探析水电站机械常见故障检修技术的应用

高健

摘 要：文章主要针对水电站机械的故障检修技术进行探析，先介绍了静态检修技术和专家诊断技术在励磁系统故障检修中的应用，然后针对水力发电机的故障检修工作进行介绍，最后阐述了对其稳定性的检测及密封控制技术在水轮机检修中的应用。

关键词：水电站；机械设备；故障检修；技术应用

中图分类号：TV738；TV734 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）03-0096-02

水电站是水力发电工程设施，主要将自然水落差产生的能量进行转化，从而为人类生产生活提供必不可少的电能。水电站常用机组设备较多，大到水力发电机、励磁系统，小到继电保护设备都在水电站的日常运作当起有着不可替代的作用。然而设备越多，机组越复杂，出现的故障和问题可能就越多，因此，做好水电站机械设备的日常检修工作尤为重要。现阶段，应用于水电站机械的检修技术种类较多，本文就以励磁系统和水力发电机故障为例，介绍一下水电站机械的故障检修技术。

1 励磁系统故障检修技术的应用

励磁系统是由水电站中向发动机提供励磁电流的机组及其相关设备所组成的，它的良好运转是水电站设备安全运行的重要一环，因此做好水电站磁力系统的日常检修工作至关重要。

1.1 检修技术在励磁系统中的应用原则

检修励磁系统的技术手段较多，但是无论哪种检修技术，在正式使用之前都需要做好充分准备，有目的、有针对性的开展检修工作。首先，励磁系统的检修工作需由经验丰富的专业人员执行；其次，检修工作需按照励磁系统运行的相关规定进行操作，确保检修精准到位。

1.2 静态检修技术与专家诊断技术的应用

1.2.1 静态检修技术

静态检修是水电站励磁系统检修工作应用技术之一，这一技术的应用旨在以静态的方式完成对它的检修改造工作，这样既可以确保系统运行安全，同时也能减少电能消耗。以××水电站为例，该厂使用静态检修技术对厂内励磁系统进行检修时，根据具体问题具体分析的原则在坚持符合检修要求的基础之上制定了两个静态检测方法。其中小电流试验法是该厂常用的检修技术，具体接线示意图如图1（a）、（b）所示。

根据上图接线示意图展示，该厂已成功利用静态检修技术检测出磁力系统存在的故障。第一次检修查出了部分机组接触不良故障，而另一次检修工作中，还查出了有一个机组可控硅坏损，通过这种技术的应用，水电站检修人员就可以有针对性的对励磁系统进行故障维修，为设备的安全运行提供保障。此外，该厂还将这种技术应用于励磁机电源等相关设备的检修工作当中，加大对励磁系统安全运作的保障。

1.2.2 专家诊断技术

专家诊断技术的应用主要基于计算机设备，依靠诊断软件对水电站励磁系统运转状态进行检修。这一技术应用主要通过对励磁系统工作数据的分析来对反应励磁系统现有健康状况，找出其故障所在并对其今后运转进行评估，进而提出维护建议以方便检修工作的开展。这种技术的应用需要建立在大量磁力系统信息收集的基础之上，其系统示意图如图2所示。

如图2所示，在故障分析模块该系统可以对设备组成进行分析。以可控硅为例：该系统通过对它运行状态的监测及历史运作信息的分析，可诊断出它的老化及失效情况，配合以专业技术人员，便可以很好的利用该项技术进行励磁系统检修。这种诊断技术在实际应用中可以去水电站其它设备的专兼诊断技术相结合构成统一体，以优化水电站整体设备的检修工作，值得注意的是，具体操作时要注重实用性与使用安全。

2 水力发电机检修技术的应用

水力发电机组在水电站主要用作能量转化，其工作原理是让高处落下的水流经水轮机，这一过程中水的重力势能转化为机械能，然后水轮机运转发电，最终机械能转为电能。水力发电机作为水电站最重要的机械设备之一，它的良好运转是水电站运行的重要保证，因此对它的检修工作受到普遍重视。下面就以机组稳定性检测和水利机检修为例，介绍一下水力发电机的检修技术应用。

2.1 稳定性检测

稳定性检测是水力发电机日常检修工作的重要组成部分，通过对机组参数的设定与检测保证设备运转的可靠性及安全性。通常情况下对机组稳定性的检测主要采用试验的方式来进行，常用的试验方式主要有4种，分别是调相试验、负荷载试验、暂态过程试验及变转速试验。其中调相试验是专用作发电机故障判定的试验，而变转速试验则是在发动机运作状态时通过测量不同转数下的发电机数据来分析发电机整组的稳定性情况，以便参数出现差异时及时调整。

2.2 水轮机检修密封控制技术的应用

水轮机作为一种动力透平机械，能够实现能量转化，是水电站中的常用设备，它可以把水能转化为旋转机械能从而驱动发电机发电。检修密封故障作为水轮机在水电站应用中的一个常见故障对水电站的整体运行有着不利影响，为解决这一难题，检修密封控制技术被研制出来以解决水轮机内部空心围带结构存在的缺陷。

这种技术之下有两种控制方式解决空心围带破损之后出现的问题。通常情况下，空心围带破损后修复更换较难，特别是在水电站小型机组中。此外，空心围带破损还会诱发水电站其它安全问题，因此需要特别关注。本篇文章主要针对其中的空心围带控制方式进行介绍，该控制原理图如图3所示。

如图3所示，使用该种技术控制空心围带的操作方式有两种：手动及自动。手动模式下，需做好节点复归，避免当其定点过大时，造成机组在内部存有空气时就进行旋转，没坏空心围带。而自动模式下，空心围带的运作都由自动控制系统来进行操控，LCU负责发布命令而IDK负责控制。

总之，无论哪种控制模式，其最终目的都是避免水轮机检修密封由于自身或人为因素导致出现故障，从而保证水轮机组在水电厂工作中的良好运转。

3 结 语

综上所述，本文主要以水电站中两个较为重要的机组设备为例对水电站常用故障检修技术进行分析，指明检修技术在水电站应用中的重要性。但是在水电站的实际检修工作中，除本文叙述的检修方向及检修技术之外，其它不同的设备也各有其检测技术手段，这些技术的应用在很大程度上确保了水电站机械的正常运转，为水电站更好的满足人类用电所需提供技术支持。

参考文献：

[1] 何元平.发电机励磁系统常见故障分析及处理[J].江西化工，2010，（2）.

[2] 刘时贵.水轮机检修密封控制技术[A].中国水力发电工程学会信息化专委会、水电控制设备专委会2013年学术交流会论文集[C].2013.

[3] 何元平.发电机励磁系统常见故障分析及处理[J].江西化工，2010，（2）.