水轮发电机组常见故障及维护措施研究

姜春 姜建勋

摘要：在水力发电中，水轮发电机组发挥着重要的作用，为了确保水轮发电机组正常运行，需要对水轮发电机组开展常见故障检修工作。对此，文章通过对水电厂水轮机组运行分析，指出水轮发电机组运行中常见的故障，并提出排除水轮发电机组故障的具体措施，为组织开展水轮发电机组检修工作提供参考。

Abstract： In the hydroelectric power generation， the hydro-generator set plays an important role. In order to ensure the normal operation of the hydro-generator set， it is necessary to carry out common troubleshooting and repair work on the hydro-generator set. In this regard， the article analyzes the operation of hydro-generator set， points out common faults in the operation of hydro-generator set， and proposes specific measures to eliminate the faults of hydro-generator set， which provides a reference for organizing the maintenance work of hydro-generator set.

關键词：故障检修;水力发电;电机维修

Key words： troubleshooting;hydroelectric power generation;motor maintenance

中图分类号：TM312                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）02-0254-03

0  引言

随着经济的发展，我国城市化进程不断加快，城市化建设取得骄人成绩。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。

1  水电厂水轮机组运行分析

随着改革开放的不断深入，我国经济建设、城市化建取得双丰收，为有效满足人们生产、生活所需的电能，倡导绿色、可持续发展理念，水力发电逐渐受到人们的认可和关注。借助水力进行发电，一方面可以保证发电过程的环保无污染，另一方面能够为社会提供电力资源。所以，加强水电厂发展具有重要的现实意义。

1.1 水轮发电机组组成

对于水轮发电机组来说，其组成主要包括定子、转子和励磁装置三部分，其中：

1.1.1 定子

定子的正常运行需要借助铁芯、基座和隔振装置来维持，同时发挥着稳定水轮发电机组的作用。

1.1.2 转子

转子组成主要包括三部分，分别为轮毂、风扇、主轴装置，其功能是确保水轮发电机组运转的稳定性。

1.1.3 励磁装置

其功能是为转子的运行提供磁场，在水轮发电机组内部，励磁装置通过在转子与定子之间形成产生磁场，为转子正常运行提供发电所需的能量。

1.2 检测水轮发电机组的意义

1.2.1 确保水电厂正常运行

随着科技的不断发展，电力已经进入自动化、高电压发展阶段，与火力发电相比，水电厂一方面需要提供电力资源，另一方面需要承担电网调峰、调频的功能。在水电厂内部，水轮发电机组作为一种重要的电能转换装置，不仅需要保障水轮发电机组的可靠性，同时需要保证水电厂正常运行。

1.2.2 排除安全隐患

我国作为一个人口大国，相应的也是一个能源消耗大国，为了满足日常生产生活的电力需求，需要对水轮发电机组进行扩容处理，在这种情况下，对水轮发电机组的运行状态提出更高的要求，同时为确保水轮发电机组稳定运行，需要定期检测水轮发电机组的运行状态，第一时间内发现水轮发电机组存在的安全隐患，并对其进行日常维护，避免安全隐患给水电厂造成经济损失。

1.2.3 积累发电机组故障检修经验

在我国，随着用电需求缺口的不断增大，为了满足市场和经济发展的用电需求，需要增加水轮发电机组的装机容量，进而增加了水轮发电机组的故障频率。因此，需要对水轮发电机组进行不定期检修，并对其进行日常维护，在检修、维护过程中，可以积累检修水轮发电机组的常见故障经验，为组织开展大容量、高负荷水轮发电机组研究工作提供实践经验。

2  水轮发电机组运行中常见的故障

对于水电厂水轮发电机组来说，在日常运行过程中，受自身容量扩容、外界环境等因素的影响和制约，导致出现一些故障，影响水轮机组正常运行。通常情况下，水轮发电机组运行中常见的故障主要表现为：

2.1 参数异常

水轮发电机组的工作参数出现异常，这一故障是由于水轮发电机组参数超出了正常范围，导致水轮发电机组“带病”运行。对于这一故障，虽然不能对水轮发电机组造成直接损坏，但是随着“带病”运行长时间的不断累积，会影响水轮发电机组计算结果的精确性，进而在一定程度上对水轮发电机组运行的稳定性产生严重影响。

2.2 温度异常

水轮发电机组的温度异常是指，机组在正常运行过程中，受漩涡现象的影响，机组内部的定子、转子、铁芯等会产生不同程度的电流，导致定子等自身温度出现上升，进一步造成整个机组温度过高，随着温度的不断增加，最终导致水轮发电机组出现故障，严重时甚至会熔融部分零部件，引发意外事故，给水电厂造成经济损失。

2.3 甩油装置故障

在运行过程中，水轮发电机组会出现不同程度的甩油现象，引发这种现象的主要原因包括：

2.3.1 加油量过多

在给水轮发电机组加油时，由于运行人员失误，造成加油量超过机组油箱阈值，导致水轮发电机组运行过程中出现不同程度的甩油现象。

2.3.2 运转幅度过大

对于水轮发电机组来说，受自身内部的定子、转子、励磁装置等结构的影响，导致水轮发电机组难以正常运转，增大了水轮发电机组的运转幅度，当油箱内的油难以承受机组运转幅度时，就会引发甩油现象。

2.3.3 油箱质量问题

由于水轮发电机组油箱存在质量问题，出现密封不严密的现象，伴随着水轮发电机组的运行进一步引发甩油现象。

2.4 并网受阻

所谓并网受阻是指，在运行过程中，工作人员组织开展水轮发电机组校准工作时，由于电压、频率、相位等参数存在异常，阻碍了水轮发电机组并网。从实际情况来看，要清除并网障碍，需要机组工作人员提高机组运行的精確性，降低机组运行的误差，最大限度确保自动校准与手动校准的各项参数保持一致，避免发生并网故障。

2.5 转子接地故障

从接地类型的角度来说，可以将转子接地分为两类，一类是转子单点接地，一类是转子回路两点接地，其中，转子单点接地不会造成电流故障，在一定时间内可以保证励磁系统正常运转。如果水轮发电机组单点接地，就会造成发电机组正负极反转，在这种情况下，原来的水轮发电机组转子单点接地就会变成两点接地，影响转子转动功能的正常发挥。

2.6 机械故障

对于水轮发电机组来说，机械故障主要是发电机强震。所谓发电机强震是指，由于水资源流动不均匀，导致发电机组出现不同程度的震动。与其他故障相比，发电机组的强烈震动更具隐蔽性，一般不容易发现。水轮发电机组电机长时间的强烈震动会严重削弱发电机组的零件使用寿命，对发电机组正常使用产生不利影响。对于发电机强震故障，可以通过分析水轮发电机组的振动情况，进一步消除此类故障。

另外，随着科技的发展，现阶段水电厂水力发电机组数量较传统的水力发电站发电机组数量明显增多，并且发电时间、发电量显著增加。传统的检修方式由于检修时间过长，难以满足当前水电厂运行需求，因此，如果水轮发电机组检修不到位，在这种情况下就会引发电网障碍，故障严重时会影响人们的生产、生活，甚至造成经济损失。

3  排除水轮发电机组故障的具体措施

3.1 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。

3.2 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。

3.3 加强机组的日常维护

对发电机组进行日常维护是确保发电机组正常运行的基础和重要保障。由于水轮发电机组正常运行过程中，一些杂物会随着水流进入发电机，这时需要对水轮发机组开展定期的清理工作，通过开展清理工作，清除杂物避免出现堵塞等问题，从而保证水轮发电机组的清洁性。另外，还需要及时清理水轮发电机周围的积水，避免积水引发的各种故障。对于水轮发电机组检修人员来说，在检修过程中发现水轮发电机组出现故障，需要及时找到故障点，并采取相应的故障解决措施，确保机组正常运行。同时，根据水轮发电机组运行的实际情况，定期更换压轴装置中的油泵，为调速器杠杆连接处注入机油，确保连接处的润滑性，避免连接处发生锈蚀，影响发电机组运行的平稳性、安全性。

4  结论

随着经济的发展、科学技术的广泛应用，人们的生产、生活对电能的需求不断增加。与火力发电相比，水力发电凭借自身环保、安全的优势越来越受到人们的重视和青睐。但是，在水电站发电机组运行过程中，机组可能会受到某些因素的影响而出现故障。为了确保发电机组正常运行，需要对发电机组进行日常检修，通过检修可以全面掌握发电机组的损坏状态与规律，并用检修结果指导发电机组维修，用维修实践验证或修正日常检修技术，进而在一定程度上完善机组检修技术，提高机组维修水平。从某种意义上说，详细检修是确保水电厂水轮发电机组正常运行的基础，通过机组检修避免水轮发电机组出现故障，制约水利发展。在水力发电中，作为水轮发电机组工作人员，需要按照检修标准对水轮机组进行日常检修，一方面要缩短检修周期，降低检修规模，另一方面要确保发电机组安全、稳定、高效运行，这是水力发电机组检修人员最高、唯一和不懈追求。

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