水電站水輪發(fā)電機組的常見故障與維護研究

鄒其琨

摘要：水電站水輪發(fā)電機組生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的環(huán)節(jié)中發(fā)生問題，就會極大干擾系統(tǒng)的運行效果。本文聯(lián)系具體情況，針對水輪發(fā)電機組運轉(zhuǎn)的相關(guān)規(guī)律以及組件結(jié)構(gòu)展開探討，在研究容易發(fā)生的故障類型的過程中，總結(jié)出相應(yīng)的維護策略，旨在給予現(xiàn)場工作人員具體的借鑒。

關(guān)鍵詞：水電站;水輪發(fā)電機組;故障;維護

隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，其用電總量正在逐步上升，電力工業(yè)也在進行進一步轉(zhuǎn)型來適應(yīng)不斷發(fā)展的市場形式，自動化和高壓化以及大電網(wǎng)化將會成為新的特點。在這種情況下，水電廠經(jīng)過不斷調(diào)整其供電穩(wěn)定性已經(jīng)得到了明顯的提高。就目前的水電廠發(fā)電形勢而言，水輪發(fā)電機維護將會成為電能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵所在，也是日常運行保障的重要環(huán)節(jié)。隨著水電機組容量的不斷提高，其供電可靠性保障將會面臨越來越嚴峻的考驗，這就需要及時對存在的相關(guān)問題進行解決，進一步提高設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，保障電廠的經(jīng)濟效益能夠進一步提高。

1水電站水輪發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)與工作原理

水輪發(fā)電機組的重要構(gòu)成包括勵磁裝置、轉(zhuǎn)子以及定子，轉(zhuǎn)子重點涵蓋了制動閥板、磁極、風扇、輪轂、輪臂、主軸等，定子則包括了鐵芯、機座、隔振系統(tǒng)。水輪發(fā)電機組里面的導水機構(gòu)在停止運行時需要耗費相應(yīng)的時間，為了預(yù)防在停止運行的環(huán)節(jié)當中，造成電網(wǎng)發(fā)生故障時自身轉(zhuǎn)速上升太猛的現(xiàn)象，就要求通過水輪發(fā)電機當中的轉(zhuǎn)子，承載充分多的轉(zhuǎn)動慣量，這是導致現(xiàn)階段轉(zhuǎn)子質(zhì)量太過于重的關(guān)鍵因素。在發(fā)電機運行過程當中，勵磁繞組會以直流電流為媒介形成相應(yīng)的磁場，在這種情況下需要相關(guān)設(shè)備的支持才能夠得到相應(yīng)的電流，假設(shè)通過發(fā)電機給勵磁繞組一定電流，會造成水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子結(jié)構(gòu)部分包括相應(yīng)的空氣間隙，而空氣間隙同樣會造成旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生，這也就是所謂的水輪發(fā)電機組里面的主磁場。在這種情況下，當水輪電機定子繞組與主磁場發(fā)生明顯變化，并隨著變化時間不斷延長便會形成相應(yīng)的的正弦交流電動勢，便實現(xiàn)了相應(yīng)的發(fā)電點過程，這個原理也是水輪電機發(fā)電的基本原理。

2水電站水輪發(fā)電機組的常見故障

水輪發(fā)電機在實際發(fā)電過程中，常常會因為環(huán)境和設(shè)備等一系列因素，導致運轉(zhuǎn)效率不斷下降，發(fā)電量也會逐步降低。為了更好的解決這個問題，本文將會對相關(guān)因素進行分析和討論，并制定應(yīng)對對策，進一步提高設(shè)備的運行穩(wěn)定性能。

2.1水電站水輪發(fā)電機組電氣部分常見故障

（1）水輪發(fā)電機組負荷太大。即使設(shè)備性能再好，也無法承受住持續(xù)的超負荷運轉(zhuǎn)，水輪發(fā)電機組一樣如此，一旦超過設(shè)計的電流標準時，便會導致負荷保護失去自身的作用，系統(tǒng)便會給出相應(yīng)的警示信號。在這種情況下，就需要相應(yīng)的技術(shù)人員介入到設(shè)備的運行過程之中，確保整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)。在面對這種故障時，首先要區(qū)分的就是水輪發(fā)電機組自身到底有沒有出現(xiàn)實際問題，當排除這一個因素時，就要需要對勵磁電流和無用功率做出調(diào)整，使其在較低的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，從而有效緩解發(fā)電機的工作負荷。如果通過對系統(tǒng)實際運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)進行分析之后發(fā)現(xiàn)負荷在較低的水平時，就需要對其他因素進行合理調(diào)整，從而實現(xiàn)電機工作量的降低。最后，當對發(fā)電機勵磁電流降低仍然無法實現(xiàn)降低效果，就要對之前的步驟進行反復操作以找到實際原因，并及時解決，從而避免發(fā)電機處持續(xù)超負荷運轉(zhuǎn)。一旦當電廠內(nèi)部技術(shù)力量無法完成故障排除時，就要及時和設(shè)備廠家進行聯(lián)系，尋求相應(yīng)的技術(shù)支持，避免技術(shù)參數(shù)調(diào)整出現(xiàn)錯誤，從而導致設(shè)備的二次損傷，以此有效維持水輪發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。

1）發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地。轉(zhuǎn)子發(fā)生問題，一般都伴隨接地故障現(xiàn)象。對于兩點接地故障來說，非常明顯的特征之一就是回路現(xiàn)象的出現(xiàn)。在這種情況下，就要對故障點是否是因為電流異常而導致進行準確判斷。而單點接地主要包括了斷續(xù)接點、瞬時接地以及永久接地等三類現(xiàn)象，這些現(xiàn)象一旦發(fā)生，在其回路中是不會出現(xiàn)任何電路的，也無法檢測到相應(yīng)電流。從這一點來說，發(fā)電勵磁系統(tǒng)并不能夠作為常用的一種技術(shù)狀態(tài)，然而由于其存在著一點接地的現(xiàn)象，因此就會導致正負極的發(fā)生，從而造成了兩點故障的發(fā)生，在這種情況之下，同樣也會發(fā)生轉(zhuǎn)子過熱以及振動的現(xiàn)象。

2）水輪發(fā)電機高溫現(xiàn)象。在實際運行中，設(shè)備零部件發(fā)生溫度過高的情況是極有可能出現(xiàn)的，一旦其長時間處于這種狀態(tài)則極易導致部件變形，需要維修人員在第一時間就采取相關(guān)措施進行處理。

2.2水輪發(fā)電機機械結(jié)構(gòu)故障

結(jié)構(gòu)性故障重點涵蓋了電網(wǎng)和水輪發(fā)電機組自身原因等兩大類故障原因

1）水輪發(fā)電機的穩(wěn)定性與電網(wǎng)。隨著我國現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷提高，對于設(shè)備的檢測能力也在逐漸增長，檢修所需要花費的代價越來越低，突然停機的情況也越來越少。一旦發(fā)現(xiàn)任何一個問題都會導致機組很難快速恢復運轉(zhuǎn)。從這一點上來說，水輪電機的穩(wěn)定就變得越來越重要了，只有這樣才能夠進一步提高我國電網(wǎng)的穩(wěn)定。

2）發(fā)電機的強振現(xiàn)象。水輪發(fā)電機組在實際環(huán)境中進行工作時，振動現(xiàn)象屬于經(jīng)常發(fā)生的故障，該問題的外在特征并不是特別明顯，因此，不易于被及時排除，并且還是無法從根本上解決的問題。在水輪發(fā)電機發(fā)生振動現(xiàn)象后，就會造成機組無法正常安全穩(wěn)定運行，并且還會造成相關(guān)的部件的使用壽命周期進一步下降。

3）水輪發(fā)電機的空蝕現(xiàn)象。該種故障也會導致發(fā)電機組出現(xiàn)過度損耗，是導致設(shè)備使用壽命周期變短的主要原因。從這一點來說，該種現(xiàn)象和機器本身損傷有著密切的聯(lián)系。因此，一旦出現(xiàn)該種情況，在檢修時必須立即處理轉(zhuǎn)輪空蝕，反之會造重大人身傷亡事故出現(xiàn)。

3水電站水輪發(fā)電機組的維護與保養(yǎng)

3.1對水電站水輪發(fā)電機的日常維護

任何一個設(shè)備的穩(wěn)定運行，并不取決于故障的快速修復能力，而是取決于日常的保障能力，這就涉及到設(shè)備的年度檢修和保障。在維護保養(yǎng)的過程中，要堅持一切從實際出發(fā)的原則，需要根據(jù)實際的運行情況和周邊水文特點而開展，其中要明確一點，設(shè)備的維護并不是只是查看運行狀態(tài)，也包括了基本的衛(wèi)生清潔，從而避免雜物對設(shè)備運行的影響。除此之外，要及時對壓油設(shè)備進行更新，確保符合環(huán)境使用要求和相應(yīng)的技術(shù)標準。除此之外，要及時對壓油設(shè)備進行更新，確保符合環(huán)境使用要求和相應(yīng)的技術(shù)標準。發(fā)電機組調(diào)速器應(yīng)按照運行要求在規(guī)定時間注油，預(yù)防發(fā)生繡蝕的現(xiàn)象。

3.2對水電站水輪發(fā)電機組的檢查

水輪發(fā)電機組理應(yīng)開展具體的檢查，更好地維護設(shè)備連接處，使設(shè)備連接處不會存有絲毫的瑕疵;保證連接螺栓穩(wěn)定;檢查發(fā)電機調(diào)速器部件，要保證其轉(zhuǎn)動靈活;了解聯(lián)軸器有沒有正常運行;傳動帶能不能夠正常運行，接頭部分不會松動。

3.3工作人員加強學習

無論是技術(shù)人員還是水電站管理人員都一定要在相應(yīng)的時間內(nèi)進行學習與培訓，同時要加大對于設(shè)備運行特點的了解程度，進一步了解站內(nèi)設(shè)備的詳細狀況，針對技術(shù)難題要秉持著謙虛的態(tài)度，努力探尋問題的根本原因，并制定有針對性的技術(shù)解決方案，全面提高自身的技術(shù)保障能力，進而能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的操作與故障解決的能力，進一步提高水輪電機的運行保障能力，為電機機組的穩(wěn)定運行提供有力支持。

4結(jié)語

系統(tǒng)能不能夠運行，其關(guān)鍵取決于發(fā)電機組的故障排除能力與日常維護水平，在摸索過程當中，要求綜合性地提高技術(shù)能力，適應(yīng)正常發(fā)展的要求，工作人員需要進一步強化學習，增強其自身的技術(shù)能力，從而能夠提高水輪發(fā)電機組的運行效率與安全。

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