全運(yùn)行，其中水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行溫度直接影響著水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)與性能，若機(jī)組溫度過高，則會(huì)加劇機(jī)組設(shè)備的老化，引起機(jī)組運(yùn)行故障，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故，威脅工作人員的人身安全。若不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行溫度異常并且加以維護(hù)，則很可能造成不可挽回的后果，因此，需要加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組溫度的關(guān)注。

根據(jù)水利工程中的水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行情況，可以將溫度異常問題及其處理措施總結(jié)為如下幾點(diǎn)。

（1）發(fā)電機(jī)組異常運(yùn)行引起的溫度異常。在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，需要在規(guī)范要求的狀態(tài)之下運(yùn)行，若機(jī)組端電壓過高，則會(huì)增加鐵損數(shù)值，促使定子鐵心的溫度增加;若機(jī)端的電流數(shù)值過大，則會(huì)增加銅損，促使機(jī)組內(nèi)線圈的溫度提升。若機(jī)組的功率過低，則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流增加，促使其溫度增加。這些均是由于發(fā)電機(jī)運(yùn)行異常引起的溫度變化，針對(duì)這些溫度異常問題，技術(shù)人員可以直接檢查發(fā)電機(jī)組的電壓情況，檢查發(fā)電機(jī)是否在限定工作狀態(tài)之下運(yùn)行，若不是，則根據(jù)規(guī)范要求調(diào)整發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，確保其處于規(guī)范運(yùn)行狀態(tài)之內(nèi)[2]。

（2）通風(fēng)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行問題引起的溫度異常。通風(fēng)冷卻系統(tǒng)是水輪發(fā)電機(jī)組的重要構(gòu)成，可以分為水冷、風(fēng)冷兩種類型。在冷卻系統(tǒng)運(yùn)行中，若進(jìn)入系統(tǒng)的風(fēng)、水介質(zhì)的溫度高于設(shè)計(jì)閾值，則冷卻系統(tǒng)的散熱能力弱化，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組溫度難以充分散出，引起發(fā)電機(jī)組溫度異常。若冷卻系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入泥沙等雜質(zhì)，會(huì)影響冷卻系統(tǒng)的散熱功能，導(dǎo)致機(jī)組溫度增加。此外，水輪發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)為風(fēng)冷類型，若風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，或者出現(xiàn)風(fēng)道內(nèi)積塵，引起風(fēng)道通風(fēng)不暢，也會(huì)增加機(jī)組的溫度，以期溫度異常問題。針對(duì)這些由于冷卻系統(tǒng)引起的溫度異常問題，建議技術(shù)人員先觀察溫度異常的情況，判斷之后對(duì)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行檢查，觀察是否存在擋板遮擋、進(jìn)水溫度異常、空冷器的出風(fēng)口存在阻礙扥問題，并且做出調(diào)整。還需要檢查測溫元件，排除溫度數(shù)值誤報(bào)的情況，之后檢查空冷器、進(jìn)出水管道、風(fēng)道，及時(shí)去除內(nèi)部阻礙與塵土，確保冷卻系統(tǒng)運(yùn)行正常。

（3）由于元件損壞引起的溫度異常。在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，由于其長時(shí)間處于連續(xù)作業(yè)狀態(tài)之下，很容易元件損壞的問題，比如：絕緣件損壞、短路等，導(dǎo)致鐵心消耗增加，溫度提升，燒壞定子繞組。針對(duì)這種情況，需要加強(qiáng)日常檢查，及時(shí)更換陳舊設(shè)備。

（二）振動(dòng)異常及其解決方法

根據(jù)水利工程中水輪發(fā)電機(jī)組的實(shí)際情況，機(jī)組典型振動(dòng)異常主要為以下兩種。

（1） 由于不平衡故障引起的振動(dòng)異常問題。在水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程中，由于機(jī)組安裝不嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致機(jī)組及其構(gòu)件的緊固程度不足，影響機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，長期下去出現(xiàn)機(jī)組的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)輪部位質(zhì)量不平衡，促使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分被施加徑向離心力。一般來說，這樣的振動(dòng)異常是可以被儀器檢測出來的，具體特征為：轉(zhuǎn)子振動(dòng)的位移諧波能量集中站在一倍轉(zhuǎn)頻;振動(dòng)軸心軌跡呈現(xiàn)橢圓形、圓形。若出現(xiàn)這種情況，則需加強(qiáng)對(duì)機(jī)組整體安裝、零構(gòu)件安裝的檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝不良的位置，及時(shí)解決問題。

（2）由于動(dòng)靜摩擦引起的振動(dòng)異常問題。在水輪發(fā)電機(jī)組安裝過程中，需要保證固定部件與轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間存在一定空隙。但是正是由于這種空隙，一旦機(jī)組部位出現(xiàn)強(qiáng)烈激勵(lì)作用，會(huì)影響機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)行軌跡，促使其旋轉(zhuǎn)中線偏離幾何中線，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)部件發(fā)生摩擦碰撞。若發(fā)現(xiàn)這種情況，則需采用關(guān)鍵維護(hù)技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以此提升機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)行性能。

二、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行異常問題的綜合處理措施

（一）定時(shí)定期清洗檢查發(fā)電機(jī)組

為了確保水輪發(fā)電機(jī)組處于良性運(yùn)行狀態(tài)之下，建議技術(shù)人員根據(jù)機(jī)組實(shí)際情況，制定科學(xué)的清洗檢查方案，及時(shí)清洗機(jī)組結(jié)構(gòu)、定期檢查機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，避免出現(xiàn)機(jī)組風(fēng)道內(nèi)部積塵、機(jī)組冷卻系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入雜質(zhì)等問題，確保機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。在實(shí)際過程中，技術(shù)人員需定期檢查水輪發(fā)電機(jī)組的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)數(shù)值，將各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值均記錄下來，形成資料;之后檢查發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)，若出現(xiàn)上述等異常情況，則立刻分析原因，制定解決方案，對(duì)其進(jìn)行檢修，或者更換部件。還需要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的一次回路、二次回路進(jìn)行檢查，觀察各個(gè)回路的連接點(diǎn)是否出現(xiàn)顏色異常、溫度變化等問題;檢查軸承溫度，若出現(xiàn)溫度超過規(guī)范范圍的情況，則立刻檢修。此外，在水輪發(fā)電機(jī)組的日常運(yùn)行中，還需要進(jìn)行抽查性的檢查，觀察運(yùn)行過程中的機(jī)組狀態(tài)，采用儀器設(shè)備獲取機(jī)組運(yùn)行的諧波數(shù)據(jù)與圖像，分析諧波分布情況與數(shù)值變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)解決異常問題[3]。

（二）精準(zhǔn)分析振動(dòng)異常

根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)異常與溫度異常分析，可以看出，機(jī)組異常問題引發(fā)原因較為復(fù)雜，若能夠精準(zhǔn)檢測與判斷異常情況，則可以更有效地展開處理措施。以振動(dòng)異常窩里，技術(shù)人員可以引入大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)機(jī)組的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過開展振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)分析，搭建正弦曲線信號(hào)分解圖，根據(jù)正弦波幅值、頻率構(gòu)成頻譜等判斷機(jī)組的振動(dòng)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)異常為，精準(zhǔn)聚焦振動(dòng)異常的引發(fā)原因。在這一過程中，技術(shù)人員必須要確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性與真實(shí)性，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這樣才能夠在復(fù)雜的振動(dòng)現(xiàn)象中精準(zhǔn)確定機(jī)組待檢修部位。此外，隨著水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增長，狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)不斷增多，此時(shí)技術(shù)人員還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)以往歷史數(shù)據(jù)記性發(fā)掘，借助數(shù)據(jù)推導(dǎo)機(jī)組運(yùn)行情況，判斷機(jī)組運(yùn)行異常的類型及其原因。

（三）科學(xué)接觸保養(yǎng)零部件

水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)組零部件的使用性能對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)具有較大影響，建議技術(shù)人員加強(qiáng)度水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)每個(gè)零部件質(zhì)量的控制力度，嚴(yán)格把控零部件的運(yùn)行情況、受損情況，尤其是要重點(diǎn)檢查零部件連接位置。在日常工作中，技術(shù)人員要根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行計(jì)劃，制定零部件日常保養(yǎng)規(guī)劃，每個(gè)一個(gè)月檢查零部件連接情況，檢查軸承空隙，觀看空隙是否過大，若是則更換零部件，若不是則可以對(duì)零部件進(jìn)行防腐保養(yǎng)，確保擋水板、水封等零部件處于良好運(yùn)行狀態(tài)中，維護(hù)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行2-3年之后，需要進(jìn)行一次全方位大保養(yǎng)，重點(diǎn)檢查軸承誤腐蝕、轉(zhuǎn)輪焊接開焊等問題，及時(shí)檢修。

（四）靈活運(yùn)用運(yùn)行養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)上述對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行溫度異常問題、振動(dòng)異常問題進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，新機(jī)組安裝質(zhì)量、機(jī)組運(yùn)行過程中的性能狀態(tài)是影響異常問題的主要因素。因此，建議技術(shù)人員采用關(guān)鍵技術(shù)對(duì)機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行養(yǎng)護(hù)。（1）落實(shí)新裝機(jī)組的維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)。在安裝新機(jī)組時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行絕緣檢測，將所有連線拔出，切斷發(fā)電機(jī)接線盒中的定子繞組末尾連接片;之后根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)行檢測與分析，確保新裝機(jī)組的絕緣性良好、安裝質(zhì)量彍。（2）根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行異常問題來看，其長時(shí)間處于復(fù)雜作業(yè)環(huán)境中，若機(jī)組受潮，則會(huì)影響機(jī)組的運(yùn)行性能，從而運(yùn)氣溫度異常、振動(dòng)異常。技術(shù)人員可以采用短路干燥法、電爐干燥法等方法進(jìn)行處理，優(yōu)化機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。

結(jié)語：

綜上所述，無論是水輪發(fā)電機(jī)組的溫度異常問題、還是振動(dòng)異常問題，要想根本上規(guī)避問題，歸根結(jié)底都是要加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)與檢查，靈活運(yùn)用關(guān)鍵維護(hù)技術(shù)，促使水輪發(fā)電機(jī)組時(shí)刻處于良好運(yùn)行狀態(tài)中。根據(jù)上述分析與研究，可以發(fā)現(xiàn)，振動(dòng)異常更加復(fù)雜，這既需要工作人員根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的情況，掌握器運(yùn)行規(guī)律，做好日常的檢修與維護(hù)工作，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的振動(dòng)問題，避免異常問題被忽視，造成更多經(jīng)濟(jì)效益損失。

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