水電廠水輪發(fā)電機組常見故障及處理措施

王錫鑫

貴州黔源電力股份有限公司引子渡分公司 貴州貴陽 561116

現(xiàn)如今，伴隨科學技術的不斷進步，水力發(fā)電行業(yè)也獲得了不錯的發(fā)展成就。水電廠建設并投入使用了不同類型的水輪發(fā)電機組，大大提升了水電廠工作效率，而水輪發(fā)電機組運行故障問題成為影響水輪發(fā)電機工作質(zhì)量的主要問題，所以就要對這些常見的故障問題進行改善，以提升水輪發(fā)電機工作質(zhì)量。下面就來重點分析一下水電廠水輪發(fā)電機常見的故障及處理措施。

1 水電廠水輪發(fā)電機組常見故障

水電廠水輪發(fā)電機組主要分為兩個部分，分別是電氣部分和機械部分。其中電氣部分常見的故障有溫度故障、超負荷運轉(zhuǎn)等等。而機械部分常常存在震動幅度過大、空蝕等故障問題。下面就針對這些問題進行詳細分析。

1.1 發(fā)電機組運行溫度過高

水電廠水輪發(fā)電機組運行溫度過高從而會引發(fā)溫度故障，造成發(fā)電機組運行溫度過高的主要原因是由于在水輪發(fā)電機組在正常運行過程中，因為存在渦流現(xiàn)象，進而使得水輪發(fā)電機組內(nèi)部的轉(zhuǎn)子、定子、鐵芯等部件都會產(chǎn)生電流，在電流的作用下，水輪發(fā)電機組的這些部件的溫度就會逐漸升高，使得整個發(fā)電機組處于高溫運行狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機組運行溫度過高，就會增加故障發(fā)生概率，如果發(fā)電機組長期處于高溫運行狀態(tài)，還會導致發(fā)電機組內(nèi)部零件融化，從而發(fā)生安全事故，對水電廠水輪發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)以及相關人員的生命安全帶來威脅。

1.2 電網(wǎng)穩(wěn)定性降低

隨著人們的用電需求不斷增加，水電廠水輪發(fā)電機組的運行壓力也在進一步提升。就目前來看，水輪發(fā)電機的發(fā)電時間和檢修次數(shù)不成正比，也因此導致水輪發(fā)電機故障頻發(fā)，導致水電成電網(wǎng)穩(wěn)定性無法得到保證。

1.3 水輪發(fā)電機運行超負荷

水輪發(fā)電機對于運行電流有著一定要求，如果運行中的定子電流超出額定電流標準，就會導致水輪發(fā)電機超負荷保護被打破，進而觸發(fā)超負荷運行報警裝置。這時就需要水電廠工作人員要來解決超負荷運行問題，使水輪發(fā)電機恢復到正常運行狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機組在運行過程中并沒有出現(xiàn)問題，那么就需要通過控制無用功率和磁電流的方式來解決。當水輪發(fā)電機在運行過程中所處的功率過低的時候，就要通過控制發(fā)電機符合的方式確保其功率保持在正常范圍內(nèi)。通常情況下，在水輪發(fā)電機運行過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，可以在短時間內(nèi)保持超負荷運行，但是超負荷運行時間要進行嚴格控制，不能超出水電機組運行所規(guī)定的范圍[1]。

1.4 水電機組發(fā)生空蝕現(xiàn)象

一旦水電廠水輪發(fā)電機組發(fā)生空蝕現(xiàn)象，那么就會對水輪發(fā)電機組的內(nèi)部部件造成損壞，從而引發(fā)更為嚴重的故障問題，對水輪發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)帶來嚴重影響?？瘴g現(xiàn)象的發(fā)生會大大縮減水輪發(fā)電機的使用壽命，增加安全隱患，一旦出現(xiàn)安全問題就會對水電廠工作人員的生命健康造成嚴重威脅，使水電廠勉勵巨大的經(jīng)濟損失。

1.5 強烈的震動故障

導致水電廠水輪發(fā)電機出現(xiàn)強烈的震動故障主要有兩點：其一是由于水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子一點接地；其二是轉(zhuǎn)子回路的兩點都接地。其中，轉(zhuǎn)子回路兩點均接地一般會在水輪發(fā)電機在運行過程出現(xiàn)回路，電流會經(jīng)過故障點，轉(zhuǎn)子一點接地則不會出現(xiàn)電流回路，因此也不會經(jīng)過故障點。對于水輪發(fā)電機組而言，勵磁系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)保持正常工作狀態(tài)，然而水輪發(fā)電機出現(xiàn)一點接地后，就會影響到水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的正負極，從而引發(fā)轉(zhuǎn)子兩點接地的問題，最終導致水輪發(fā)電機組出現(xiàn)強烈的震動故障。

2 水電廠水輪發(fā)電機組故障診斷方法

在對水電廠水輪發(fā)電機組故障診斷時，診斷人員應當采取科學的診斷方法，并借助先進的儀器來完成故障診斷工作，這樣才可以更快找到故障原因，并及時采取有效解決措施，將水輪發(fā)電機組故障而帶來的損失降到最低。很多時候，水輪發(fā)電機組的故障無法通過簡單診斷方法檢測出來，這也是為什么要借助先進的故障檢測儀器來診斷故障的主要原因。此外，還要對水電廠水輪發(fā)電機組實施監(jiān)控管理，這樣才可以及時發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機的運行故障，可以方便水輪發(fā)電機故障檢測人員根據(jù)監(jiān)控來判斷具體故障原因。水電廠水輪發(fā)電機組故障診斷方法主要如下[2]：

第一，對水輪發(fā)電機組軸瓦溫度進行檢測。通過在水輪發(fā)電機組的軸承上安裝溫度傳感器，可以實現(xiàn)對軸承的軸瓦進行監(jiān)測，避免水電機組在運行過程中導致軸瓦燒損。通常情況下，軸瓦溫度值的標準都是經(jīng)過嚴格計算，一旦水輪發(fā)電機組在運行過程中軸瓦溫度超出標準，溫度傳感器就會觸發(fā)自動報警裝置。此外，為了避免軸承瓦被燒損，還會設置一些保護裝置，但是保護裝置對于突發(fā)性故障的保護效果甚微，并且突發(fā)性故障發(fā)生過程非常短暫，所以要加強水電機組軸瓦溫度的檢測。

第二，水電機組震動診斷。水電機組的運行狀況是否良好一般可以通過稱重機架、水輪機頂蓋、發(fā)電機定子、各部分軸承以及轉(zhuǎn)動部分震動參數(shù)展現(xiàn)出來。通常情況下，出現(xiàn)故障的零部件在水電機組運行過程中會出現(xiàn)徑向震動，一般都會在水路機組軸連接法蘭柱上面進行檢測，軸向震動通常會在承重機架的軸向上面實施監(jiān)測。在監(jiān)測過程中，如果監(jiān)測出來的振動數(shù)值超出標準，那么就證明水電機組振動異常，應當進行故障檢查。在振動診斷時，一般常用到低頻振動儀，水電機組振動是有諧波構(gòu)成，所以在診斷激振源時，可以結(jié)合鎮(zhèn)定信號和頻域變化來進行診斷分析[3]。

第三，對水輪發(fā)電機外觀進行觀察。在對水電廠水輪發(fā)電機故障進行診斷時，還要主要對其外觀情況進行觀察，可以結(jié)合水輪發(fā)電機外觀情況和各個組件的說明書，對水輪發(fā)電機使用情況、故障的主要表現(xiàn)、水電機主要類型等多方面的信息進行掌握。如果負責水電廠水輪發(fā)電機組故障診斷的人員具有豐富的故障維修經(jīng)驗，常?？梢酝ㄟ^直接觀察水電機組外觀來判斷大致故障點[4]。

3 水電廠水輪發(fā)電機組常見故障處理措施

3.1 合理、正確對水輪發(fā)電機組進行檢查

要想使水電廠水輪發(fā)電機的運行故障控制到最小幾率，既要能夠合理、正確對水輪發(fā)電機組進行檢查，檢查內(nèi)容主要有：第一，要確認水輪發(fā)電機組的外殼是否存在開裂情況，螺栓是否得到牢固連接；第二，水輪發(fā)電機的調(diào)速器和轉(zhuǎn)動裝置是否運行正常，是否與聯(lián)軸器正常連接，還要查看其傳動帶的接頭是否連接牢固；第三，要對水輪發(fā)電機所有的閥門和導葉的開關狀態(tài)進行檢查；第四，要保證水輪發(fā)電機內(nèi)部軸承保持一定潤滑度；第五，要檢查水輪發(fā)電機的控制屏連接線是否完好和正常，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動是否后存在異常情況；第六，對水輪發(fā)電機的電刷和轉(zhuǎn)向器連接情況進行檢查，確保兩者保持正常連接，并確認電刷保持正常的壓力，刷握的各個開關均處于正常使用狀態(tài)；第七，要確保水輪發(fā)電機控制屏的開關處于正確位置；第八，發(fā)電機處于空載狀態(tài)。

3.2 做好水輪發(fā)電機的養(yǎng)護工作

定時對水電廠水輪發(fā)電機進行養(yǎng)護工作，可以保障水輪發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)，保障水電廠發(fā)電效率和質(zhì)量。為此，負責水輪發(fā)電機養(yǎng)護的工作人員在養(yǎng)護工作當中，要做好水輪發(fā)電機的清理工作，只有保障水輪發(fā)電機處于干凈、整潔的狀態(tài)，才可以避免故障的發(fā)生。在清理過程中，如果發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機出現(xiàn)積水的情況，要及時排除積水，保持水輪發(fā)電機組干燥，這樣才可以避免其受潮。水輪發(fā)電機的油泵很容易受潮，所以養(yǎng)護工作人員還要定期查看油泵情況，及時對油泵進行切換處理，將油泵的受潮情況進行控制。水輪發(fā)電機的調(diào)速器杠桿連接處很容易生銹，所以養(yǎng)護工作人員應當定期通過注油的方式來避免杠桿連接處生銹。堵塞問題常常發(fā)生在水輪發(fā)電機的氣水分離器部分，如果這一部分出現(xiàn)堵塞情況，就會導致水輪發(fā)電機無法運行，因此養(yǎng)護工作人員還要做好氣水分離器的清理工作，以避免其堵塞。除了做好上述養(yǎng)護工作外，水電廠還要做好水輪發(fā)電機養(yǎng)護工作計劃，做好養(yǎng)護工作的詳細記錄，并保存好每個水輪發(fā)電機的養(yǎng)護檔案，這樣可以為今后故障處理工作提供參考。此外，為了確保養(yǎng)護工作的有效落實，水電廠還要明確水輪發(fā)電機的養(yǎng)護責任人，進而可以避免由于不規(guī)范養(yǎng)護而引發(fā)的水輪發(fā)電機故障問題，在發(fā)生問題后還可以第一時間明確責任人。

3.3 提升相關技術和管理人員的專業(yè)素養(yǎng)

當水電廠水輪發(fā)電機組出現(xiàn)故障時，要想第一時間找出引發(fā)故障法根源，并及時采取有效處理措施，就需要專業(yè)的技術人員和水輪發(fā)電機管理人員，只有水輪發(fā)電機相關技術和管理人員的專業(yè)素養(yǎng)得到保障，才可以在水輪發(fā)電機出現(xiàn)故障后將故障對水電廠帶來的損失控制到最低，并通過有效的管理減少故障發(fā)生概率。為此，水電廠在招聘過程中應當提升相關技術人員和管理人員的招聘門檻，并對在職技術人員和管理人員進行定期培訓，豐富他們的水輪發(fā)電機組相關知識，幫助他們掌握更多水輪發(fā)電機組養(yǎng)護、維修、使用相關知識，這樣才可以正確使用和管理水輪發(fā)電機，并在其出現(xiàn)故障后可以第一時間、準確找到水輪發(fā)電機組故障點，對故障因素進行合理分析。除此之外，水電廠還應當注重他們的外出學習教育，幫助他們認識更多現(xiàn)代化水電廠水輪發(fā)動機產(chǎn)品和相關技術，并將其運用于實際工作當中，為水電廠水輪發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)提供保障。

4 結(jié)語

總的來說，水輪發(fā)電機作為水電廠的重要一部分，是保障水電廠可以為人民提供穩(wěn)定發(fā)電服務的關鍵，所以做好水輪發(fā)電機的故障處理工作，保障其正常運行尤為重要。作為水電廠，要做對水輪發(fā)電機組進行合理、正確的檢查，并做好水輪發(fā)電機養(yǎng)護工作，制定養(yǎng)護計劃，并將養(yǎng)護情況詳細記錄在案，明確養(yǎng)護責任人。同時，還要提升相關技術和管理人員的專業(yè)素養(yǎng)，這樣才可以保障水電廠的工作效率，使其可以為人民的工作生活提供穩(wěn)定用電。