水力發(fā)電機(jī)組故障預(yù)測以及維護(hù)探討

王凱玄 楊懷榮

【摘 ?要】在電力行業(yè)不斷發(fā)展過程中，水利發(fā)電在國家戰(zhàn)略資源中占得一席之地，因此水力發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)作是保證該資源的重要指標(biāo)。由于水力發(fā)電機(jī)組的組織結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，主要有預(yù)埋件、轉(zhuǎn)動部分、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)等共同組成，水輪發(fā)電機(jī)主要是靠水的沖擊將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能，因此發(fā)電過程中交互運(yùn)轉(zhuǎn)總會出現(xiàn)各種的問題及缺陷，對水電廠的發(fā)電計劃造成影響。基于此，發(fā)電機(jī)組運(yùn)作中要制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，提出常見故障的維護(hù)保養(yǎng)途徑和對策，找出常見故障的解決辦法。

【關(guān)鍵詞】水力發(fā)電機(jī)組;故障預(yù)測;維護(hù)措施

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國水力發(fā)電廠在持續(xù)擴(kuò)大規(guī)模和設(shè)備數(shù)量的同時，全新的水力發(fā)電設(shè)備擔(dān)任起主要的工作。但是對于新的設(shè)備存在較多不確定因素，新的設(shè)備容易出現(xiàn)缺陷，例如已投產(chǎn)的機(jī)組或新組裝的發(fā)電機(jī)組在發(fā)電運(yùn)行過程中，由于新設(shè)備或者技術(shù)等原因，會降低發(fā)電機(jī)組設(shè)備的穩(wěn)定性，使水輪發(fā)電機(jī)不能在設(shè)計穩(wěn)定參數(shù)內(nèi)運(yùn)行，加大對設(shè)備零件的磨損及損耗，對水力發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生負(fù)面作用。因此我們需要提前監(jiān)測可能導(dǎo)致故障的相關(guān)數(shù)據(jù)，全面檢查并檢測設(shè)備的運(yùn)行狀況，將有用的會導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生故障的信息收集起來，做好故障預(yù)測，幫助后面對水力發(fā)電設(shè)備的檢修工作。

1水電站水力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行結(jié)構(gòu)

水電站水力發(fā)電機(jī)組是一個比較龐雜的運(yùn)行系統(tǒng)，水力發(fā)電機(jī)是由很多細(xì)小的零件部位共同構(gòu)成的，包括定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)架、導(dǎo)軸承、推力軸承、制動器、冷卻器等，而這些設(shè)備當(dāng)中又包含了其他的零件設(shè)備，比如，定子又主要是由繞組、鐵芯以及機(jī)座等共同構(gòu)成的，在實踐當(dāng)中，技術(shù)人員還會根據(jù)實際制造條件和運(yùn)行需求，對各個發(fā)電機(jī)的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)作出相應(yīng)的調(diào)整。通常情況下，水電站水力發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)主要是采用密閉循環(huán)的運(yùn)行方式，利用內(nèi)部循環(huán)使得空間得到冷卻，以確保水電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2水力發(fā)電機(jī)組故障預(yù)測

2.1不同預(yù)測方式的缺陷

在電力系統(tǒng)中，最重要的組成部分非發(fā)電機(jī)組莫屬，它的穩(wěn)定是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)與前提，因此發(fā)電機(jī)組能否正常工作，直接決定了電力系統(tǒng)能否平穩(wěn)運(yùn)行，所以相關(guān)工作人員必須對發(fā)電機(jī)組有一個前瞻性的預(yù)測和定期檢修，這樣才能保證電力系統(tǒng)的可用性，同時增加它的使用年限。對于水力發(fā)電機(jī)組來說，常用的故障預(yù)測方法有兩種，第一種方法是傳統(tǒng)的方法，即可靠性分析法，主要是根據(jù)往常設(shè)備出現(xiàn)故障的時間周期或者工作人員的檢修記錄來進(jìn)行推測，這種方法盡管在一定程度上起到很好的預(yù)防作用，但是只能對時間有個估計，卻不能明確地看出修復(fù)效果、設(shè)備信息以及外部因素對設(shè)備造成的影響，對故障缺少明確的預(yù)測。第二種方法是狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，這是比較現(xiàn)代化的一個手段，它主要是利用先進(jìn)儀器，以及現(xiàn)有數(shù)據(jù)對設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測，會在第一時間收集到最新最多的信息，給相關(guān)工作人員做參考分析，所以這種方法可以很好地對故障有個預(yù)測，但是局限性在于，不能夠?qū)崿F(xiàn)長遠(yuǎn)控制，只能針對周期較短的一些問題進(jìn)行監(jiān)測。

2.2不同預(yù)測方式的共同點(diǎn)

上文中所講述的兩種故障預(yù)測方法，都存在一定的局限性，不能夠很好地對發(fā)動機(jī)故障做一個有效預(yù)測和防控。隨著技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)學(xué)者針對這一局限性提出了新的預(yù)測方法，即結(jié)合了這兩種方法的所長，是兩種方法的統(tǒng)一與兼容。對于機(jī)械設(shè)備來說，這一綜合方法有巨大的研究和實際意義。這種新方法需要對機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時的影響作出一個綜合判斷，同時在這個判斷的基礎(chǔ)上借助最大似然法來進(jìn)行模擬計算。但是即使如此，它還是具有一定的局限性。由于故障數(shù)據(jù)不能及時更新并且有著很大的不確定性，因此，目前還沒有一個完美的數(shù)學(xué)模型，可以做出最精確的預(yù)測，當(dāng)前所使用的只能是基礎(chǔ)的比例模型。

3水力發(fā)電機(jī)組維護(hù)措施

3.1發(fā)電機(jī)組冷卻降溫

水力發(fā)電機(jī)組為水電站提供能量，但是它也會產(chǎn)生一定的熱量。水力發(fā)電機(jī)組正常工作中，冷卻系統(tǒng)會使水機(jī)組各部件在溫度允許范圍內(nèi)工作。但水力發(fā)電機(jī)組溫度的也會異常升高，除了其運(yùn)轉(zhuǎn)時間過長，還有冷卻水壓性能差引起。若此時工作人員沒有立即采取措施處理故障，限制事態(tài)的發(fā)展，否則那結(jié)果就不堪想象。當(dāng)在面對冷卻水壓性能差所引起的升溫時，應(yīng)急工作人員要保障備用冷卻水，及時恢復(fù)冷卻水壓。我們在處理發(fā)動機(jī)故障時要對癥下藥，只有這樣才能及時有效地解除安全警報。

3.2電路保護(hù)

水力發(fā)電機(jī)組是靠電來工作的，所以對電路進(jìn)行維護(hù)是必不可少的工作。工作人員在檢查過程中，發(fā)現(xiàn)電纜、電氣元器件受潮時，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行干燥。工作人員要嚴(yán)格按照規(guī)定的干燥時間進(jìn)行干燥，避免再次發(fā)生故障。其次，加熱器投入前，干燥的溫度也需要調(diào)試。對于受潮的電纜或者電氣元器件及時測量其絕緣，對于絕緣不滿足要求的，及時進(jìn)行更換，防止發(fā)生短路事故。

3.3加強(qiáng)日常維護(hù)工作

加強(qiáng)日常維護(hù)工作，可以保證水力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行、減少常見故障的發(fā)生。日常維護(hù)工作，可以從如下3個方面展開。第一，需要深入、具體地了解水電站水力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行原理、運(yùn)行環(huán)境及運(yùn)行狀況;及時處理設(shè)備運(yùn)行過程中的出現(xiàn)的缺陷，為水電站水力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行提供良好的環(huán)境。第二，實時監(jiān)測溫度、振動、功率、轉(zhuǎn)速、壓力等關(guān)鍵因素，規(guī)定安全的運(yùn)行數(shù)據(jù)，加強(qiáng)日常監(jiān)測，定期抽查。第三，定期對水電站水力發(fā)電機(jī)設(shè)備組進(jìn)行抽查質(zhì)檢，針對磨損、老化、腐蝕的零部件，結(jié)合機(jī)組檢修期及時更換處理，對關(guān)鍵設(shè)備和零件進(jìn)行定期保養(yǎng)、更換。

結(jié)語

綜上所述，對于水力發(fā)電站來說，最核心的就是水力發(fā)電機(jī)組，相關(guān)工作人員務(wù)必做好水力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)工作，這是重中之重。想要使得水力發(fā)電機(jī)組平穩(wěn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就一定要做好前期的狀態(tài)監(jiān)測工作以及定期檢修工作，這樣才能防患于未然，水力發(fā)電機(jī)組最大化利用起來，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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（作者單位：華能瀾滄江水電股份有限公司）