水利工程泵站机电设备故障诊断与处理

赵华君

摘    要：水利工程建设对于国民经济的发展起到至关重要的作用，近年来，随着经济水平的逐渐提高，水利工程数量也是日渐增多，开始规模化发展，但是由于发展过快，缺少过渡阶段，导致其在泵站建设施工中还存在一些问题，本文对水利工程泵站关键机电设备的故障诊断方法进行了分析，结合实践经验与实际案例，对水轮机止漏脱环、定子水冷发电机漏水故障、励磁系统故障等常见故障处理进行阐述。

关键词：水利工程泵站;机电设备;故障处理

1  引言

在我国开展水利工程目的就是为了兴水利、除水害，造福于人民，服务于社会，近几年水利工程建设的数量不断增多，但是在具体的管理模式上还是存在一定弊端，泵站是水利工程重要组成部分，必须加强对泵站运行安全稳定性的维护，及时有效地完成故障诊断与处理，为社会经济发展提供基础性支撑。

2  泵站主要机电设备的故障诊断分析

2.1  变压器

在变压器处于运行状态下，对其发出的声音进行监听，若声音持续保持蜂鸣“嗡”声则可判断其运行正常。保持良好的通风与散热，着重关注油位、油色、油温等，控制上层油温在85℃以下，且不存在渗油与漏油的问题。保证高低压侧桩头的高度清洁，且不存在放电、冒烟的现象。标志明确清晰、运行环境干净整洁。在送电前展开检查，变压器运行中每6h检查一次。在遭遇雷雨等恶劣天气时，要着重排查线路的故障与高压保险动作。

2.2  电动机

在电动机处于运行状态下，对其发出的声音进行监听，若声音持续保持蜂鸣“嗡”声则可判断其运行正常。保持良好的通风与散热。着重检查碳刷与滑环的接触情况，确保相应位置不存在冒火花的问题。当确定电动机存在故障后，应立即断开电动机电源、拆卸电动机，观察故障区域与元件，并实施更换。测量电动机的运行温度，当检测到轴承運行温度高于85℃时，需要着重检查润滑与轴承安装情况。

2.3  水泵

在当前的水利工程泵站中，使用的水泵形式较为多样，本文选取轴流水泵，对其故障诊断方法进行分析。在轴流水泵故障检查中，若是观察到泵轴出现偏心晃动或是发出异常闷响、间断性“吱”声时，要立即落实停机与进一步检查。严禁橡胶轴承脱水的问题发生。当前池水位达到设计低水位以下时，应当立即落实停机检修。

3  主要机电设备故障的处理实践

3.1  案例简述

（1）水轮机止漏脱环。某泵站5#机组在运行中推力瓦温度升高至85℃，顶盖水压升高至0.25MPa。检查中发现，水轮机在运行中发生止漏脱环事故。

（2）定子水冷发电机漏水事故。某泵站3#机组主要使用了西门子公司生产的定子水内冷机组转子的风冷系统。在实际运行中，定子水冷接头开焊，发电机保护动作，最后烧损90多根上下层线棒，定子铁心未损坏，抢修三个月才投入运行。

（3）励磁系统故障。案例1：某泵站2#机组由于励磁柜天花板漏水引发励磁回路接地。其后，检修人员消除漏水，实现故障处理。案例2：某泵站9#机组励磁变相间短路，保护正确动作切除事故。

3.2  处理方法

（1）水轮机止漏脱环的事故处理。在进行水轮机止漏脱环事故的处理中，需要落实以下几项操作：第一，起升部件。由于并未在前期完成A级检修的准备，因此只能分解水轮机部分，并使得底环在机坑内升起一定的高度，达到水轮机修复目的。第二，下止漏环的处理。更换一个新的止漏环，保证其内外直径与原有止漏环尺寸一致。为了保证焊接操作的顺利展开，要将高度由原有的160mm调整至120mm;焊缝角由原来的10mm调整至15mm。

使用碳弧气刨完成原有止漏环焊缝的处理，在此过程中，要避免底环变形、过流表面损伤等问题的发生，并将止漏环分切成8段取出;打磨底环与止漏环配合的内圈基面，保证表面光滑平整，可以观察到金属光泽;将新止漏环固定于底环位置，并使用C形夹临时固定，两者之间的距离检查合格后展开焊接（点焊固定）;依托圆弧形模板完成止漏环检查，确定尺寸合格后落实定位焊。

经过上述处理，实现了水轮机止漏脱环故障的有效处理，检修结束后机组投入运行。此时，机组运行稳定性参数如下：水头67.66mm，负荷48MW，水导摆度0.2mm，上导摆度0.06mm，上机架水平方向振动0.01mm、垂直方向振动0.01mm，下机架水平方向振动0.01mm、垂直方向振动0.02mm，尾水管压力脉动1.6kPa。同时，观察到机组的运行状况良好，各项参数均符合要求。使用上述方法进行水轮机止漏脱环故障的处理时，能够大幅降低导叶、连杆、套筒、拐臂等部件的拆装工作量，故障检修工期明显缩短。

（2）定子水冷发电机漏水事故的处理。为了防止发电机定子线棒层间测温元件的温差、出水支路的同层各定子线棒引水管出水温差，需要进一步加大相应区域温度的监督力度。

在测定温度与温差的过程中，智能温度仪发挥出较大应用优势，其可以测出任何一点的温差。加大对定子线棒各层间以及引水管出水间温差的监测，第一时间发现并确定定子水冷回路堵塞的线棒，以此降低定子水冷发电机漏水事故发生的概率;定期对发电机内冷水回路中的绝缘引水管展开检查，确保其表面不存在任何伤痕;控制引水管交叉、引水管间、端罩间的绝缘距离处于合理范围。

依托上述方式，能够完成定子水冷发电机中不同构件运行温度的实时监测，且获得的数据结果更加准确，为技术人员进行故障处理操作提供参考与指导;不仅实现了定子水冷发电机漏水事故的有效处理，使发电机迅速恢复至正常运行状态，还达到了预防故障发生的效果，保障发电机能够持续在正常状态下运行。

（3）励磁系统故障处理。发现励磁发电机内部出现短路后，要立即对发电机励磁系统展开灭磁处理，防止事故的进一步扩大。同时，需要在发电机实际运行时，在励磁调节器中加设自动调节通道，严禁使用恒流电源或是手动通道，最大程度地降低励磁系统故障的发生概率。

实践经验表明，欠励、过励以及过激磁是励磁系统故障的主要类型，且对发电机造成的负面影响较大。基于这样的情况，在进行励磁系统的故障预防、检修与处理中，需要重点完成以下工作：对励磁系统的功能进行优化调整，确保其具备自动调节、过励限制、欠励限制、过激磁限制、无功补偿以及PSS电压互感器断线保护等功能;使用交直流双路电源、双自动通道以及数字控制，维护励磁系统的运行可靠性;在展开励磁调节器过励限定值的计算与整定时，要重点维护调节器过励限制、发电机转子过负荷保护、过励保护的阶梯关系;在控制发电机电压升高或是转速不断下降的条件下，依托过激磁保护将发电机励磁电流控制在允许范围内，且在进行计算的过程中，主要对变压器过激磁能力进行考量。

依托上述处理方法，实现了励磁回路接地与励磁变相间短路故障的迅速处理，使机电设备迅速恢复至正常运行状态。

4  结语

在水利工程运行管理中，要重点保障水利泵站机电设备的运行安全性，并落实故障分析与处理。通过对变压器、电动机、轴流水泵等主要机电设备故障诊断的落实，结合水轮机止漏脱环、定子水冷发电机漏水事故、励磁系统故障这些常见事故的处理，可以有效保障泵站机电设备运行的安全性与可靠性。

参考文献：

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