水轮发电机故障及检修探讨商立钧

水轮发电机故障及检修探讨商立钧

商立钧

（白山发电厂吉林桦甸132400）

摘要：伴随着人们生活水平、工业生产水平的不断提高，我们国家目前的用电总量呈不断上升趋势，为满足日益增长的用电需求，我国在水电站建设方面不断突破，水电站的技术水准也普遍有所提高。水轮发电机作为水电站工作的核心支撑，受到了相关方面的重视，也因此得到了广泛的应用。水轮发电机的运行往往会受到诸如环境条件、机械特性等的影响，偶尔发生故障也是在所难免，如何提升水轮发电机工作质量，相关技术人员需要思考和解决的。根据本人多年的工作经验，通过对水轮发电机的常见故障的分析，提出一些检修办法和建议。

关键词：水轮发电机；故障；检修

1、水轮发电机的常见故障模式及机理

1.1、电气故障

包括冷却系统运行过负载等，过载易产生定子接地和定子绕组绝缘损坏等故障、以及相系统短路等原因引起的定子绕组过热；线圈积灰、绝缘老化等，容易导致绝缘击穿，造成接地或匝间短路，转子绕组绝缘电阻过低；阻尼条和阻尼环连接处局部裂开、连接板和阻尼器件接触不良、阻尼条断裂等；绝缘表面留有污垢、引线绝缘层破损、固定的卡板发生松脱、焊锡面遭到破坏以及化学腐蚀等，也会造成转子接地、失磁等故障。

1.2、机械故障

水轮发电机常见的机械类故障包括因摆度而出现的转子气隙不均，以及因绕子短路造成的机器内部的转子质量、磁拉力不均衡的情况等。还有一些机械故障是由于长期运转环境温度较高而引起的，例如零部件脱落、主绝缘器件出现磨损等。

2、水轮发电机检修以及故障排查的分类

2.1、实时性检修

所谓的实时性检修是指，针对水轮发电机在实际运行中出现的突然的故障情况，在发现之后，相关人员要立即展开故障排查和检修工作。对于此类可能随时发生的临时性故障，相关管理人员要做好实时监控，要通过各种监控手段进行监控，对于监控系统收到的关于机组的运行情况的运行数据要实时关注，这有利于及时发现故障、及时作出应急抢修，将损失降到最低。而对于那些已经出现故障苗头的和可能存在隐患的，相关技术人员要及时开展临时性检修，并将检修、排查工作落到实处。对于实时性检修，其目的主要是为保障机器设备等的稳定运行，避免因为水轮发电机某一局部故障而导致发电机设备整体停机。因此，水电站需要制定并完善关于水轮发电机故障的实时性检修计划，并将具体责任落实到人，严格要求，提高实时检修的效率和效果。

2.2、计划性检修

计划性检修一般都是定期由固定检修人员进行机组的大范围的检修和排查，所以若是进行计划性检修都会使得发电站无法进行正常的供电，所以在进行计划性排查和修理时都是需要得到地方电网部门的相关调度的同意条文才可以开始实行。对水轮发电机进行计划性维护和检修的程序通常都是固定的，对于每一个检测指标的要求相对于实时性检修来说较高、检修过程相对也就更加复杂。按照检修规模的不同，将计划性检修工作分为小修、大修一、扩修三种类型。

小修，是对水轮发电机组进行小范围的计划性检修，其内容主要包括对于小型零部件以及配套机械器件的排查，以及部件的替换，还有固定时间的发电机机组的预防性测试和机器之间协调性的测试。一般水电站大概是一年进行一次小修，整个小修期大约持续十天左右即可完成。

大修，主要是为解决运行中出现并经临时性检修和计划性小修无法予以消除的严重设备缺陷。对发电机组进行大修时，通常要对机组某些复杂的大型部件和机构进行拆卸检查，这里的相关拆卸的部件要看设备损坏的程度。机组的损坏有两种，事故损坏和工作运转正常磨损。事故损坏的发生机率很小，在这里我们不进行赘述，而经常性损坏是指设备在持续运转的过程中，由于构件之间不断进行相互摩擦、以及受到水流腐蚀和泥土砂石的磨损、各种振动磨损等因素所导致的损坏过程，这一过程是持续的，也是可以预测的。大修周期视具体情况决定，一般为两到三年，大修工期一般为一个月到两个月之间。当然，在保证发电机稳定工作的同时，还是要尽可能少地进行大范围检修，尽量拉大检查周期，我们要注意过多以及过于频繁的对机组部件进行拆卸和修整极容易恶化机组的状态。

扩大修，其目的在于排除水力发电机组运转中由于发电机或者其配套设备的大型器件的的较为严重的磨损，这种大型部件的损坏将会导致整个发电机机组的性能和发电能力显著下降，而扩大修就要做这部分的排查和修复工作。在进行发电机机组的扩大检测和维修时，对于所有被损坏的零部件都要进行细致的检修和排查，修复和改造机组的某些部分。扩大修周期一般为三到五年，工期大概在三个月。

2.3、修后检查试验阶段

为了评价水轮发电机机组的检修质量，发电站工作人员在检修完毕后，还需要对水轮发电机机组及配套设备的运转情况进行检查和试验，看一下机组是否能够良好运转，以及进行电气试验，看是否符合标准要求，其目的均是为了保证检修后的机组能够安全、可靠、经济的投人运行。总之，在进行水轮发电机机组检修工作中要努力做到既要努力拉大检修的时间区间、缩短每次检修持续的时间、缩小检修的规范围、提高检修的效率，同时也要努力保证发电机机组能够稳定、高效、安全的运行，这对我们每个水电站的工作人员都提出了较高的要求。

3、水轮发电机运行中常见问题及处理

3.1、温度过高超规定值运行

发电机温度运行在超过额定值时，通常为空气冷却器的阀门未全开或者关闭状态，应通过检查冷却水判断。如冷却系统正常，通常使用方法是降低发电机的出力，使温度正常降低。

3.2、发电机组检测表计不正常

水电站内水轮发电机各种表计指示，是发电机的运行状况的直接显示。表计接线回路及其他故障，会使表计显示错误或者失灵。值班人员如果无法通过监控系统及现场各类表计判断发电机组真实运行情况时，应通过必要措施进行处理，并短时间内查出故障原因，分析并处理，避免问题扩大化造成事故。

3.3、水轮发电机的振荡及失步原因及处理

发电机振荡，是指当发电机负荷突然变化时，转子因为惯性作用，转子的有功角δ不能立即稳定在新的数值上，而引起负荷在设定值附近多次波动的现象，而失步是指有功角δ超过900以后，输出功率随δ的增大而减少，造成发电机转子加速，并与电网失去同步。发电机发生震荡及失步事应采取的措施。调节增大发电机输入励磁电流，通过抬升机端电压，便于机组恢复同步；降低水轮发电机负载，即减少机组进水量，便于系统将发电机拉入同步；使发电机组与电网系统解列，待震荡消失后再接入电网系统。

总之，经济的发展离不开电力行业的支持，水电站在国民经济和生活中的作用十分重要，因此做好相关的监督管理工作是十分重要的。作为水电站的重要设施设备，水轮发电机对于水电站的生产和发展有着十分重要的作用，对于水轮发电机，水电站的相关工作人员要时时监控其工作状态，做好故障的检修工作，科学合理地安排好检修计划，争取将水轮发电机的故障发生率降到最低，通过检修也能进一步阻止水轮发电机的老化、延长其使用寿命、降低运行成本、提升水电站效益。所以，做好水轮发电机的检修工作，对于水电站的生产运营有着十分重要的意义。水电站职能部门要加强管理、提升员工操作技能水平和职业素质，相关技术人员要做到能够及时、准确地排查故障，提升设备安全性能，保障设备的高效、稳定运行，创造更大的价值。

参考文献：

[1]秦顶武.水轮发电机故障分析和检修工作进展[J].电子制作，2014，09：233.