浅谈水电厂水轮发电机组常见故障与维护

浅谈水电厂水轮发电机组常见故障与维护

李长春

青海黄河水电公司积石峡发电分公司 , 青海 海东 810801

摘要：在水电站建设过程中，水轮发电机组是非常重要的一个环节，对水电站建设水平的提升有很大作用及重要意义。但由于水电站建设具有一定的复杂性，使得水轮发电机组在运行过程中经常会出现一些故障，严重影响了水电站的稳定运行。为了从根本上促进水电站良好发展，应该加大对水轮发电机组常见故障的处理，积极应用先进处理技术，减少问题的出现，进而为水电站的发展带来更大的经济效益。

关键词：水电站；水轮发电机组；常见故障；处理

1 引言

为了满足人们日常生产、生活的需要，化石能源发挥着重要作用，但是由于化石能源的的不可再生性，进而在一定程度上促进了风力、水力发电，并且逐渐成为电力资源的重要开发途径，凭借技术成熟、开发难度小的优势，水力发电被广泛应用。在水力发电过程中，水轮发电机组作为重要能量转换装置，直接决定着水电厂的正常运行。为了确保水电厂正常运行，需要对水轮发电机组常见故障进行判断、检查，并采取相应措施对其进行及时的维修。

2 水轮发电机工作原理

水轮发电机是一种以水轮机为原动力，将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站必不可少的核心设备之一。其具体工作原理是当水流流过水轮机转轮时，会带动水轮机转动，水的机械能转化成水轮机的机械能，而水轮机转轴与发电机的转子相连，水轮机转动可以带动发电机转动，进而产生电能。

3 水电站水轮发电机组常见故障分析

3.1 机械部分的常见故障

针对水轮发电机组的机械部分，其可以体现在两个方面。一方面，强震现象。水轮发电机组在实际的运行阶段，强烈的震动是其比较常见的故障之一，这一故障的特点不太明显，因此，很多工作人员在检修期间不能及时地发现，故而对于这一故障，其很难根除。另一方面，空蚀现象。水轮发电机空蚀会导致整个机子的零件出现损坏，从而使得机组严重损伤，影响了机组的运行效率。

3.2 发电机组超负荷运转

对于水轮发电机组来讲，定子部分的电流超过额定电流的110%即可视为超负荷工作。在超负荷状态下工作的发电机组会有警告提示，由于设备的过载保护被打破，设备运转出现问题，无法正常工作。长时间处于超负荷工作状态的设备会影响整个设备发电效率，导致发电厂发电计划难以正常完成。首先，为了防止发电机组超负荷运转产生故障，在设备正常工作时，工作人员可以适当降低设备发出的无用功率，适当降低励磁电流，防止出现超负荷运转工作状态，影响设备工作效率。工作人员需要额外注意设备的运行功率，保证其在正常工作阈值范围内，防止设备出现超负荷工作状态。如果仍然出现意外情况，设备出现了超负荷工作状态，则需要工作人员及时降低工作机组的励磁电流，防止设备长时间低效率工作对发电厂运行产生影响。工作人员需要结合水轮发电机组运转的实际情况，调整工作机组的励磁电流。

3.3 水轮发电机组的振动危害

在长期的运行过程中发电机组的某些紧固部件会连带相关部件产生振动，甚至出现断裂损坏，从而缩短设备部件的使用寿命；另外，长时间的振动将进一步加强焊缝与机组零部件之间疲劳损坏区域的损害程度，有时还会形成明显的裂缝，导致设备部件的报废;机组旋转部分之间的磨损程度在水轮发电机组发生振动的情况下更加严重，对其正常运行产生不利作用。其中，水轮机组共振为水利工程中比较严重的现象，如各类设备、厂房等在一定程度上受到厂房与机组设备之间共振作用的影响破坏。价值涡流脉动压力一般存在于水轮发电机组尾部管处，情节严重时将导致整个尾水设备的破坏或尾水管壁的受压开裂。

4 水电厂水轮发电机组故障的维护措施

4.1 科学监测水轮发电机组运行状态

在水轮发电机组运行过程中，通过对水轮发电机组的运行状态进行科学监测，这是排除水轮发电机组运行故障的有效举措，对此，需要机组检修工作人员根据发电机组的实际情况进行不定期的检查，检查内容主要包括：①水轮发电机组各零部件连接装置；②发电机与控制屏之间的连接线；③线路绝缘层。另外，需要对发电机组的运行状态进行全面、综合分析，判断潜在故障情况，同时根据判断结果制定相应的措施，避免故障恶化造成不必要的经济损失。

4.2 合理地对发电机冒烟处理技术进行应用

针对水电站水轮发电机组运行阶段出现的冒烟情况，工作人员需要立即对发电机组的冒烟位置进行判断，对这一现象的出现原因进行明确。然后针对这一故障，应该及时的停止发电机组运行。并且，应该对水轮发电机组的电源以及开关等进行全方位的检查，逐一的对故障点进行排除，确保水轮发电机组的开关等部件可以处于相对稳定的工作状态。此外，对于冒烟的设备，应该及时的进行维修，依照相关参数，合理的对零件进行更换，维修之后要开展测试工作，没有问题之后才可以正式投入使用和运行。

4.3 落实日常维护工作

水轮发电机出现故障会给水电站造成很大的损失，可以通过按时到位的日常维护工作排查水轮发电机组的各种故障，降低故障发生率，同时减少各类故障维修费用。在日常维护工作中，维护人员只有充分了解水轮发电机组各类故障可能发生的位置、程度以及发生故障时水轮发电机会有什么样的反映等，才能在日常维护中对各类故障进行有目的性的排查。日常维护需要对水轮发电机组进行清洁，使工作人员可以及时处理设备运行故障。同时，需要及时清理水轮发电机附近地面的水渍，防止水渍危及设备电路安全。水轮发电机组本身配备了一些设备检测装置，比如定子部位的温度检测装置等。在日常维护工作中，维护人员要特别注意这些监测装置的工作状态是否正常，如果监测装置出现故障而维护人员并未察觉，那么水轮发电机组如果出现故障，比如局部过热，而温度检测装置由于故障未发出警告信号，其导致的后果将不堪设想。

4.4 提升机组检修人员的检修能力

随着科技的发展，一些先进的发电机组投入运行，在这种情况下，通过对机组检修人员加强教育和培训，帮助其丰富专业知识和专业技能，不断提升检修能力。首先，招聘新人方面，对应聘机组检修人员的岗位要求提高招聘标准；其次，培训方面，应聘者入职后，需要进行岗前技能培训，培训内容包括发电机组养护、维修、故障处理等，借助岗前培训环节提升检修工作人员专业知识、专业技能；最后，定期组织检修人员外出学习，帮助其认识、了解新技术、新设备，丰富专业知识，开阔检修视野。

5 结束语

水轮发电机组的稳定以及可靠运行，可以有效提升水电站运行稳定性。但是，当前，在水轮发电机组在运行期间，还存在很多的故障以及问题，不仅对水轮机组的整体运行效率造成了影响，还严重制约了水电站的未来发展。对此，在今后的工作中，相关工作人员应该加大对水轮发电机组的维护以及管理，合理地应用故障处理技术，有效地解决故障。

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