探析水電站機械常見故障檢修技術的應用

高健

摘 要：文章主要針對水電站機械的故障檢修技術進行探析，先介紹了靜態檢修技術和專家診斷技術在勵磁系統故障檢修中的應用，然后針對水力發電機的故障檢修工作進行介紹，最后闡述了對其穩定性的檢測及密封控制技術在水輪機檢修中的應用。

關鍵詞：水電站；機械設備；故障檢修；技術應用

中圖分類號：TV738；TV734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）03-0096-02

水電站是水力發電工程設施，主要將自然水落差產生的能量進行轉化，從而為人類生產生活提供必不可少的電能。水電站常用機組設備較多，大到水力發電機、勵磁系統，小到繼電保護設備都在水電站的日常運作當起有著不可替代的作用。然而設備越多，機組越復雜，出現的故障和問題可能就越多，因此，做好水電站機械設備的日常檢修工作尤為重要。現階段，應用于水電站機械的檢修技術種類較多，本文就以勵磁系統和水力發電機故障為例，介紹一下水電站機械的故障檢修技術。

1 勵磁系統故障檢修技術的應用

勵磁系統是由水電站中向發動機提供勵磁電流的機組及其相關設備所組成的，它的良好運轉是水電站設備安全運行的重要一環，因此做好水電站磁力系統的日常檢修工作至關重要。

1.1 檢修技術在勵磁系統中的應用原則

檢修勵磁系統的技術手段較多，但是無論哪種檢修技術，在正式使用之前都需要做好充分準備，有目的、有針對性的開展檢修工作。首先，勵磁系統的檢修工作需由經驗豐富的專業人員執行；其次，檢修工作需按照勵磁系統運行的相關規定進行操作，確保檢修精準到位。

1.2 靜態檢修技術與專家診斷技術的應用

1.2.1 靜態檢修技術

靜態檢修是水電站勵磁系統檢修工作應用技術之一，這一技術的應用旨在以靜態的方式完成對它的檢修改造工作，這樣既可以確保系統運行安全，同時也能減少電能消耗。以××水電站為例，該廠使用靜態檢修技術對廠內勵磁系統進行檢修時，根據具體問題具體分析的原則在堅持符合檢修要求的基礎之上制定了兩個靜態檢測方法。其中小電流試驗法是該廠常用的檢修技術，具體接線示意圖如圖1（a）、（b）所示。

根據上圖接線示意圖展示，該廠已成功利用靜態檢修技術檢測出磁力系統存在的故障。第一次檢修查出了部分機組接觸不良故障，而另一次檢修工作中，還查出了有一個機組可控硅壞損，通過這種技術的應用，水電站檢修人員就可以有針對性的對勵磁系統進行故障維修，為設備的安全運行提供保障。此外，該廠還將這種技術應用于勵磁機電源等相關設備的檢修工作當中，加大對勵磁系統安全運作的保障。

1.2.2 專家診斷技術

專家診斷技術的應用主要基于計算機設備，依靠診斷軟件對水電站勵磁系統運轉狀態進行檢修。這一技術應用主要通過對勵磁系統工作數據的分析來對反應勵磁系統現有健康狀況，找出其故障所在并對其今后運轉進行評估，進而提出維護建議以方便檢修工作的開展。這種技術的應用需要建立在大量磁力系統信息收集的基礎之上，其系統示意圖如圖2所示。

如圖2所示，在故障分析模塊該系統可以對設備組成進行分析。以可控硅為例：該系統通過對它運行狀態的監測及歷史運作信息的分析，可診斷出它的老化及失效情況，配合以專業技術人員，便可以很好的利用該項技術進行勵磁系統檢修。這種診斷技術在實際應用中可以去水電站其它設備的專兼診斷技術相結合構成統一體，以優化水電站整體設備的檢修工作，值得注意的是，具體操作時要注重實用性與使用安全。

2 水力發電機檢修技術的應用

水力發電機組在水電站主要用作能量轉化，其工作原理是讓高處落下的水流經水輪機，這一過程中水的重力勢能轉化為機械能，然后水輪機運轉發電，最終機械能轉為電能。水力發電機作為水電站最重要的機械設備之一，它的良好運轉是水電站運行的重要保證，因此對它的檢修工作受到普遍重視。下面就以機組穩定性檢測和水利機檢修為例，介紹一下水力發電機的檢修技術應用。

2.1 穩定性檢測

穩定性檢測是水力發電機日常檢修工作的重要組成部分，通過對機組參數的設定與檢測保證設備運轉的可靠性及安全性。通常情況下對機組穩定性的檢測主要采用試驗的方式來進行，常用的試驗方式主要有4種，分別是調相試驗、負荷載試驗、暫態過程試驗及變轉速試驗。其中調相試驗是專用作發電機故障判定的試驗，而變轉速試驗則是在發動機運作狀態時通過測量不同轉數下的發電機數據來分析發電機整組的穩定性情況，以便參數出現差異時及時調整。

2.2 水輪機檢修密封控制技術的應用

水輪機作為一種動力透平機械，能夠實現能量轉化，是水電站中的常用設備，它可以把水能轉化為旋轉機械能從而驅動發電機發電。檢修密封故障作為水輪機在水電站應用中的一個常見故障對水電站的整體運行有著不利影響，為解決這一難題，檢修密封控制技術被研制出來以解決水輪機內部空心圍帶結構存在的缺陷。

這種技術之下有兩種控制方式解決空心圍帶破損之后出現的問題。通常情況下，空心圍帶破損后修復更換較難，特別是在水電站小型機組中。此外，空心圍帶破損還會誘發水電站其它安全問題，因此需要特別關注。本篇文章主要針對其中的空心圍帶控制方式進行介紹，該控制原理圖如圖3所示。

如圖3所示，使用該種技術控制空心圍帶的操作方式有兩種：手動及自動。手動模式下，需做好節點復歸，避免當其定點過大時，造成機組在內部存有空氣時就進行旋轉，沒壞空心圍帶。而自動模式下，空心圍帶的運作都由自動控制系統來進行操控，LCU負責發布命令而IDK負責控制。

總之，無論哪種控制模式，其最終目的都是避免水輪機檢修密封由于自身或人為因素導致出現故障，從而保證水輪機組在水電廠工作中的良好運轉。

3 結 語

綜上所述，本文主要以水電站中兩個較為重要的機組設備為例對水電站常用故障檢修技術進行分析，指明檢修技術在水電站應用中的重要性。但是在水電站的實際檢修工作中，除本文敘述的檢修方向及檢修技術之外，其它不同的設備也各有其檢測技術手段，這些技術的應用在很大程度上確保了水電站機械的正常運轉，為水電站更好的滿足人類用電所需提供技術支持。

參考文獻：

[1] 何元平.發電機勵磁系統常見故障分析及處理[J].江西化工，2010，（2）.

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