水輪發電機組的常見故障及處理

肖常余

摘 要：面對當下我國社會經濟的快速發展，對于電能的需求不管是在人們生產以及生活的過程中都開始不斷的增大。水力發電站的出現能夠有效緩解我國當下十分尤為嚴重的電力能源緊張問題，促使電力企業在生產過程中對于煤礦資源的需求得到緩解。在進行水力發電的過程中，水輪發電機組承擔著主要的生產任務，因此保障水輪發電機組的正常運行有著十分重要的現實意義。本文就水輪發電機組的常見故障及處理作出分析，以望參考。

關鍵詞：水輪發電機組;常見故障;處理

前言：就水輪發電機組而言，其運行有著較強的復雜性，其中不僅包括機械部分同時還包括電子部分，同時涉及到水、氣以及油等系統，在實際運行的過程中很多因素都會對其產生嚴重的影響，經常會發生各種故障的情況。在發生故障的情況下，水輪發電機組的正常運行必然會受到嚴重的影響，難以保障正常的供應電力能源[1]。因此，針對水輪發電機組常見的故障進行深入的分析，并采取相應的處理措施有著十分重要的現實意義。

1. 水輪發電機組常見故障

1.1 發電機溫度過高

發水電廠的水輪發電機設備在運行過程中經常會出現溫度過高的情況進而導致水輪發電機設備出現嚴重的故障影響水電廠發電的穩定性[2]。水電廠承擔了當地重要的電力能源供應角色，整個水輪發電機設備會長時間地處于運行狀態，逐漸上升的發電溫度也會直接對運行溫度的升高。若水輪發電機設備在溫度過高的條件下進行長時間的運行，內部零件會因為溫度過高而受到嚴重的損耗，加快絕緣層的老化程度，甚至是出現絕緣層直接脫落的情況，并且發電機內部銅線也會因為溫度過高而直接燒毀，水輪發電機設備的使用壽命以及發電效率直接受到嚴重影響。水電廠的水輪發電機設備屬于一種重要的發電設備，各個水電廠應當有嚴密的全面發電與供電計劃，因為設備故障問題而導致發電穩定性以及持續性受到影響的情況絕對不允許出現。因此，在日常水電廠電氣運行的過程中，工作人員應當時刻關注水輪發電機設備的運行溫度，進而為確保水輪發電機設備的施工壽命。

1.2 發電機過負荷

當發電機處于過負荷狀態下時，其定子電流會超過額定值，同時其有功、無功及轉子電流也會超出額定值，同時定子電流如果超出額定值的1.1倍時，則會導致過負荷保護發出動作，出現過負荷報警信號。

在水輪發電機組正常運行過程中，需要加強監視，對其電壓、頻率和電流大小進行進行實時關注。一旦發現電壓或是頻率升高時，則需要通過降低無功或有功負荷，使定子電流能夠降至額定值范圍，當調整后狀況沒有得到有效改善時，則需要采取切實可行的措施將過負荷消除。當電壓或是頻率降低時，則為了避免過負荷的產生，則可以減小勵磁電流，但需要確保母線電壓要處于正常值范圍內。一旦母線電壓降至事故極限值時，這時發電機組仍處于過負荷狀態下，這就需要采取限負荷運行，必要時還需要啟動備用機組。

2. 水輪發電機常見故障處理對策

2.1 采取合理的冷卻手段

控制水輪發電機設備的溫度是避免水輪發電機設備出現高溫的必要手段，應當盡量在規定的運行溫度下運行水輪發電機設備[4]。很多水電廠都會對水輪發電機設備設置冷卻裝置，但是并不能水電廠水輪發電機設備運行的條件，水電廠必須要采用先進的冷卻手段來將多余的熱量散發掉。目前大多數水電廠使用的冷卻手段主要有三種，第一，封閉式的空氣冷卻方法。這種冷卻手段的成本較高，結構也相較復雜，一些大型的發水電廠以及環境惡劣的發水電廠應當優先采取這種冷卻手段;第二，氫冷卻。這種冷卻手段能夠有效減少發電機材料的消耗有良好的散熱效果，同時能夠直接提升發電效率，但是這種方式容易產生燃爆的危險;第三，水冷卻。水冷卻這種方式是目前水電廠應當發電機溫度過高最為廣泛的手段，誰有極強的散熱能力以及明顯的散熱效果，成本相較于前兩種方式也較低，并且不存在任何的安全隱患。

2.2 備用電源自動切換故障處理

要實現水電廠備用電源自動切換故障的處理首先就要全面地搜集相關技術的資料，要想全面地搜集相關資料就應當要從水電廠的實際運行情況入手，完善和改進水電廠備用電源的實際開關方案，同時積極地聘請相關專業的專家對電源的開關裝置進行滲入的研究和分析，更加科學的改進和更新備用電源自動切換措施，真正實現備用電源的一次性完美快速切換。其次，要對切換的時間進行壓縮。在水電廠實際的生產過程中，對于國家相關的淘汰政策應當及時響應，將老化嚴重以及性能差的舊設備及時淘汰掉，積極引進先進的技術性能良好的設備，對設備進行及時的更新，更加快捷、順暢地完成備用電源自動切換作業。

2.3 實時監控水電廠水輪發電機設備的運行電壓

水輪發電機設備的安全運行依賴于電壓的穩定性。但是很多水電廠在實際的發電過程中，經常發生一些電壓不穩定的情況，同時導致電壓不穩定的原因也各不相同，促使解決設備電壓不穩定問題的難度增大。因此，在進行實際的發電過程中，水電廠應當對水輪發電機設備的運行電壓進行實時的監控，將導致電壓不穩定的因素徹底消除。若在監控過程中發現電壓異常，應當及時通知相關工作人員排查電壓異常原因，并及時修復不穩定的電壓。此外，水電廠也應當采取一些預防措施來預防電壓不穩定的情況，建議使用一些必要的電壓保護裝置，并將其放置在電源的運行線路上，使其保護范圍能夠覆蓋整個電源線路上起到良好的保護電壓作用，為水電廠水輪發電機設備運行電壓的穩定性作出有力的保障，促使水電廠發電的穩定性。

結語：總而言之，水輪發電機組的安全以及穩定運行對于電力企業以及社會的發展都有著十分重要的現實意義，其更是水電站安全生產的重要保障，只有充分保障水輪發電機組的正常運行才能夠真正實現經濟效益。因此，相關工作人員在開展日常工作的過程中應當充分做好水輪發電機組的維護檢修工作，充分保障各項工作都能夠按照規程來處理和進行，在實踐工作的過程中如果發現問題應當及時地進行處理，不斷地積累經驗，充分保障水輪發電機組的壽命得到延長，實現水電站的社會效益以及經濟效益。

參考文獻：

[1]王衛衛. 水輪發電機組故障與處理——評《水輪發電機組及其輔助設備運行》[J]. 人民黃河， 2019， v.41;No.409（09）：177-177.

[2]陳勇旭， 黃天文. PSTA2003在線監測系統在大型水輪發電機組故障處理中的應用[J]. 黑龍江水利科技， 2012（11）：31-33.

[3]傅守權， 紀慶周， FU，等. 柴河電站1號水輪發電機組轉子故障分析及處理[J]. 中國水能及電氣化， 2017， 06（No.147）：40-43.

[4]單文培. 最新統一編寫小水電培訓教材暨崗位必備指南：水輪發電機組及輔助設備運行與維修[M]// 最新統一編寫小水電培訓教材暨崗位必備指南：水輪發電機組及輔助設備運行與維修. 中國水利水電出版社， 2016.

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