水电站机电设备常见故障及运维管理探究

水电站机电设备常见故障及运维管理探究

李昌昊、曾莹

中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北宜昌  443000

摘要：现阶段，水电站是水能发电的主要设施，对于保障国家能源安全、促进经济发展具有重要作用。水电站机电设备复杂，如发电机组、水泵、启闭机、调节阀门等，其涉及多个领域的知识，包括机械、电气、电子、水力学等。因此，在水电站机电设备运维管理过程中，应充分结合常见故障诊断理论的同时，要进一步保障相关故障维修人员具有较高的专业水平及综合素养，并针对故障发生原因及类型采取一系列针对性措施，以此才能保障水电站机电设备故障第一时间得到维修，对于保障水电站工程发展具有深远意义。

关键词：水电站；机电设备；常见故障；运维管理；

1水电站机电设备常见故障

1.1水轮机故障

水轮机是水电站中最核心的机电设备之一，其故障会严重影响水电站的发电能力和安全稳定运行。常见水轮机故障有：第一，叶轮损坏。水轮机叶轮是水流在转子上的动能转换部件，承受着巨大的水力冲击和离心力。长期运行后叶轮表面容易出现磨损，严重时可能出现叶片断裂、叶轮脱落等故障。第二，轴承磨损。水轮机轴承是支撑转子的关键部件，负责承受转子的重力和惯性力，长期运行后容易出现磨损和疲劳断裂等问题。第三，密封失效。水轮机密封件包括前轴封、后轴封、油封等，负责防止水和油从轴承处泄漏。经过长期运行，这些密封件容易出现老化、磨损等故障，可能导致泄漏和渗漏。以上故障均会导致水轮机的转速和转矩变化，影响水轮机的输出功率，严重时可能会导致水轮机失效。

1.2发电机故障

发电机的主要功能是将水轮机转动产生的机械能转换成电能。其常见故障如下：第一，绕组故障。发电机绕组是电磁场产生的重要部件，容易受到电磁力的影响，长期运行可能导致绕组绝缘老化、开路、短路等故障发生。第二，轴承故障。发电机轴承用来支撑转子，长时间运行容易出现磨损和疲劳断裂等故障。第三，冷却系统故障。发电机的冷却系统包括风扇、水冷器等，容易受到腐蚀、堵塞等，从而导致发电机内部温度过高。第四，电刷故障。发电机电刷是导电部件，负责将电流从旋转转子传递到固定部件上，容易出现磨损、断裂，从而影响发电机输出功率和电压稳定性。

1.3 启闭机故障

启闭机是用于水工闸门启闭的机械,也是水利工程中重要的辅助设备,关系到水利工程可靠运行、安全行洪、检修安全。启闭机运行过程中零部件会发生疲劳、磨损和损伤,长期运行下来不可避免地出现性能下降、效率降低、安全隐患增加等问题,启闭机一旦出现故障，就会影响水工闸门正常启闭和闸坝安全运行。

2水电站机电设备运维管理措施

2.1做好水电站机电设备巡检工作

巡检人员应制订合理的巡检计划，对机电设备进行定期巡检，及时发现故障和潜在问题，采取预防性维护措施。巡检内容应包括设备外观、设备运行状态、设备接线及电器元件、设备润滑及冷却系统、设备安全保护装置等。同时，巡检人员应对巡检工作进行详细记录，包含巡检时间、人员、内容、结果以及维护措施等。

2.2做好启闭机组的维护工作

按照机构位置是否移动,启闭机分为固定式启闭机和移动式启闭机两大类。按照机构原理的差异,启闭机分为卷 扬式启闭机、螺 杆式启闭机、液压启闭机。固定式启闭机是指布置为“一机一门”的启闭机,如固定卷扬式启闭机。移动式启闭机是指布置为“一机多门”且能通过轨道移动的启闭机,如门式启闭机、桥式启闭机、台车式启闭机。在维护管理工作中，包括责任分工、流程标准、制度规范等，以确保设备得到定期保养和检修，同时及时更新设备维护记录和运行数据，以便进行有效的维护管理和故障分析。

2.2.1固定卷扬式启闭机的维护

启闭机的维护包括日常巡检、运行检查、定期检查、安全检测、日常保养、汛前养护等多种形式。日常巡检应每日检查1次,检查内容包括机械部件磨损情况、减速箱油液有无渗出、钢丝绳有无损伤等。运行检查主要是检查启闭机各项运行参数是否正常,例如制动器制动可靠性、主令开关指示是否正确、运行电流是否正常、闸门开度仪显示是否准确等。定期检查主要是指汛前、汛后的检查,汛前要检查启闭机是否有能力度汛,汛后要检查启闭机度汛后存在的故障隐患和潜在问题。安全检测主要是根据安全检测周期对设备重大安全隐患和威胁安全运行的缺陷进行检测。日常保养主要是清洁和对局部异常、问题的处理。汛前要对设备进行全面清洁、保养和局部维修。养护时,要对机架、罩壳、柜外进行清洁；检查轴承润滑情况,必要时要清洗和换油/油脂；检查减速箱油位、油质,清洁箱体,处理渗漏,补漆；清理开式齿轮油垢,重新涂刷油脂,修补损伤齿面或更换齿面；对卷筒磨损绳槽修复；对制动器除垢、清洁,调整制动间隙,更换磨损超标的制动轮、闸瓦、制动带；对钢丝绳除垢、除锈,重新涂抹油脂,检查钢丝绳压板,使用力矩扳手紧固压板螺栓；清洁电动机及电气设备,检查接线端子,检测绝缘电阻；清洁开度仪,检查示值误差及调校；对限位开关清洁、检查、调试。以钢丝绳养护为例,水上钢丝绳和水下钢丝绳的养护方法基本相同,但使用的油脂不同,后者对耐水性有更高要求,可使用复合铝基油脂,前者使用钙基油脂就足够了。涂抹油脂前,使用竹木刮刀清理油垢,使用铜丝刷除锈,再使用煤油清洗,用干燥的棉质布条擦干。

2.2.2螺杆式启闭机的维护

螺杆式启闭机的维护与卷扬式启闭机的维护有许多类似之处,例如检查、清洁保养、润滑等,但因两者机构原理不同,在维护的细节方面还是有些不同。螺杆式启闭机操作前要仔细检查设备上的紧固螺栓,有松动时要拧紧。启闭机螺杆和螺母是关键部件,要经常检查它们的运行及磨损情况,并做好清洁工作。螺杆清污、除锈可使用钢丝刷、毛刷等工具,使用专用清污器也是好方法,与手工除垢结合可提高清污效率。清污、除锈后在螺杆表面涂刷机油,闲置不用的时候要用油纸包裹密封。还要经常检查闸门开度指示器指针是否准确、限位开关是否正常,若此二者任一出现问题都会导致闸门升降失控,导致螺杆弯曲。发现螺杆弯曲必须立即停机,拆出螺杆进行矫正,使用千斤顶、重物、加热等方式矫正。螺母磨损超标,必须更换。

2.2.3液压启闭机的维护

水电站应构建完善的维护管理体系，包括责任分工、流程标准、制度规范等，以确保设备得到定期保养和检修，同时及时更新设备维护记录和运行数据，以便进行有效的维护管理和故障分析。液压启闭机系统精密、构造复杂,一旦发生故障,对启闭机安全运行影响较大。为了及时发现故障隐患,应加强检查和维护保养。日常检查对象包括液压元件、液压油和电气控制设备。需要经常检查液压元件的密封性,连接处松动、渗油应做好标记并及时处理。若为密封圈老化、失效,应予更换。若因渗漏,液压油量减少,应及时补充。液压油要定期抽样化验,当液压油性能劣化、品质明显下降时应更换。经常检查电气控制设备清洁程度、接线端子有无松动、仪表显示是否正常。非汛期启闭机启用频率较低,应定期启闭闸门,尤其在汛前应操作启闭机以最大开度开闸,以检验系统是否正常。在每年的汛前及汛后都应将系统中的全部液压油过滤处理一次,定期清洗滤油器滤芯。启闭机长期运行后,油液中的污垢会集聚在油路变径、弯曲等部位及沉积到油箱底部,这些问题不能通过定期过滤或换油完全消除,应在换油时对系统内部进行全面清洗。阀组要经常维护,发现问题及时处理。电气控制系统要定期测试,如检测防雷接地性能。

3结语

综上所述，水电站机电设备常见故障包括水轮机故障、发电机故障和启闭机故障等，水电站应建立完善的设备维护管理体系，对设备进行定期维护和监测，是保障其平稳、可靠运行的基础,因此应按照设计与规范要求进行正确安装,以保证安装质量。在启闭机组运行维护期间要加强检查和维护保养工作,及时发现和消除故障隐患,以确保启闭机组安全度汛,充分发挥其作用。

参考文献：

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