中小型水電站發(fā)電機組的運行維護分析

黃志彪

（桃源縣黃石水庫灌區(qū)管理局，湖南常德 415705）

目前我國已經(jīng)擁有多種電力生產(chǎn)形式，水力發(fā)電在電力生產(chǎn)體系中占據(jù)重要地位。為了有效滿足社會生產(chǎn)生活中不斷提高的用電需求，很多地區(qū)都投建了中小型水電站，水輪發(fā)電機組是中小型水電站必不可少的電力生產(chǎn)設備，而水輪發(fā)電機組的運行狀態(tài)直接決定著小型水電站的電力生產(chǎn)效率和運營效益。水輪發(fā)電機組在長期的運行過程中，往往會出現(xiàn)溫度異常等問題，從而危害水輪發(fā)電機組的持續(xù)穩(wěn)定運行?？茖W合理地開展水輪發(fā)電機組運行維護作業(yè)，能夠大幅度降低水輪發(fā)電機組故障發(fā)生率，與此同時也有助于延長水輪發(fā)電機組運行的壽命，所以中小型水電站需要深入探索合理的發(fā)電機組運行維護模式，并開展發(fā)電機組運維管理措施研究。

1 水輪發(fā)電機組故障

水輪機完全喪失工作能力或者丟失一部分工作能力，會造成很大的影響。這些故障會使得相應的基本工作無法落實下去，達不到技術(shù)預期要求。水輪機故障分為突發(fā)性故障以及漸變式故障。其中漸變式故障指的是長期工作狀態(tài)下，發(fā)電機組振動摩擦、配件損毀嚴重，并且伴隨著老化現(xiàn)象。有的則是在長期運行下出現(xiàn)了疲勞破損。不同的零部件在侵蝕和摩擦中會慢慢失去其功能性。突發(fā)性故障的突變荷載超過了相應的范圍，以至于出現(xiàn)了零件的破裂和形變，這大大影響了工作推進的效率和效果，導致了一系列的質(zhì)量隱患，出現(xiàn)了突發(fā)等情況。有的則是檢修人員在操作上存在著一定的失誤，檢修時也沒有預見性地進行調(diào)整，最后導致了故障的加大。

1.1 溫度異常故障

實際運行過程中，中小型水輪發(fā)電機組會產(chǎn)生一定的熱量，這是設備運轉(zhuǎn)和零部件碰撞摩擦伴隨的現(xiàn)象。當溫度過高并且持續(xù)很長一段時間，就會不同程度的損耗設備。設備損耗、電損耗、冷卻系統(tǒng)工作異常等一系列內(nèi)容，都是需要關(guān)注的問題。發(fā)電機的軸承是最容易受到影響的，要從更全面的角度出發(fā)做深入的研究，才可以及時找準故障發(fā)生點并排除故障。要定時定期的檢修，使設備的應用功能得到保證，同時解決一些隱患，有預見性的消除故障，才能夠讓水輪發(fā)電機組的工作效率維持在一個比較高的水平。水導油盆可能因為各種原因出現(xiàn)缺油的問題，不能及時散熱，這也會使溫度升高，讓設備和零部件出現(xiàn)故障、無法正常使用。

1.2 水輪機甩油故障

甩油問題是很多水輪機運轉(zhuǎn)時會碰到的情況，究其原因有三點：①油箱太滿，比規(guī)定的界限還要多。②運轉(zhuǎn)幅度過大，以至于擺動范圍過高。③密封不夠嚴密，頂部螺絲出現(xiàn)松動的情況，以至于油被甩了出來。沒有落實這些注意事項，就會埋下安全隱患，讓水輪機設備受到嚴重的損耗，使用時壽命會大幅縮短。在實際工作過程中，如果擺動幅度太大，就一定要停機做正式的檢修工作，及時解決問題，否則故障只會越來越嚴重，影響設備的實際使用效果。

1.3 發(fā)電機并網(wǎng)受阻故障

自動準通期、手動準通期都是常見的同期控制方式。發(fā)電機還沒有并網(wǎng)之前，就要先勵磁，讓發(fā)電機電壓頻率維持在良好狀態(tài)，與系統(tǒng)運行的電壓、頻率等內(nèi)容互相匹配。準通期運行要保證電壓相同、相位相同、頻率相同，實際工作時往往存在大大小小的誤差。這些誤差往往無法消除，所以電網(wǎng)故障往往也是無法避免的。

2 中小型水電站維護模式

2.1 發(fā)電機機組正常維護

（1）如果安裝停機時間超過72 h，要檢測發(fā)電機組定子線圈和轉(zhuǎn)子線圈的絕緣情況。要合理拆除連接線，從實際情況出發(fā)斷開定子繞組末端連接片。即，可以通過搖表的方式進行檢測，如果是400 V 的低壓機組，工作人員就需要用500 V 的搖表發(fā)電機絕緣電阻。如果是6.3 kV 的高壓機組，定子繞組絕緣值需要每千伏超過1 MΩ，要做好科學的規(guī)范，如果無法滿足標準，就要做好絕緣的處理工作。

（2）發(fā)電機長時間不運行或者受潮之后，絕緣質(zhì)量都會有所下滑，最后達不到規(guī)定的標準。要想讓受潮的發(fā)電機正常使用，可以合理采取短路干燥法以及銅損干燥法進行針對性的處理或通過電爐、炭火等器具來烘干，放置相應的80 ℃以下的加熱設施設備在風口的地方，然后用紙蒙上其他進風口，在無勵磁的情況下轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪。從實際應用可以看出，這種方法非常簡單快捷，時間短，速度快，優(yōu)勢較明顯。如果是幾百幾千瓦的小型發(fā)電機，就可以用這種方法來進行干燥處理。只用在有電源的地方使用相應的電爐，就可以完成相應的工作。沒有電源的地方則可以使用炭火，然后打開水輪機導葉，在不加勵磁的情況下，讓發(fā)電機以額定轉(zhuǎn)速運行，然后進行烘烤加熱去潮。

2.2 運行中的維護

（1）保持發(fā)電機的清潔狀態(tài)。相關(guān)工作人員需要清掃發(fā)電機內(nèi)部，去除油污和灰塵，最大程度地避免產(chǎn)生發(fā)電機故障。要想機組正常運轉(zhuǎn)，需從各方面著手進行有序調(diào)整，可以使用毛刷做更進一步的清理，還可以用低壓氣進行清掃，做全方位的清理工作，蘸上酒精，做好清除。

（2）檢查維護電刷和滑環(huán)。因為其承擔著電流傳送的作用，是發(fā)電機安全運行的關(guān)鍵。在檢查維護時，需要觀察電刷滑環(huán)的工作狀況，要排除潛在隱患，讓發(fā)電機能夠正常運轉(zhuǎn)。檢查時發(fā)電機在中心線附近的松緊和距離需要把控好，配合度也需要調(diào)整好。電刷火花量是檢查時要檢驗的標準，如果只是產(chǎn)生了少量火花，說明是正常狀態(tài)。如果有過大的火花，就要合理使用酒精和四氯化碳溶液打磨去污，做清潔處理。注意要讓電刷和滑環(huán)有足夠好的配合度，這樣投入使用時才能更好地發(fā)揮效果。更換電刷時一定要使用規(guī)定的電刷。或者一定要保證相應的電刷參數(shù)完全與滑環(huán)技術(shù)相匹配，如果強行使用不匹配的電刷，會讓滑環(huán)的磨損更加快速和嚴重。

2.3 運行中的監(jiān)視和檢查

（1）注意發(fā)電機發(fā)電軸承的溫度情況。要監(jiān)視發(fā)電機外殼溫度狀況。工作時最直觀的檢測方法就是使用手來接觸檢測，看是否燙手，有無異常情況出現(xiàn)。也可通過眼睛來觀察接線頭的位置，根據(jù)其顏色變化判斷溫度。若接線頭是灰黑色的，接頭溫度就不算高。如果是紅色，說明溫度已經(jīng)很高了。工作人員可以使用絕緣小棒蘸水來進行測試，需要的時候要切斷電源，通過手的觸摸測試進行調(diào)整和觀察。如果接頭螺栓沒有旋緊，可能會導致接頭發(fā)熱，可以使用銅鋁接線鼻、鋁接設備線夾等一系列工具連接銅鋁導線。結(jié)合面的地方適當涂上導電膏，要注意緊固發(fā)電機出線接頭，緩慢用力，做好銅螺栓的緊固，然后做全面復查。

（2）當發(fā)電機地腳螺栓松動或損壞時，可能出現(xiàn)異常震動以及雜音，這時候就需要及時緊固，及時的消除隱患。一般來說運行2 500～3 000 h，就要對潤滑油進行一次過濾或者更換新的油脂。要控制好加油量，如果油的質(zhì)量比較好，加入后還有故障，溫度不正常，就說明軸承可能出現(xiàn)了問題，需要進一步檢查。更要注意有沒有出現(xiàn)異常響聲，如果出現(xiàn)說明產(chǎn)生了故障，要停機檢修，找到故障的源頭并及時解決，然后才能進行下一步的工作。

（3）監(jiān)視勵磁電流電壓。有時候發(fā)電機過負荷或者缺相，就會進一步導致定子、外部電路等一系列部件出現(xiàn)損壞。而實時監(jiān)測可以幫助企業(yè)更好地了解定子電流、電壓功率以及勵磁電流等一系列參數(shù)的情況，可以及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)障礙的地方，然后停機檢修，防止故障擴大。

（4）鼠害的預防。有一些小型發(fā)電機房氣溫較高，常常會成為很多老鼠的溫房，所以鼠害的預防也是相關(guān)的從業(yè)人員需要注意的問題。因為老鼠往往會咬斷線圈，或者把雜物拖進機房內(nèi)部，使得發(fā)電機遇到種種不穩(wěn)定因素。相關(guān)工作人員要及時處理老鼠，進行有效封堵，最大程度避免老鼠帶來的危害。

2.4 水電站維護措施

（1）定期維護。相關(guān)的工作人員要從實際情況出發(fā)，做設備的周期性檢查。要結(jié)合磨損規(guī)律確定好工作的順序，明確間隔周期和修理類別，做針對性的維護。要從不同設備的具體情況著手制訂科學的修理計劃，讓工作量得到更平均的分配。要在做好工作規(guī)劃時，明確設備設施的維護措施，做好設備的檢查，讓維修管理和保潔清潔工作都能更順利的推進。要消除安全故障，讓設備能夠穩(wěn)定運行，通過定期的維護降低各種隱患可能給機組帶來的危險。

（2）設備消缺。找到可能影響發(fā)電機組運行的設備缺陷，并將其消除掉。可以制定巡檢的日期，在日常巡檢時就掌握一些可能存在的異常狀況，然后結(jié)合相應的需求，一步一步的排除隱患。相關(guān)領(lǐng)導一定要重視缺陷消除的意義，安排好工作，及時消除缺陷，提高發(fā)電機的運轉(zhuǎn)效率，使其運轉(zhuǎn)能夠更加穩(wěn)定。

（3）安全生產(chǎn)大檢查。對于水電站來說，安全生產(chǎn)是非常重要的內(nèi)容。要做好安全生產(chǎn)的檢查，從實際情況出發(fā)，明確相應的規(guī)章制度并落實下去，這樣才能防止各種隱患的產(chǎn)生，讓工作的推進更加順利。工作人員也需要做好相應的安排，根據(jù)實際情況來進行工作上的規(guī)劃，防止安全事故的產(chǎn)生，讓生產(chǎn)工作能更順利的推進下去。

3 維護管理

（1）要不斷的完善運行維護的規(guī)章管理制度，結(jié)合中小水電站運行的實際狀況優(yōu)化管理措施，嚴格執(zhí)行“兩票三制”，讓檢修工作的推進可以更加順利、能夠與實際情況相匹配。科學的管理是保證機組正常運轉(zhuǎn)的根本，要考慮中小水電站的運行方法和運行特點，結(jié)合其未來發(fā)展的趨勢做優(yōu)化調(diào)整，讓發(fā)電機組能夠安全運行。在絕緣測量制度上也要不斷完善，建立嚴格的干燥絕緣流程。在清潔方面也要明確工作內(nèi)容。此外部件檢查維護制度也是需要關(guān)注的內(nèi)容，只有將所有的細節(jié)方面的內(nèi)容都考慮在內(nèi)，并做嚴格的規(guī)范，才能讓中小水電站的發(fā)電工作順利的推進下去。

（2）要定時定期的監(jiān)視檢查和保養(yǎng)，讓水電發(fā)電機組處于一個最良好的工作狀態(tài)中。在維護保養(yǎng)時，要定時定期的監(jiān)視檢查，看水電站是否正常運轉(zhuǎn)。注意要做好重點部件的關(guān)照，從實際情況出發(fā)，定時定期的維護，消除潛在的隱患和風險。注意各種可能導致水電機組出現(xiàn)故障的內(nèi)容，從細小的地方出發(fā)，做嚴格的管理。要讓發(fā)電機組方方面面的狀況都處于嚴格的監(jiān)視中，這樣才能在有問題產(chǎn)生時，及時反應，并給出相應的處理方案，讓發(fā)電機組的不同系統(tǒng)都能夠互相配合起來，正常運轉(zhuǎn)。

（3）檢修工作是保證發(fā)電機組正常工作的重要內(nèi)容。相關(guān)單位一定要及時檢修，處理消除存在的故障，根據(jù)發(fā)電機組以前存在過的問題做針對性的調(diào)整，有預防性的消除類似問題。在工作過程中要不斷的積累經(jīng)驗，并進行數(shù)據(jù)記錄。運行維護時，可以在已有的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上做更深入的調(diào)整。通常運行維護包括修復性維護以及預防性維護這兩類。其中預防為主，修復是不得已的情況下需要做的工作。要盡可能提前消除隱患，讓故障率得到控制，避免故障的產(chǎn)生。而如果已經(jīng)產(chǎn)生了故障，就需要從科學合理的角度出發(fā)來去除故障，讓水電站發(fā)電機組恢復正常運行。

（4）相關(guān)工作人員要從實際情況出發(fā)，通過合約的形式做好委托運營的授權(quán)，讓負責人保證生產(chǎn)運營的有序性，使發(fā)電機組維持穩(wěn)定。相關(guān)的維護人員要能夠明確發(fā)電運行的規(guī)則，以及設備維護的技術(shù)內(nèi)容。受托方需要管理和組建相應的專業(yè)團隊，做好專業(yè)化的分工，從每一個細節(jié)的角度出發(fā)，做綜合性的管理維護和運營。

4 結(jié)束語

在國家不斷推進環(huán)境保護和生態(tài)文明建設工作的情況下，電力已經(jīng)成為社會生產(chǎn)生活中的主要能源，人們工作生活中用電設備類型和數(shù)量的不斷增多，促使人們對電力已經(jīng)形成一定依賴，因此對電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和供電效率提出了更高要求。水電站是電力生產(chǎn)系統(tǒng)中的一份子，要想獲取小型水電站建設的最大收益，關(guān)鍵在于保證水力發(fā)電作業(yè)的持續(xù)正常開展，但是水利發(fā)電作業(yè)能否平穩(wěn)開展，往往取決于水輪發(fā)電機組的運行狀態(tài)，所以建議從業(yè)人員，深入分析水電站發(fā)電機組運維方法和運維管理策略，以便保證小型水電站發(fā)電機組的穩(wěn)定高效運行。