淺析水輪發電機過速原因、危害和防范

孫莉麗

摘要 水輪發電機作為水力發電廠的主要動力設備，其自身性能直接影響到了整個水電站的發電效率和供電質量。但是在水輪發電機的實際運行過程中，由于受硬件質量、人為因素等多方面的影響，很容易給水輪發電機的正常運轉造成干擾影響，其中過速事故是一種較為常見、危害性大的故障問題，必須要引起水電站機組管理人員的重視。文章首先分析了發電機出現過度問題的原因，并在此基礎上簡述了因過速而引發的幾種常見危害后果，最后結合實際工作經驗，提出了幾最防控水輪發電機過度的可行性對策。

關鍵詞 水輪發電機；過速問題；危害；方法措施

1.水輪機過度的案例分析

以我國某地區水電站存在的過速事故為例進行分析。該水電站其總裝機為1×150MW，系統主要以電液調速器為主。當系統進行開機并網時，發現處于空轉時殘壓測頻出現問題，且油壓在調速裝置中的顯示表現出明顯下降趨勢，機組一級額定轉速為115%Ne，二級為153%Ne。此時機組運行整體狀況體現出過速情形，需要做好停機工作。通過分析發現，出現過速情況的原因主要由于調速裝置測頻因存在的A相保險熔斷或其他故障問題使回路發生異常，測頻信號超出或低于標準范圍值，致使導葉與調速裝置無法正常運行。其中出現額定轉速為115%Ne的原因在于顆粒物質的存在致使導葉運行超出標準設定范圍，機組因轉速的上升而達到115%Ne。另外導葉停止運動時在機組慣性的影響下，會使轉速急劇上升，表現出機組二級153%Ne的現狀。

2.水輪發電機過速的原因分析及危害

2.1設備安裝不規范、檢修工作不到位

水輪發電機的種類較多，不同類型的水輪發電機，其內部結構也有較大差異，從而給設備安裝人員的專業技術水平提出了較高要求。例如，根據軸線位置的不同，可以將水輪發電機分為立式和臥式；根據軸承支持方式的不同，可以將水輪發電機分為懸式和傘式等。設備組織人員在進行新機組的安裝時，如果不能熟練掌握相關的設備安裝技術，或是沒有嚴格按照相關的安裝規范，就很容易造成水輪發電機的運行故障。例如，水輪發電機的油管安裝結束后，相關人員沒有立即做好油管的清洗工作，而是直接進行注油。這樣一來，油管中殘留的一些雜質就會混合在燃油中，不僅影響水輪發電機的正常運行，嚴重情況下還會給設備操作人員造成安全威脅。因此，在設備安裝過程中，一是要嚴格按照相關的工作規范，保證按照質量，二是要及時進行設備質量檢修，及時發現并解決問題。

2.2缺乏試驗控制措施和合理試驗方案

理論上來說，為了保證水輪發電機投入使用后能夠正常運轉，需要提前進行試運行，以便于檢查水輪發電機各個部件之間的質量和協調情況。但是部分操作人員為了減輕工作壓力，沒有按照要求開展試驗工作，而是結合以往的工作經驗，進行主觀臆斷。在這種情況下，部分水輪發電機的內部質量問題難以及時發現，例如線路短路、接觸不良等，在投入使用后就會給發電站的正常工作造成影響。

除此之外，即便是開展了相關的試驗工作，相關人員也沒有及時做好試驗記錄，導致發電機表現出來的故障問題得不到的收集，也就不能為后期設備修理提供有意義的參考指導。例如，在進行水輪發電機的空載擾動試驗時，如果機組轉速超過設定值，而機組試驗人員又沒有及時進行轉速調整，就會導致水輪發電機的超負荷運行，容易燒毀發動機。

2.3人員素質參差不齊，監督管理意識不強

首先，部分設備組裝、管理人員缺乏工作責任意識，未能發揮監督職責，從而給水輪發電機的運行埋下了安全隱患。例如，隨著使用年限的增加，水輪發電機內部不可避免的會出現一些質量問題，如果設備管理人員不能及時做好故障檢修和設備維護工作，就會導致問題的擴大化，從而引發更加嚴重的事故。例如，在水輪發電機的調速裝置安裝時，如果沒有嚴格進行安裝管理，導致調速裝置不能控制水輪機的輸出功率，就會導致水輪發電機的轉速過高。

其次，操作人員的綜合素質還有待進一步提高。仍然以空載擾動試驗為例，如果在壓油泵啟動過程中，出現油泵憋壓現象，則很有可能引發油管堵塞問題，這種情況下應當及時關停設備。如果操作人員不能從專業角度找出導致油泵憋壓的直接原因，或是沒有及時關停油泵，就容易導致水輪發電機噴油故障。因此，操作人員的整體素質，也是決定水輪發電機運行質量的重要影響因素。

3.水輪發電機過速問題的防范措施

在明確了水輪發電機出現過速問題的主要原因和認識到過速帶來的危害后，可以有針對性地采取防范措施，以保證水電站各項工作的正常、安全開展。結合實際工作經驗，總結出以下幾點水輪發電機過速問題的防范措施。

3.1建立健全管理機制，明確檢修維護責任

水輪發電機過速問題是由多種因素共同導致的，如果相關的設備維護人員能夠及時發現設備運行異樣，并采取有效的整治措施，就能夠在很大程度上避免故障問題的出現。首先，水電站單位內部要建立一套內容完善、落實到位的質量監督和管理制度，明確各個部門、各個工作人員的崗位職能，一方面能夠督促工作人員樹立工作責任意識，定期完成水輪發電機的檢修和維護工作；另一方面也能夠確保責任落實到人，即便是出現了發電機過速問題，也能找到直接負責人，明確過速問題的形成原因，有利于設備維護人員及時制定解決措施。另外，通過建立健全管理機制，在單位內部做到“有功必賞，有過必罰”，對于那些定期完成水輪發電機檢修和維護工作，工作期間沒有出現發電機過速等質量問題的操作人員，給予表彰或獎勵；對于工作態度不端正，工作期間出現發電機過速并造成損失的人員，要提出批評或進行處罰等。通過這種方式，在單位內部形成積極向上的工作氛圍，提升機組檢修效率。

3.2加強人員技能培訓，提高故障防范能力

水輪發電機一旦出現過速運轉問題，如果不能及時采取應急措施，會在短時間內引發連鎖反應，給整個區域的系統造成破壞影響。目前，許多水電站都安裝了故障報警設備，但是仍然不能杜絕因發電機過速運轉而引發的設備故障。究其原因，還是因為設備維修人員自身的專業技能不強，在接到系統故障警報后，不能及時判斷故障發生原因，也沒有采取有效的降速手段。因此，必須要加強對發電機操作和管理人員的技能培訓，提高對過速問題的防范能力和維修能力。例如，可以在單位內部定期開展專家講座，或是開展員工經驗交流大會，提高員工的整體專業素質。除此之外，還必須開展配套的責任意識教育，明確崗位工作的重要性，在日常的管理工作中提高故障防范能力，從源頭上杜絕水輪發電機過度問題的產生。

4.結論

水力發電站在保證電力供給方面發揮了重要作用，而水輪發電機作為水電站的核心設備，其運作質量直接關系到水電站的供電效率和供電質量。為此，相關的設備管理和維護人員，應當不斷提升個人專業技術水平，強化崗位責任意識，一方面要總結以往水輪發電機出現過速問題的原因及維修經驗；另一方面要提升自身的專業技術能力，在面對新的突發狀況時，要能夠及時采取應對措施，將水輪發電機過速故障的危害降到最低，保證設備運行安全。