探析水電廠水輪發電機組常見故障與維護

侯林鵬 趙 臣 楊 松

故縣水利樞紐管理局 河南 洛陽 471700

引言

隨著社會的不斷發展進步,我國經濟也到迅猛發展,電力行業業發生了翻天覆地的變化。發電工作是電力行業的基礎工作。當前,我國部分發電依靠水力進行發電,而水輪發電機組是水力發電的主要設備之一。水輪發電機組對發電的平穩運行產生重大影響。因為水力發電機組存在一定的復雜性,在運行過程中經常會因為一些因素的影響而使得水輪發電機組出現一些故障問題,從而使得預期的發電工作無法順利完成。基于此,本文首先介紹了水輪發電機的結構和原理,并重點對水輪發電機的常見故障進行分析,最后提出了水輪發電機的維護措施,以降低發電機組故障出現頻率,進一步提高水電廠水輪發電機組運行的穩定性和可靠性。

1 水電廠水輪發電機組的構成及原理

水電廠的水輪發電機組大體由轉子、定子與勵磁裝置共同組成。轉子主要由主軸、制動閥板、輪臂、輪轂、磁輪、磁極、風扇等部件構成;定子涵蓋隔震裝置、底芯、機座等構件;勵磁繞組大致包含勵磁電源、調節器以及繞組等設備。發電機在工作的過程,發電機組中的勵磁繞組要借助于直流電構成磁場,這樣可以滿足供水發電機工作所需。在水輪發電機組中,水輪機能帶動轉子,把勵磁電源與勵磁繞組給予發電機,促使水輪發電機中定子和轉子之間存在氣隙,即旋轉磁場,這還可以叫作水輪發電機的主磁場。這個磁場主要按照時間的正弦規律發生改變,若水輪發電機的主磁場和定子繞組要進行切割的時候,定子繞組中便會有正弦交流電動勢發生,并隨著時間的變化而有所改變,進而進行發電。

2 水電廠水輪發電機常見故障分析

2.1 機械方面常見故障分析

2.1.1 空蝕狀態 若水電廠的水輪發電機組出現空蝕狀況,勢必會損壞水輪發電機組的部件,這會使得水輪發電機組造成較為嚴重問題,最終會導致水輪發電機組無法穩定運行。水輪發電機組的空蝕狀態不但會給發電機組的經濟性帶來不利影響,而且還存在不同程度的安全風險,無法較好地保證水電廠工作人員的人身安全,進而給水電廠造成無法估量的損失。

2.1.2 劇烈震動 在水電廠的水輪發電機組運行的時候還時常會出現發電機組劇烈震動的狀況。而此類狀況一般難以發現,給故障排除工作增加了一定的難度。水輪發電機組一旦出現劇烈震動問題,勢必會造成水輪發電機組無法正常工作,甚至會損壞機械零部件。

2.1.3 電網穩定性 隨著科技的不斷發展進步,電器設備的運用頻率也呈持續增加的態勢,社會大眾的用電需求量也越發廣泛,所以水電廠的水輪發電機組的數量也呈不斷增加的趨勢。與此同時,發電時間也有所增加,但是發電機組的檢修工作頻率卻沒有提升,這往往會使得水電廠的水輪發電機組出現故障的幾率增加,影響水輪發電機組的正常運行,使得電網不夠穩定。

2.2 電氣方面常見故障分析

2.2.1 發電機組轉子或定子接地 對于水輪發電機組的轉子接地故障通常有2類,其一是發電機組的轉子一點接地,發電機組正常運行的時候,轉子沒有回路電流出現,所以無電流通過故障點;其二是發電機組的轉子回路兩點接地,在水輪發電機組工作的時候,發電機的轉子存在回路電流,所以電流往往會通過故障點。若水輪發電機組出現一點接地的故障問題,往往會造成發電機轉子的正負極出現變化,使得轉子發生兩點接地故障問題,這樣會造成水輪發電機組的轉子出現發熱的狀況,亦或者導致轉子呈劇烈震動的狀態。

2.2.2 水輪發電機組溫度太高 因為渦流現象,在實際運行過程中,水輪發電機組的定子亦或者轉子鐵芯均可能會產生電流,進而造成水輪發電機組的定子、轉子以及鐵芯發熱,若水輪發電機組的溫度太高,則可能會造成水輪發電機組出現故障問題,還可能導致一些部件出現熔融狀態,進而導致一些事故出現,造成不同程度的損失。

2.2.3 水輪發電機組超負荷運轉 水輪發電機組在具體操作的時候,若通過定子的電流超過額定電流的一倍多的時候,常常會會使得報警提示裝置啟動,此時的水輪發電機組的超負荷保護被打破,相關的工作人員應該及時調整水輪發電機組,以促使發電機可以及時恢復正常,促使其可以順利運行。

3 水電廠水輪發電機組的維護對策

3.1 時常檢查水輪發電機組 為了盡可能降低水輪發電機組的故障出現幾率,應時常檢查水電廠水輪發電機組。例如,檢查機組螺栓連接是否牢靠;查看接線的絕緣有無破損;檢查發電機與控制屏的接線是否可靠;查看各類設備的靈活性與相關標準是否相符等,并做好檢修記錄與備注。只有經常對水輪發電機組各個細節進行認真檢查,才能夠降低安全風險,確保水輪發電機組長期處于穩定運行狀態。

3.2 加強技術隊伍的培養 為了盡可能提升水電廠水輪發電機組日常維護管理水平,應加強相關技術隊伍的培養。一方面,在技術人員招聘的時候,應強化工作人員的考核,嚴格把控好入職“門檻”關,確保水輪發電機組技術人員隊伍質量。另一方面,應時常安排工作人員開展業務培訓,不僅要注重儀器運行原理等相關理論知識的培養,而且要重點對水輪發電機組的維修技術、維護方法以及故障診斷方法等相關內容進行培訓,以進一步提升水輪發電機組人員業務技能。一旦發現水輪發電機組故障問題,技術人員可以及時分析與處理,確保水電廠水輪發電機組安全、平穩運行。

3.3 加強對水輪發電機組的維護管理 在水輪發電機組具體操作過程中,應時常水輪發電機組進行清潔維護,以使水輪發電機組保持清潔整齊狀態,確保水輪發電機組周圍無積水狀態。此外,需要時常切換壓軸裝置中的油泵,以防止在發電機組中出現受潮的問題。調速器杠桿接頭可時常上油以使其不易生銹,進而對水輪發電機組的穩定運行造成不利影響。再者,需要時常清潔汽水分離器,以免堵塞,要保證水輪發電機組各部件的完好性和可用性。