水电站水轮机组运行维护及故障处理

何铭

（广西电力安装有限公司 广西南宁市 530000）

水电站水轮机组运行维护及故障处理

何铭

（广西电力安装有限公司 广西南宁市 530000）

水轮发电机组是水力发电系统的重要组成部分，其运转与运行质量直接影响到整个水力发电系统的运行质量、工作状态。本文主要对水电站水轮发电机机组的运行与正常维护进行了分析，并针对水轮发电机组故障和电动机故障，提出了科学有效的处理措施和方法。

水电站；水轮机组；运行维护；故障处理

1 引言

水电是一种清洁、可再生的能源，其开发利用具有投资少、见效快、回报率高的特点。在水电站运行管理过程中，不但要对水电站的水工进行管理和优化，还需加强对水电设备的管理，强化对发电机组的运行维护管理，保证水电站安全运行。

2 水轮机组的运行分析

2.1 水轮发电机机组运行方式

按照负荷的方式可以将水轮发电机组的运行方式分为并网运行以及单机运行两种基本方式，而按照调速器控制的方式则可以分为自动运行以及手动运行这两种基本方式。

2.2 水轮发电机机组带负荷运行中应该注意的问题

中小型水轮机的发电机组的基本运行方式为并网运行，改变并网运行机组的运行工况能够通过切换控制设备来实现，例如自动液压手动、发电调相等。确定并网运行机组的调速器永态转差系数bp值时，需要按照机组在系统中的实际地位以及其所担任的负荷的性质进行确定。中小机组并入大电网时会担任基荷，其调速器的bp值取8％。而由调频、调峰机组来承担系统的变化负荷时，则保持系统的频率不变，该bp=8％时，机组负荷会保持不变。系统的负荷变化较大时，则会改变系统的稳定频率，则机组的负荷会出现相应的变化，若在大电网的小机组中误将bp调成较小值且共至为零时，则该机组会在满载和零值之间发生功率摆动。只有系统的无差调频机组才能够将bp值调整为零。

当机组带孤立负荷运行时，由L台机组承担孤立的小系统所有的负荷。基于此，则需要调速器以及励磁装置具有较高的自动调节功能，以便能够与用户的有功负荷以及无功负荷要求相满足，确保电能频率以及电压的稳定性。

2.3 试运行机组带负荷试验

试运行的机组进行首次带负荷运行试验时，要逐渐加大负荷，等小负荷、中等负荷以及较大负荷以及满载状况都比较稳定后，在各种负荷下对机组的水力、机械以及电气部分的性能进行全面的检验，负荷逐渐增加后，要对机组可能存在的振动区进行寻找，并及时的避开。

做好试运行机组的甩负荷试验，经过周密的准备以及统一组织后，严格遵循额定负荷的25％、50％、75％、100％由小到大的顺序逐级进行，当进行的甩负荷试验在小负荷条件下进行时一切正常时，则表明水压上升值、转速上升的最大值以及过渡值都跟相关的规定要求相符，不能够超过允许值，未出现任何异常情况后，才能够进行更大一级的负荷试验。甩负荷试验过程要对机组的水、机、电等情况进行严密的监视，做好数据的记录工作。

完成甩负荷试验后，全面检查机组，若一切正常，则进行带额定符合72h后再运行，方能投入正常的使用。

3 水轮发电机组的正常维护要求

3.1 日常维护保养

水轮机实际的维修、保养应该从以下方面出发：

（1）零部件接触保养。水轮机的各个零部件质量必须过关、连接处要保持紧固，确保各个运转部件运转顺利、灵活。当水轮机工作1～3d时，则要重点对滚动轴承进行养护，为其添加钠基润滑油，这其中各类润滑油要分开添加，因为油型混杂可能导致油体发霉，失去应有的润滑作用。随着机组运转的持续进行，当达到0.5～1个月时，则要朝杯中填入蜡脂，具体的添加量同应达到轴承体积的一半以上，检查中如果看到轴承间存在过大的空隙、出现麻点时，则要考虑调换新的零部件。当机组工作运转达到2500～3000h时，则要对连轴器加以检查，并对一些容易受损的部件进行更换，例如：胶圈、皮带等，同时做好重点部件的防腐蚀保护工作。此外，也要积极检查水封、挡水板等的质量，确保其处于正常工作状态、质量达标。

水轮发电机组每运转2～3年则要实施大规模检修，具体的检修项目包括：转轮焊接有无开焊，胶圈是否破损、轴承有无锈蚀等。

（2）机组的维护。水轮发电机组的工作、运转，要时刻关注各个油压表的指数，特别是调速器和压油槽二者的指数数字要大致相当，当发现二者差距较大时则要停顿维修。当机组即将停止运行时，通常要有一个逐步放慢速度、缓冲的过程，机组要经历低转速运行，要集中控制这一时间，不能太长，待其转速达额定的35～40％时，则可以加闸控制其运动。

此外，为了预防电动机遭到潮气侵蚀，则要经常检查油泵，适当的时候则要进行切换、更新，维持油泵的正常运行。要在调速器不同部位链接的位置做好养护工作，例如：注入润滑油，提升其质量，也要对分离器实施定期放水操作。

3.2 定时巡回检查记录

设备维护最为重要的一项内容就是定时的记录水轮发电机组的各项运行参数，并巡查检查好一次回路、二次回路等各连接处的接触情况，看其有无发热、变色、电压以及电流互感器有无异常状况发生，确保油断路器的油位以及油色的正常，物漏油的问题存在。水轮机以及发电机在正常运行时会发出“嗡嗡”声，确保其无不正常声音出现，一旦有不正常的声音出现，则要立即查明原因，并及时的排除问题。同时，对发电机是否有异常气味、振动或者摆度问题过大的进行检查。

对水轮发电机组本体以及轴承温度经常检查，看其是否有过热以及局部过热的问题存在，而对于那些没有设置测温装置的发电机，包括轴承等都可以利用手背直接接触，若感觉不烫手，则可以认为是正常的。对各部分的电刷进行检查，只能够有少量的火花在运行，若超过一定的范围，则根据电刷冒火的故障进行维修。

3.3 定期清理

为了避免水轮发电机组出现不能够正常运转的问题，则需要定期的清扫水轮发电机，保持水电站机组的运行状况，确保四周没有杂物存在，且没有积水。

3.4 加强用油管理

水电中最为突出的一个问题就是用油问题，主要体现在设备用油的状态管理以及观察上，若设备用油乳化严重，或者管理不善导致油中混入了较多的水分以及杂质，出现未知的油质状况，见油就用，甚至还有混合使用机械油以及绝缘油的，导致润滑不够顺畅，损坏机件。为了避免用油出现混乱的问题，则要分开保管机械油以及绝缘油，并做好记号，由专人进行负责。

4 水轮发电机组故障的处理

当组合轴承在实际运行中，组合轴承盖密封不当时，发电机大轴法兰跟镜板连接螺栓的橡皮密封圈未能够充分发挥作用，则发电机内部很可能会出现漏油问题，渗油会顺着螺纹流出。为了减少漏油问题，则可以将轴承盖密封圈进行更换，并加一个铜垫在大轴法兰和镜板的连接螺栓部位。

定子引出线的电缆外表皮破裂后，定子引出线电缆多处会出现纵向表皮破裂的问题，这些都属于质量问题，因而可以临时的进行包扎，并将橡皮垫在电缆支架上，防止对其产生损坏，形成两点接地的情况，而后则需要适时的更换。当定期温度升高后，发电机定子线圈带有额定负荷后，温度会升高，则可以将导风板拆除，并对风道进行封堵，调整好冷却风机的风扇叶片角度，适当的加大风机的马达容量，有效改善定子的温度。

机组的冷却效果较差的机组冷却系统则为密闭的循环冷却，其冷却水由表面冷却器在流道中实现热交换。在水温度28℃以上时，热交换能力明显不足，引起冷却水水温过高，从而机组风温、油温、瓦温等都超过了报警值，在未确定改造方案的情况下采取限负荷运行方式，然后进行技术改造。

在轴流机组的叶片扭矩以及变形轴流式机组中包含了很多定桨式机组以及转浆式机组。当运行的工况跟最优区偏离时，则定浆式机组的转轮叶片的中角会发生变化；而当转桨式机组协联关系不正确时，转轮叶片则不会对进口产生桩基，而水流则会冲击叶片。而在叶片上负荷在不断变化，叶片的扭矩变形也在不断变化，而这一变化过程则体现为振动。要确保转轮叶片经过加工后翼型与模型保持一致，并对其加工精度进行控制。

5 结束语

总而言之，整个电站最为重要的一个设备就是水轮发电机组，为了确保水轮发电机能够长期的运行，工作人员在日常工作中要严格遵循水轮发电机组的运行使用规程，采取科学有效的方式处理科水轮发电机组故障和电动机故障，保证水轮机发电机组的正常运行，有力的保障了水电站的安全生产，从而创造出更大的生产经济效益。

[1]陈锡芳.水轮发电机结构运行监测与维修[M].北京：中国水利水电出版社，2008，6.

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1004-7344（2016）23-0083-02

2016-7-5

何 铭（1987-），男，汉族，广西南宁人，助理工程师，大学专科，主要研究水电站水轮机组运行维护。