水輪發(fā)電機組常見故障及處理措施分析

張生賢

摘 要：目前由于社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展過程中對電能的需求量不斷增加，中小型水電站得以快速發(fā)展起來，其為緩解電力系統(tǒng)供電緊張情況發(fā)揮了極為重要的作用，同時還在很大程度上降低了發(fā)電過程中對礦產(chǎn)資源的消耗，對各地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展起到了積極的促進作用。水電站中重要的生產(chǎn)任務(wù)都是由水輪發(fā)電機組來完成的，所以水輪發(fā)電機組正常的運行是確保水電站安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。水輪發(fā)電機組作為機械設(shè)備，在長時間的運行過程中不可避免的會有故障發(fā)生，使其正常運行受到影響，所以在中小水電站內(nèi)，需要加強對水輪機組的檢修工作，檢修人員需要在實踐工作中不斷的充實自身的專業(yè)知識，及時排除故障隱患，確保水輪發(fā)電機組能夠安全、穩(wěn)定的運行。文章分別從發(fā)電機過負荷、轉(zhuǎn)子一點接地、轉(zhuǎn)子回路兩點接地、溫度過高、轉(zhuǎn)子回路斷線、定子接地及冒煙著火等多個方面對發(fā)電機組的故障及處理進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機；故障；現(xiàn)象；處理c

前言

水輪發(fā)電機組具有復雜性，其不僅包括機械部分和電氣部分，還包括油、氣、水系統(tǒng)等，而且在運行過程中受到影響的因素也較多，極易在運行過程中出現(xiàn)異常情況或是發(fā)生故障。一旦有故障發(fā)生，則會使水輪發(fā)電機組的正常運行受到影響，無法保證正常的電能供應(yīng)。所以作為運行人員需要做好水輪發(fā)電機組運行過程中的檢修工作。

1 發(fā)電機過負荷

1.1 現(xiàn)象

當發(fā)電機處于過負荷狀態(tài)下時，其定子電流會超過額定值，同時其有功、無功及轉(zhuǎn)子電流也會超出額定值，同時定子電流如果超出額定值的1.1倍時，則會導致過負荷保護發(fā)出動作，出現(xiàn)過負荷報警信號。

1.2 處理

在水輪發(fā)電機組正常運行過程中，需要加強監(jiān)視，對其電壓、頻率和電流大小進行進行實時關(guān)注。一旦發(fā)現(xiàn)電壓或是頻率升高時，則需要通過降低無功或有功負荷，使定子電流能夠降至額定值范圍，當調(diào)整后狀況沒有得到有效改善時，則需要采取切實可行的措施將過負荷消除。當電壓或是頻率降低時，則為了避免過負荷的產(chǎn)生，則可以減小勵磁電流，但需要確保母線電壓要處于正常值范圍內(nèi)。一旦母線電壓降至事故極限值時，這時發(fā)電機組仍處于過負荷狀態(tài)下，這就需要采取限負荷運行，必要時還需要啟動備用機組。

2 發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地

2.1 現(xiàn)象

在發(fā)電機出現(xiàn)轉(zhuǎn)子一點接地時，表計指示沒有異常情況發(fā)生，但無論是警鈴、還是轉(zhuǎn)子一點接地信號都會發(fā)生報警信號，同時計算機報警信號也會同時反應(yīng)。

2.2 處理

當發(fā)生轉(zhuǎn)子一點接地報警時，則需要對轉(zhuǎn)子一點接地信號進行檢查，看其是否能夠復位，從而判斷出是瞬時接地還是永久接地；通過轉(zhuǎn)子電壓表來對轉(zhuǎn)子正地對和負對地電壓值進行測量；通過勵磁回路的檢查來對接地的性質(zhì)和部位進行判明；無論是金屬性接地還是非金屬性接地，都需要及時報告調(diào)度做好停機準確，但對于金屬性接地，則需要還做啟用備用機組的準備。當發(fā)生轉(zhuǎn)子一點接時，檢查處理時間通常都是在二個小時內(nèi)完成，如果二個小時內(nèi)沒辦法處理的，則需要停機進行處理。

3 轉(zhuǎn)子回路兩點接地

3.1 現(xiàn)象

（1）警鈴響，機旁發(fā)“轉(zhuǎn)子接地”信號，計算機有報警信號；（2）轉(zhuǎn)子電流異常增大，轉(zhuǎn)子電壓降低；（3）無功功率表指示降低，功率因數(shù)可能進相，有功負荷可能降低；（4）由于磁場不平衡，機組有劇烈振動聲；（5）嚴重時，失磁保護有可能動作。

3.2 處理

由于轉(zhuǎn)子兩點接地時，由于轉(zhuǎn)子電流增大，可能使勵磁回路設(shè)備損壞；若接地發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)部，則轉(zhuǎn)子繞組過熱；機組劇烈振動損壞設(shè)備，因此立即緊急停機，并報告調(diào)度。

4 發(fā)電機溫度過高

4.1 現(xiàn)象

（1）上位機發(fā)對應(yīng)“機組溫度過高”信號；（2）發(fā)電機定子線圈、定子鐵芯或冷、熱風溫度高于額定值。

4.2 處理

（1）若發(fā)電機的有功負荷或定子電流超過了額定值，則調(diào)整到額定范圍內(nèi)運行；（2）若測溫裝置異常引起，則退出故障測點，并通知維護專業(yè)班組進行處理；（3）若空冷器進、出水閥開度不夠，則調(diào)節(jié)空冷器進、出水閥開度；（4）若機組冷卻水壓不足，則檢查供水泵，同時投入機組冷卻備用水，調(diào)整水壓至正常；（5）若空冷器堵塞造成水路不通，則短時加壓供水或倒換機組冷卻水；（6）若空冷器進出水閥閥芯脫落在關(guān)側(cè)引起，轉(zhuǎn)移機組負荷降低機組出力運行，控制冷、熱風溫度不致過高；（7）在不影響全廠出力和系統(tǒng)的條件下，適當調(diào)整各機組的有、無功負荷分配；（8）經(jīng)采取以上措施無效，定子線圈、鐵芯溫度超過120℃，則應(yīng)聯(lián)系調(diào)度停機處理。

5 發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路斷線

5.1 現(xiàn)象

（1）警鈴響，發(fā)“失磁保護動作”信號，計算機有報警信號；（2）發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流表指針向零方向擺動，勵磁電壓升高；（3）定子電流急劇降低，有功、無功降至零；（4）如磁極斷線，則風洞內(nèi)冒煙，有焦臭味，并有很響的哧哧聲。

5.2 處理

（1）立即停機，檢查FMK動作情況，并報告調(diào)度；（2）如有著火現(xiàn)象，應(yīng)立即進行滅火。

6 發(fā)電機定子接地

發(fā)電機定子接地是指發(fā)電機定子繞組回路或與定子繞組回路直接相連的一次系統(tǒng)發(fā)生的單相接地短路。定子接地分為瞬時接地、永久接地、斷續(xù)接地等。

6.1 現(xiàn)象

（1）警鈴響，機旁發(fā)“定子接地”信號，計算機有報警信號；（2）定子三相電壓不平衡，定子接地電壓表出現(xiàn)零序電壓指示。

6.2 處理

（1）檢測、A、B、C三相對地電壓；（真接地時，定子電壓表指示接地相對地電壓降低或等于零，非接地相對地電壓升高，大于相電壓小于線電壓，且線電壓仍平衡。假接地時，相對地電壓不會升高，線電壓不平衡。這是判斷真、假接地關(guān)鍵；（2）經(jīng)檢查如系內(nèi)部接地，報告調(diào)度，起動備用機組或轉(zhuǎn)移負荷，盡快解列停機；（3）經(jīng)檢查如系外部接地，應(yīng)查明原因，報告調(diào)度，按調(diào)度的要求處理；（4）在選擇接地期間，應(yīng)監(jiān)視發(fā)電機接地電壓，發(fā)現(xiàn)消弧線圈故障應(yīng)立即停機。

7 發(fā)電機冒煙著火。

7.1 現(xiàn)象

發(fā)電機上部蓋板或是密封不嚴處有煙氣冒出，而且風洞內(nèi)會出現(xiàn)濃煙，還會有絕緣燒焦的氣味，嚴重時還會有火花冒出。

7.2 處理

當值人員發(fā)現(xiàn)以上情況時，可以判斷發(fā)電機著火，這時需要緊急進行停機，并通知值長進行及時處理，查看發(fā)電機出口開關(guān)，確保出口開關(guān)處于跳開的間狀態(tài)，同時還要確保滅磁開關(guān)也處于跳閘的狀態(tài)，這時可則需要采用消防水進行滅火，在滅火的同時觀察水車室的水路是否處于暢通狀況，直到火熄滅為止。

8 結(jié)束語

水電站安全、穩(wěn)定的運行與水輪發(fā)電機組的正常運行息息相關(guān)，水輪發(fā)電機組作為水電站安全生產(chǎn)的重要保障，只有其處于良好的運行狀態(tài)下水電站的經(jīng)濟效益才能實現(xiàn)。因此作為水電站水輪發(fā)電機組的運行人員，需要在工作過程中科學合理的做好日常運行維護工作，嚴格依照運行規(guī)程來進行操作，在實踐工作中不斷積累經(jīng)驗，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時進行維修和處理，確保水輪發(fā)電機組的使用壽命能夠延長，保證水電站的安全生產(chǎn)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]宋天勇.中小型水電站水輪發(fā)電機組的自動化改造[J].技術(shù)與市場，2011（7）：245-246.

[2]陳順永.水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷方法[J].甘肅科技，2010，26（22）：70-71.

[3]程傳玲，蘇志波.淺談水輪發(fā)電機失磁保護[J].沿海企業(yè)與科技，2010（9）：119-121.