水轮发电机组调试问题与解决方法

彭飞 四川华电金川水电开发有限公司

一、引言

水轮发电机属于安全、可靠且具备高效性的机械设施，相关人员要想保证其稳定运行，就要对其运行过程中常出现的问题隐患予以解析，不过在现实处理中人们常常不加以重视，如此一来就会使得发电机在运行过程中极不稳定。就当前来说，我国水电工程项目获得了迅猛发展，此时为我国能源结构的合理调整创造了积极的有益条件，在后续工作中，人们不但对其设备安装提出较高要求，同时也对其维护工作有较高要求。基于此，本文将就水轮发电机组调试问题展开详尽地阐述，并提出一系列的解决方法，以此为鉴。

二、雷电冲击闪络问题

（一）主要问题

在某水力发电站中，相关人员已经完成了有关220kVGIS 设施高压测验前的检查工作，GlS 设施工频耐压测验成功通过。在第二天进行雷电冲击测验时，此时C2、C1、B1 都已经全都通过测验。而B2 负极性经过的时候，其正极性100%闪络了两次，接着换线至A 相，A1 第一次负极性100%产生闪络现象。对于上述问题，相关人员对出现闪络故障的回路展开检修核查。在拆卸闪络回路期间，同时还察觉到引起放电或闪络的位置残留了多重迹象。

（二）产生故障的原因分析

根据实地调研，相关人员发现220kVGIS 设备出现放电问题的地方多集中在母线或者产品尾端。依据现场实际出现闪络的位置及盆子闪络状况来看，针对透气盆子出现闪络的情况较多的问题，同时大多出现在透气盆子开口位置。通过仔细盘查，可以看到透气盆子预留开口位置的倒角均会出现直角边情况，在开始高压雷电冲击测验期间，雷电脉冲电压测验对于尖锐突出物体的探测极为高效。依据有关资料可知，采取波前时长相对较长的雷电冲击电压，于短期的测验冲击之下，尖的边缘无法实现冠状物平稳，所以，和长期的受压，比如工频电压或St／OSl 相对比，在比较低的电压的条件下常会出现闪络问题。一旦产生闪络现象，那么极易引发较为重大的过电压，同时还会伴随有较为危险的二次闪络，因此，引发该雷电冲击测验的环节中，其多数盆子都会出现闪络问题。

（三）处置方案及防范方法

首先，针对现场实际状况，为防止雷电冲击测验过程中，再次产生不良性的闪络问题，把出现闪络故障的回路移除之后，接着再对有关直角绝缘盆子予以再次替换（涵括故障闪络绝缘盆子等等）。其次，厂家所给定的雷电冲击耐压取值相对很高，此时相关人员要把厂家原本的设定取值670kV 替换成为国际标准，耐压值即为620kV。第三，对于耐压故障回路所关乎到的范畴，相关人员要全面地考量耐压测验的范畴划分，把有关故障回路予以分段耐压处理。第四，相关负责人要严格把控工程施工环境及工程工艺标准。

三、顶盖排水故障问题

（一）主要问题

某水力发电站的样水轮发电机组顶盖排水泵和射流排水泵出现异常，此时就会造成顶盖的水位要明显超出水导设施，此时油槽泡入水中，水导外循环电机同样也遭水侵蚀，进而导致自动化元件渐渐泡水。

（二）产生故障的原因分析

水轮发电机组顶盖排水系统常常通过三台顶盖排水泵设施以及一台射流排水泵设施共同构成，在应用顶盖排水泵设施过程中，要求将其作为主用，交替开启，而继续将射流泵当作备用设施。如果水位小于85 毫米，此时三台顶盖泵设施以及一台射流泵设施在短期内处在暂运的情况之下，如果水位超出385 毫米，那么自动开启一台顶盖泵。如果水位超出485 毫米，那么自动开启两处顶盖泵；如果水位超出585 毫米，那么自动开启三台顶盖泵，此时也需要启动射流泵设施。1#泵与3#泵电源常取自于400V 首段馈线，而2#泵常常和射流泵电源源自于400VlI 段馈线。除此之外，在调试、试运行过程中，相关人员就要求在顶盖下方设置临时性排水泵，电源独自取自工程用电。通过进一步盘查发现，首先，3#水轮发电机组母线长期处在断电检修态势下，同时400VI 段、II段母联备自投失败，I 段母线全部装置都缺电。所以，顶盖泵失电很难顺利运作。其次，2#顶盖排水泵热继电器动作，如此一来，就造成2#泵很难顺利运作。考虑到1#、3#泵失电，2#泵长期运作会造成电机过热，热继电器活动，而且察觉到热继电器整定值并未整定，此时过低。第三，射流泵的电动阀开阀节点接线出现偏差，中间继电器并没有反应，此时造成电动阀无法开启。除此之外，由于当时试运行工作者的岗位意识不强，并未及时察觉到上述隐患，所以当时并未投入应用临时性顶盖排水泵[1]。

（三）处置方案及防范方法

首先，相关人员要及时对水导油槽提供排油、清理、滤油、核查以及回装处理。其次，严谨地拆除、替换水导外循环电机设施。第三，仔细拆除、替换及核查水导自动化元件。第四，相关人员还应该及时核查及调控顶盖排水系统中的断路器、继电器等设施。第五，确保机组自用电I、lI 段顺利地分段运作。第六，及时更换、检查全部电动阀、顶盖泵中的节点讯息。最重要的是，相关负责人要强化试运行管控工作，在潜移默化中培育运行人员的责任意识。

四、调速器故障问题

（一）主要问题

某770MW 水力发电站的2#水轮发电机组调速器在进行分段闭合调试过程中，相关人员察觉到很难较为高效地稳定第二段闭合时长，同时在该时期缺乏规律性地不停延长或者缩短。在试验期间，陡然产生了油泵堵塞的现象，开启过滤器并提供清洁处理的时候，不难看到大批量的木屑遗留在了滤网之上，此时暂停测验。

（二）产生故障的原因分析

首先，相关人员要及时移除接力器关腔的管路，此时管路中并未出现显著性的异物或者杂质，而在接力器的开腔管路中，遗留了很多的碎木屑。针对这一情况，相关人员利用内窥镜对接力装置予以核查之后，最终于分段闭合阀的阀芯中察觉到了木块或者破布。除此之外，相关人员检查主配压阀的过程中，同样也察觉到了内部存在杂质。

（三）处置方案及防范方法

首先，相关人员要对分段闭合阀予以分解，将木块取出，同时还要求及时清理阀体流道。其次，及时清理全部关腔的管路，在清理结束后就要继续吹扫干净。第三，仔细清扫并核查主配压阀。第四，在安装阀件、管路的过程中，相关人员还应该仔细地清理流道。第五，安装期间，要对已经冲刷过的管路、阀件进行防护处置，同时还要在安装之前仔细核查防护材料是否需要移除。最后，在装配阀件、管路的过程中，施工公司务必要仔细地考察厂家，规范工程工艺及流程。

五、发电机定子接地故障问题

（一）主要问题

某水力发电站的3#水轮发电机组在顺利运作期间，突然间发电机出现保护动作，所以导致停机。通过仔细核查发现这属于发电机“定子一点接地”动作跳机。

（二）产生故障的原因分析

出现故障后，通过测验、核查不难看出，3#水轮发电机组绕组受损，同时相关人员还察觉到高压绕组第二层出现了放电问题，且绝缘层碳化发黑，这就进一步表明该故障属于出口PT 绝缘现象诱发的发电机定子绕组接地。进一步来说，原本的发电机出口结构较为滞后，同时环氧物料固化不匀称。其次，原型号的PT 铁心与一次绕组末端均是搭载在一块儿的，所以很难在短时间分开铁心以及PT 一次绕组，提升了检修的难度系数。除此之外，就当前来说，10kVPT 装配至制动开关内部，开关封闭，空间不大，所以无助于后续地核查养护以及测验等等。

（三）处置方案及防范方法

相关人员要及时替换先进发电机出口10kVPT，采取新型化的工艺手段，同时还要灵活地利用新型PT，进一步分离铁芯以及一次绕组末端。其次，替换原发电机出口PT 的装配方位，接着把发电机出口PT 装配至空间相对较大的67 米高程励磁变柜中，在进行PT 装配之前，相关人员要完成好专业化测验。

六、发电机滑环故障问题

（一）主要问题

某水力发电站水轮发电机组从投入运作开始，其发电机滑环碳刷就出现了一系列打火问题，由于新安装机组碳刷和滑环间存在既定的磨合过程，所以相关人员连续观察了一段时间，此时依然发现，通过三个月的磨合阶段之后，依然存在发电机滑环碳刷的打火问题。

（二）产生故障的原因分析

水轮发电机组的正、负极导电环属于两块半圆形的导体，其常常稳固在滑环周边（并不和滑环进行碰触）。通常来说，励磁电流经过导电环中的碳刷和滑环相互碰触。正、负导电环上分别装配了十处不同的碳刷，各自存在十组励磁电缆，此时连接至正极导电环的左端以及负极导电环的右端。励磁电流经过一系列电缆之后，由半圆形导电环的一端转移至另一端。（正极由左端转移至右端，负极由右端转移至左端），再通过装配于导电环上的碳刷各自流入至正、负极滑环。经过长期观察可以看到如下情况，其一，励磁电缆聚集连接至导电环一端，而碳刷却是匀称布局在导电环之上的。贴近励磁电缆的首个碳刷最先转移进电流，另一边的第十个碳刷距离励磁电缆接入点最远。最后连接至励磁电流，导致分流不匀称。其二，碳刷的受损程度不一，松紧弹簧受力不统一。

（三）处置方案及防范方法

首先，相关人员要把原导电环和底座绝缘环氧板移除下来，接着再装配上新的导电环以及绝缘环氧板。新导电环的励磁电缆接入点安置于导体中端，接着励磁电流由导电环中间渐渐传入，接着再继续朝着两端分流到碳刷。其次，相关人员要及时替换碳刷，装配上新型的碳刷座以及碳刷，此时要确保新碳刷弹簧松紧合宜，而且还应该于正、负极导电环上各自增设两组碳刷，数量包括原本的10 组，接着上升至12 组。对导电环与碳刷进行一段时间改造之后，进一步解决了水轮发电机组的滑环碳刷打火问题[2]。

七、试运行中的检查措施分析

试运行工作者在巡视或者值守期间，常常都要遵循“一看”“二听”“三闻”“四查”的基本准则，眼鼻耳都调动起来，从而将异常故障都遏制在萌芽初期，如此一来，就能够保证水轮发电机能够顺利运作。首先，“一看”指的就是相关人员要仔细察看装置设施的压力值、电流值以及电压值等有无在标准范畴之中，查看有无出现不良波动问题。除此之外，还应该仔细观察设施运作期间的元件、设施、终端接口位置有没有显著性的颜色变化，查看设施位置的地面、墙面以及管路有无存在不良性的水渍、油渍渐渐外渗。其次，“听”指的就是要求相关人员仔细倾听设施有无出现异常声音，各部位有无出现异常震动以及响声等等[3]。其三，“闻”指的就是在运作期间留意有无异常气味。其四，“查”指的就是在设施或机组运作期间，相关人员要时常性查看等等。比如说查看各设施的运行温度有无正常。在保证安全的前提下，还需要近距离地感受温度，或者使用手背去碰触外壳，看看温度是否合宜。除此之外，相关人员还应该查看盘柜、箱体等柜门有无关闭，同时还应该仔细观察带电设施处的安全护栏和警示标志牌有无正确摆放。

八、结束语

综上所述，水轮发电机组运作稳定性以及安全性在很大程度上影响着水电站的生产活动，为了进一步提升运作效率，就要求相关人员及时发现水轮发电机组调试问题，并明确诱发故障出现的原因，从多个方面展开分析，从而选择针对性的措施予以优化处置。