解析水輪發電機組運行與維護要點

熊顯丕

（國網四川富順縣供電有限責任公司，四川 自貢 643200）

解析水輪發電機組運行與維護要點

熊顯丕

（國網四川富順縣供電有限責任公司，四川 自貢 643200）

作為水利發電站正常工作的重要組成部分，水輪發電機組實際作用的充分發揮，有利于提高水利發電站的工作效率，完善發電站的服務功能。結合現階段水利發電機組運行的實際概況，可知某些影響因素的客觀存在，影響著機組的穩定運行，加大了水輪發電機組相關構件長期使用過程中的故障發生率。因此，為了避免這些現象的出現，需要技術人員水輪發電機組組成結構特點，采取有效的措施對機組進行必要地維護，最大限度地增強水輪發電機組運行的安全可靠性?；诖?，本文將對水輪發電機組運行與維護要點進行深入地分析。

水輪發電機組；維護要點；服務功能；影響因素；組成結構

采取必要的措施增強水輪發電機組的穩定運行，明確機組的維護要點，有利于延長設備的使用壽命，充分地滿足水利發電站實際生產活動開展中的各種需求。實現這樣的發展目標，需要技術人員加強對水輪發電機組組成結構的了解，從不同的方面對可能影響機組運行的相關因素進行必要地分析，制定出可靠的維護措施消除水輪發電機組使用中的可能存在的安全隱患，確保水利發電站能夠長期處于穩定的工作狀態。

一、水利發電站水輪發電機組運行方式分析

結合水利發電站的實際工作概況，可知其中的水輪發電機組在實際的工作中有著自身獨特的運行方式，為水利發電站工作效率的提高帶來了重要的保障作用。結合水輪發電機組組成結構的功能特性，可知起主要的運行方式包括：（1）從工作負荷的角度來看，主要分為單機運行與并網運行方式；（2）從調速器控制角度來看，可分為手動運行與自動運行方式。相對而言，并網運行方式在水輪發電機組運行中使用較為普遍。當水輪發電機組采用并網運行方式完成相關的生產計劃時，需要結合實際工況的具體要求進行必要地改變，并通過發揮各種控制設備的切換作用，確保水輪發電機組能夠長期處于穩定、高效的工作狀態。在可靠的切換模式工作過程中，為了保證水輪發電機組的運行安全，需要充分地考慮行業標準的操作規程，降低設備使用中的故障發生率。與此同時，技術人員在設置機組運行過程中的調速器永態轉差系數時，應充分地考慮機組工作負荷的相關限制，加強對整個發電系統組成結構的正確認識。當水輪發電機組采用單機帶孤立負荷的運行方式時，可采用一臺機組承擔所有的工作負荷。此時，為了保證水輪發電機組的工作效率，技術人員應完善勵磁裝置及調速器的自動調節功能，最大限度地滿足使用者的各種負荷要求，維持機組工作過程中的電壓穩定性。某水輪發電機基本參數見表1。

表1　某水輪發電機基本參數

二、水輪發電機組試運行過程中的帶負荷試驗

為了保證水輪發電機組投入使用后的正常工作，需要開展試運行帶負荷試驗。試驗中采用加大負荷的方式，對小負荷、一般負荷、較大負荷及滿載負荷工作狀態下水輪發電機組的穩定運行進行綜合地評估，及時地處理不同負荷下機組的水力功能特性、電氣性能等存在的問題進行有效地處理，消除后期機組正常運行中可能存在的安全隱患。與此同時，在對試運行開展甩負荷試驗時，必須按照額定負荷下的25%、50%、75%、100%的順序逐漸地加大負荷，確保試驗開展的有效性及試驗結果的準確性。甩負荷試驗中水輪發電機組轉速上升的最大值應小于允許值。試驗中技術人員也應加強對機組機械性能、水力性能及電氣性能的全程把控，并做好相關的記錄工作。

三、水輪發電機組運行中存在的主要問題

（一）定子繞組絕緣使用中的老化

作為水輪發電機組的重要組成部分，定子繞組絕緣在長期的使用中容易出現老化現象，間接地降低了定子繞組絕緣的工作性能。像定子繞組絕緣的受熱老化、機械老化及電老化，都會給水輪機組的正常運行埋下較大的安全隱患。定子繞組受熱老化故障排除的過程中，應加強對定子繞組絕緣使用中溫度的實時監測，將構件正常工作中的溫度控制在合理的范圍內；針對定子繞組絕緣的機械老化，應采取減少電磁振動的措施，優化構件的工作性能；對于定子繞組絕緣使用中的電老化，應采取有效的措施及時地消除絕緣內部的空氣，并增強槽部防暈結構的安全穩定性。

（二）定子繞組單相接地的有效保護

結合水輪發電機組的行業技術規范要求，需要加強對定子繞組單相接地的有效保護，延長定子繞組的使用壽命。機組運行過程中發生單相接地故障時，技術人員應及時地對故障發生的原因進行分析，采取必要的措施排除故障。一般情況下，定子繞組發生故障時最長的運行時間不應超過2h。與此同時，當定子繞組內部發生故障時，技術人員應及時地采取減負荷停機的措施排除故障。除此之外，由于水輪發電機組使用中單相接地故障發生次數的增多，容易造成定子繞組短路故障的出現，影響著機組運行中的電氣性能可靠性。因此，技術人員應結合專業技術手段的優勢，實現定子繞組單相接地的有效保護。

（三）發電機滅火裝置的性能可靠性

結合當前我國水利發電站的實際概況，可知發電機滅火的預防措施主要采用的是用水滅火的方式，需要技術人員通過手動操作及時地消除發電機使用過程中出現的火災安全隱患。當發現發電機使用中出現火苗時，應及時地開展滅火作業，并通過關閉滅火裝置的滲漏排水閥，啟動消防泵的方式，及時地排除發電機使用中的這類故障。同時，當滅火作業完成后，需要在防毒面具的作用下進入設備工作現場，確保安全隱患的徹底排除。在對發電機性能可靠性評估的過程中，由于供水閥及排水閥的試驗流程復雜，一定程度上影響了發電機檢修工作效率。某水輪發電機組的總體結構示意圖如圖1所示。

四、水輪發電機組的維護要點

（一）定期對所有的設備進行嚴格地檢查

利用定期檢查及巡回檢查的方式，及時地消除水輪發電機組相關設備的嚴格檢查，促使機組能夠長期處于穩定的工作狀態。具體的檢查要點包括：（1）將水輪發電機組運行過程中的相關參數控制在合理的范圍內，對于超出規定范圍的參數進行及時地糾正；（2）對機組一次回路與二次回路的連接處安全性能進行綜合地評估，確保這些區域工作電流、電壓的穩定性；（3）采取有效的措施對發電機進行異味檢查，加強對發電機使用過程中的振動檢測；（4）加強對水輪發電機組運行過程中的軸承溫度實時把控，優化機組的服務功能。

（二）加強信息化技術的有效使用

結合水輪發電機組各部分組成結構的功能特性，選擇可靠的信息化技術對機組的正常運行進行全程把控，最大限度地降低水輪發電機組的故障發生率。在可靠的信息化技術支持下，構建出功能完善的信息監控系統，對水輪發電機組不同工作時段的實際概況進行實時地分析，加強各類故障有效處理的同時全面提升水輪發電機組的維護水平，為機組的正常運行提供可靠地保障。

（三）全面提升用油管理水平

采取有效的措施全面提升用油管理水平，可以提高水輪發電機組的運行效率，減少機組運行過程中各類故障的發生。實現這樣的發展目標，需要做到：（1）及時地做好機組用油的記錄工作，利用專業設備的作用對機組的用油狀態進行實時地檢測，避免用油過程中混入各種雜質；（2）加強不同設備不同工作時段的用油管理，避免用油不當損壞設備現象的出現。同時，有效地區分機械油與絕緣油，確保各種設備的正常工作。

結語

圖1　某水輪發電機組的總體結構示意圖

在可靠的技術措施支持下，有利于提高水輪發電機組的運行效率，降低機組使用過程中的故障發生率。在制定相關維護措施的過程中，技術人員應充分考慮水輪發電機正常運行的具體要求，找出其中的維護要點，促使各種維護措施在實際的應用中能夠達到預期的效果。在未來水利發電站建設的過程中，將會對水輪發電機運行的穩定性與安全性要求更高，客觀地決定了選擇有效的維護措施的必要性。

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[3]徐永．大型水輪發電機組軸系動力學建模與仿真分析[D]．華中科技大學，2012．

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