水电站水轮发电机的运行与维护方式研究

唐竹

【摘 要】水力发电是我国电力供应的重要构成部分，与火力发电相比，水力发电具有能耗低，见效快、投资小、回报率高等特点，且水电是一种可再生的清洁能源，环境污染小，在低碳环保理念的倡导下，水电站迎来了广阔的发展机遇和平台。发电机是水力发电的重要设备，其运行效率和状况直接关乎着水力发电效益。因此，探讨水电站水轮发电机的运行与维护工作，加强水力发电设备管理，以此提高水电站运行的稳定性、安全性已经成为了水电站的一项重要任务。本文主要分析了水电站水轮发电机运行要点，及维护技术要点。

【关键词】水电站；水轮发电机；运行；维护

水轮发电机组是水力发电的重要设施，能够推进水轮的高效运作，在较短的时间内实现机械能向电能的转化，进而提高水电系统工作的效率。在实际运行过程，水电站水轮发电机由于工作时间长，管理不到位及其维修空缺的原因，难免会出现磨损和故障，进而影响水力发电的正常工作，因此，做好发电机组的检修和维护工作就显得尤为重要和紧迫了。强化水电站水轮机组的运行和维护，能够提高设备管理的水平，提升设备工作效率，确保设备稳定、安全运行的同时，还可以降低设备的维修成本，对水电站经济效益的实现和发展大有裨益。笔者结合实际经验，从水电站水轮机组运行和维护的必要性分析入手，探讨了发电机组运行与维护策略。有不对之处，请批评指正。

1强化水电站水轮发电机组运行与维护的必要性

1.1维护工作可以提高工作效率及设备可靠性

设备可靠性关系到电力正常供应，而维护工作的最终目的就在于找出设备存在的问题并解决，从而为设备稳定安全运行提供保障。设备维护工作从某种意义上来讲，是通过一定方法应用对潜在问题进行挖掘，提前将风险化解，很大程度上是一种事前控制。并且随着相关技术应用，维护工作凭借于技术优势可以通过建立模型分析，实时监测，数据分析等对设备在运行过程中可能会出现的问题进行预测，并且预测结果准确性也会大幅度提升。

1.2维护工作可以降低设备维护成本

水轮发电机组是水电站运行工作的关键设施，这些机组及部件都是特定为水力发电服务的，一般来说，具有很强的专业性、复杂性，且单位价值大。由于国内生产技术有限，一些核心设备或者零件则需要从国外购进。如若发电机组发生了故障，其维修将会产生高昂的成本和代价。从成本控制角度思考问题，需要在日常管理过程中，将维护工作细化，通过维护工作开展积累经验与技术，努力实现自主创新，摆脱对外国技术的依赖，从而使成本处于可控的范围。

2水电站水轮发电机运行要点

2.1水头对机组的贡献与运行状况影响比立式机组显著。运行水头如果降低，机组的贡献与运行状况就会立刻变化，会出现机组运行状况较低、转轮控制室受扰动较强等故障。某发电厂因河流破坏严重、杂物过多，在机组持续运行几天后，入水口挡污栏就被污染物严重塞堵，挡污栏里外压强差甚至达到25KPa，致使水头破坏过度，机组贡献大幅降低。所以，要保障机组的稳定运行，需要调节水库运行状况，时常清除挡污栏前的污染物。

2.2对厂输电稳定性要求强。如果终止厂输电，那么就会因润滑油泵不能对机组轴承给油而导致机组故障停运，所以在倒换厂输电时必须保障润滑油泵的稳定持续运行。

2.3持续运行的协助设施多和可靠性要求强。支撑机械旋转部分的润滑油泵只要终止运行，便会导致机组因故障停运。而冷凝周期水泵与机组冷凝的通风机，最初设计也是只要终止运行，机组便会因故障停运，后改进为终止运行后只传递信号而不停止运行，从而降低了机组停运的概率，提升了机组持续安全运行的稳定性。强压支轴油泵属于离散运行，在机组启动和终止时需保证稳定运行，不然将导致烧瓦故障。

2.4需有反应及时、运行稳定和性能强大的调速装置。灯泡贯流式机组由于发电装置处于水下灯泡中，体积不大，转动惯量和转轮力矩也不大，转换行程小，若无优良的调速装置，便会增加超速飞轮现象出现的几率。某厂机组的速度控制装置配置了武汉三联的调速装置，不但实现了机组启动和终止行程的智能化，还保障了灯泡贯流式机组的健康可靠运行。

2.5对周期冷凝水的品质需求。因为灯泡贯流式机组构成紧密，占用面积小，维护难度大，若要使得气体冷凝器不积垢，冷凝水则需采纳纯净水和过滤后的纯水。

2.6需时常清除入水口挡污栏中的污染物。在机组入水口处设置挡污设备，令水上污染物难以飘到挡污栏前；对粘着在挡污栏上的半飘浮污染物需用去污设施在机组停运或低负载时进行清除。假如机组长时间持续运行，那么每台机组至少每月清除一回，汛期与水量过大状况下需彻夜除污。

2.7检验温度。在开机环节里要检查轴承油流量与轴承油气温，如轴承油流量异常或温度异常，则易发生烧瓦事故。

3水轮发电机组维护技术分析

3.1新装机组维护关键技术

为了保证发电机安全工作，如果发电机装配不久、或者停止运行3昼夜时间，当再次启动其运转时，实施绝缘检测则十分必要，具体的检测工作流程为：拔除发电机和其他设备之间的一切连线，同时将发电机接线盒中的定子绕组末尾的连接片切断。要根据发电机组的电压高低来选择摇表类型，例如：发电机组电压为400V时，所选的摇表电压则要稍微偏高，大于400V，这样才能确保绝缘电阻摇测的精准性、合理性。通过摇测要保证各个设备、部件的绝缘电阻值处于合理标准。当发现定子绕组或转子绕组等的绝缘度不达标时，则要对其加以处理，提高其绝缘度。

3.2受潮维护技术

一些水电站水轮发电机组因为长时间未工作、未运转，其内部各个部件可能由于受潮而发生腐蚀变质等现象，这样其绝缘度必然下降，对此，则需要实施干燥处理，恢复其绝缘度。实际的干燥处理技术都包括：电炉干燥法、短路干燥法等。其中电炉干燥法较为常用，具体的操作流程为：将电炉（功率通常达到2000W）同发电机进风口连接，然后开启水轮机导叶，使发电机在额定转速状态下逐渐进入运转状态，这其中要特别关注的是，所连接的电炉，功率必须控制在合理范围，过大功率可能烧毁发电机，为了安全起见，保持发电机炉中温度在80度以下，通常的干燥时间为半天-2天，不可以毫无依据地延长干燥时间。

3.3发电机组的检查

水电站水轮发电机组的质检必须细致、耐心、全面，从外到内、由表面到里面都要逐一进行质检。检查发电机组外部有无裂缝、受损等现象，同发电机相连的螺栓紧固与否，是否出现松弛、脱落等问题。深入观察发电机组的调速器、水轮机等的运行状态、转动情况等，主要观察其运转灵活、变通与否，以及传动带的松紧度正常与否，其接头牢固与否，同时，也要检查发电机的不同阀门、导叶等，查看其有无破损现象，出现受损问题需及时进行调换。

3.4注重监视与检查

发电机组运行过程中必须时刻做好状态检查、清理除灰等工作，为发电机组创造一个清洁、整洁、干净的环境，例如：发电机组四周要积极排除一切杂物，及时清理发电机组表层的油渍、污渍、灰尘等，保持发电机组的干净、整洁，其中要重点清理好电刷滑环处，确保其处于干净、整洁状态，电刷与滑环作为整个发电机内部非常重要的组成部分，主要负责电流传输、电能输送等工作，只有确保这两大部件功能正常，才能发挥其关键作用。实际的检修与运行维护中要加强监视与监督，通过观看、观察、听声、闻味等来识别发电机组有无异常故障。

参考文献：

[1]姚庄水电站水轮发电机组设备改造简介[J].张海山.河北水利.2013（10）

[2]大黑汀水电站水轮发电机组增容改造[J].刘建波，武金辉.水力发电.2018（01）

[3]水电站水轮发电机组轴线检查及调整[J].王春旭.黑龙江科技信息.2014（24）

（作者單位：四川华电泸定水电有限公司）