水電站機(jī)械常見故障檢修技術(shù)的應(yīng)用

李牧星

湖南省水運(yùn)建設(shè)投資集團(tuán)有限公司土谷塘航電樞紐分公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000

社會(huì)發(fā)展下生產(chǎn)生活中用電需求量加大,電能供應(yīng)壓力加大。水力發(fā)電作為清潔發(fā)電方式為社會(huì)供應(yīng)了大量電能,其發(fā)展受到國(guó)家重視。作為水力發(fā)電的核心,水電站的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)發(fā)生作業(yè)情況有著直接影響。但在其運(yùn)行過程中,由于機(jī)械故障問題往往影響到正常發(fā)電,因此要保障水電站良好運(yùn)行,必須處理好其使用中機(jī)械問題,科學(xué)有效利用檢修技術(shù)排除機(jī)械故障,確保其工作性能良好、延長(zhǎng)使用壽命。

1 水電站機(jī)械故障檢修類型

水電站機(jī)械檢修方式主要有四種,根據(jù)不同的故障類型采用不同的檢修方法。檢修的內(nèi)容包括水力機(jī)械設(shè)備、供配電設(shè)備、輔機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和其他各類機(jī)電設(shè)備檢修維護(hù),全面涵蓋了水電站各項(xiàng)系統(tǒng)和設(shè)備,主要目的是通過檢修維護(hù)保障機(jī)械、系統(tǒng)和水電站穩(wěn)定運(yùn)行。

1.1 故障檢修

故障檢修往往為事后檢修,存在檢修事件緊迫、設(shè)備異動(dòng)明顯的情況,因此對(duì)水電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)影響比較嚴(yán)重,不僅容易造成嚴(yán)重?fù)p失,且會(huì)影響到工作人員心理,在事故發(fā)生前應(yīng)及時(shí)察覺,并盡量避免其發(fā)生。

1.2 定期檢修

定期檢修屬于預(yù)防性檢修措施,以時(shí)間為基礎(chǔ)根據(jù)設(shè)備磨損、老化規(guī)律等事先確定檢修等級(jí)、項(xiàng)目、時(shí)間間隔和檢修方式等。具體檢修過程中,檢修人員主要對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備可用性進(jìn)行核查,以及時(shí)檢測(cè)、處理其隱患。一般利用春秋季用電低峰期進(jìn)行檢修,這種檢修方式由于其低成本時(shí)間段優(yōu)勢(shì),因此是行業(yè)內(nèi)常用維修方式。

1.3 優(yōu)化維修

優(yōu)化維修的作用是對(duì)水電站機(jī)械故障和設(shè)備質(zhì)量問題根本原因作出詳細(xì)解析、在對(duì)故障成因明確后,有針對(duì)性的改良機(jī)組機(jī)械設(shè)備技術(shù)、性能,提高人員水平。比如水電站供水體系改造,通過優(yōu)化供水系統(tǒng)和冷卻裝置,可以有效提升機(jī)械設(shè)備性能。要注意這種檢修方法要求作業(yè)人員具備較高層次專業(yè)水平,只有較高的人員整體水平才能起到降低事故率、延長(zhǎng)機(jī)械使用年限的效果。

1.4 狀態(tài)檢修

各類機(jī)械設(shè)備在經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后,會(huì)產(chǎn)生不同程度損耗從而改變其部分參數(shù)。狀態(tài)檢修就是檢修人員結(jié)合運(yùn)行人員對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)觀察的結(jié)果,掌握其變化狀態(tài)中相關(guān)參數(shù)情況,判斷機(jī)械設(shè)備是否可繼續(xù)投入使用,并在即將出現(xiàn)故障前及時(shí)采取措施加以解決[1]。

2 水電站機(jī)械常見故障檢修技術(shù)的應(yīng)用

2.1 主閥常見故障檢修

（1）開啟時(shí)取法平壓。開啟主閥過程中為減小操作力和震動(dòng),使機(jī)組平穩(wěn)啟動(dòng),應(yīng)平壓靜水開啟。但在實(shí)際操作后可能出現(xiàn)無(wú)法實(shí)施平壓的情況,常見原因就是導(dǎo)葉未關(guān)嚴(yán)泄漏嚴(yán)重、蝸殼排水閥未關(guān)嚴(yán)、堵塞旁通管路未開啟手動(dòng)閥等。在檢修中主閥全關(guān)、活動(dòng)導(dǎo)葉,要將雜物清除、全關(guān)導(dǎo)葉。檢查蝸殼排水閥和旁通管各閥門,確保其位置正確。根據(jù)實(shí)際情況確認(rèn)主閥止漏蓋是否縮回,活門為自由狀態(tài)需手動(dòng)將主閥開啟。

（2）手動(dòng)開關(guān)不動(dòng)作。發(fā)生該故障一方面可能是操作油壓比較低,一方面則可能是堵塞油壓閥、操作電磁閥。以及油路短路。如果是油路短路問題,則會(huì)不斷降低壓油裝置,主閥無(wú)法動(dòng)作。檢修中要檢查油路閥門,確認(rèn)其是否正確。電磁閥執(zhí)行往返操作,無(wú)法正常開啟的情況下操作要停止,將電磁閥更換好。油路短路則先復(fù)歸操作之后檢修,無(wú)法關(guān)閉主閥需停機(jī)處理,處理好之后機(jī)組才可再次啟動(dòng)。

（3）自動(dòng)開關(guān)不動(dòng)作。發(fā)生此故障除了手動(dòng)開關(guān)不動(dòng)作原因外,還可能是以下原因引起的。首先是操作電源斷線、熔斷器熔斷、電磁閥線圈燒毀等,其次是沒有輸入壓力與行程開關(guān),自動(dòng)開關(guān)基本條件不具備。檢修中需檢查熔斷器容量是否滿足要求,不符合要求則需更換熔斷器,然后試合。檢查壓力開關(guān)閥門是否開啟,以及行程開關(guān)變位情況。導(dǎo)葉全開情況下需手動(dòng)開關(guān),并檢查主閥。

2.2 調(diào)速器故障檢修

（1）主配壓閥發(fā)卡。在主配壓閥發(fā)在卡開啟側(cè),導(dǎo)葉會(huì)被開到最大,此時(shí)并網(wǎng)機(jī)組過負(fù)荷導(dǎo)致未并網(wǎng)機(jī)組異常過速。如果在關(guān)閉位置發(fā)卡,此時(shí)導(dǎo)葉全關(guān),并網(wǎng)機(jī)組會(huì)調(diào)相運(yùn)行,未并網(wǎng)機(jī)組直接停機(jī)。如果發(fā)卡位置在中間,則調(diào)速器無(wú)法正常開關(guān)導(dǎo)葉,機(jī)組故障會(huì)導(dǎo)致跳閘、機(jī)組過速,靜止情況下此故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn),增減導(dǎo)葉開度則會(huì)發(fā)現(xiàn)該故障。對(duì)此檢修中,如果主配壓閥在開啟側(cè)發(fā)卡主閥將關(guān)閉,如果發(fā)卡在關(guān)閉和中間兩個(gè)位置則需敲擊機(jī)組、反復(fù)增減沖擊,未并網(wǎng)機(jī)組在停穩(wěn)后執(zhí)行上述操作。

（2）反饋中斷。水電站調(diào)速器反饋方式有兩種,即自復(fù)中式、機(jī)械復(fù)中式。自復(fù)中調(diào)速器只能在機(jī)械開限回復(fù)中使用反饋鋼繩,而機(jī)械復(fù)使用的反饋鋼繩,其作用主要是回復(fù)主配壓閥和抵消負(fù)反饋。反饋鋼繩斷裂會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。并且電氣反饋中拉桿斷裂、脫開也會(huì)造成嚴(yán)重影響。檢修中機(jī)械反饋鋼繩斷裂的情況下機(jī)械液壓系統(tǒng)無(wú)法回中,有增調(diào)節(jié)信號(hào)則情況與主配壓閥開啟側(cè)發(fā)卡相似。有減調(diào)節(jié)信號(hào)則類似主配壓閥關(guān)閉側(cè)發(fā)卡的情況。因此前者需關(guān)閉主閥,后者需敲擊并網(wǎng)機(jī)組并反復(fù)增減沖擊。如果發(fā)現(xiàn)反饋鋼繩斷裂,則需關(guān)閉主閥后再進(jìn)行其它處理,不可擅自操作調(diào)速器。

（3）調(diào)速器抽動(dòng)。此情況下表會(huì)引發(fā)負(fù)荷波動(dòng)影響機(jī)組正常并網(wǎng),并網(wǎng)中沖擊電網(wǎng),引發(fā)燒毀壓油泵等事故。產(chǎn)生抽動(dòng)的原因,一是引水系統(tǒng)壓力大幅波動(dòng),二是調(diào)速系統(tǒng)管路進(jìn)氣量大,三則是選擇了錯(cuò)誤的調(diào)節(jié)參數(shù)以及電氣部分故障。檢修中,應(yīng)先停止全部并未操作切換為手動(dòng)方式,調(diào)整壓油裝置油面到正常狀態(tài)。長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后,要采用手動(dòng)方式適當(dāng)活動(dòng)調(diào)速器關(guān)閉主閥,再重新啟動(dòng)。由專業(yè)的電氣班組人員對(duì)電氣部分檢查,確認(rèn)是否由于電氣故障引發(fā)抽動(dòng)。

2.3 發(fā)電機(jī)故障檢修

（1）絕緣設(shè)置失效。發(fā)電機(jī)絕緣設(shè)置失效會(huì)影響到發(fā)電機(jī)運(yùn)行,引發(fā)安全事故。其失效主要為主絕緣損壞、絕緣損壞。如果發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)不足或者工作條件不好,則會(huì)損壞主絕緣,需要通過加固鐵芯、避免電腐蝕來(lái)進(jìn)行解決。如果鐵芯穩(wěn)固性較差,需要將線圈槽楔打緊,或者向綁扎好的無(wú)緯玻璃絲噴灑環(huán)氧樹脂進(jìn)行加固。如果勵(lì)磁系統(tǒng)直流回路、交流回路中設(shè)備故障、兩次接地,則會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣失效。此時(shí)需檢查回路查找故障點(diǎn),然后將漏電電源綁扎或者更換。勵(lì)磁系統(tǒng)兩次接地其導(dǎo)電環(huán)表面需減少飛邊,并且將罩殼中污漬清理干凈,引線接入電極方向也要改變。

（2）機(jī)組溫度過高。機(jī)組溫度過高比較常見,主要是定子和轉(zhuǎn)子電力、通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行等出現(xiàn)問題。故障檢修中需根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)電機(jī)電負(fù)荷、定子電力密度判斷熱負(fù)荷是否正常,采取措施進(jìn)行解決。排除了第一種因素,則需計(jì)算發(fā)電機(jī)運(yùn)行中空氣冷卻器帶走總損耗、總換熱容量,后者比前者小,機(jī)組中需加設(shè)空氣冷卻器防止機(jī)組過熱。此外,通風(fēng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組溫度過高,可以改造風(fēng)扇、擋風(fēng)板結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)散熱能力加強(qiáng)[2]。

2.4 變壓器故障檢修

（1）油位異常。變壓器油位異常會(huì)導(dǎo)致故障,因此需檢查判斷其油位是否過高或過低,采取措施將其控制到一定范圍。冷卻器故障則會(huì)導(dǎo)致油位過高,原因主要是堵塞了冷卻器導(dǎo)致油液無(wú)法流通而升高。加油量過高則會(huì)導(dǎo)致油位過高,需要將多余的油放出、清理污垢,以解決問題。油位過低則將油量不足,出現(xiàn)漏油現(xiàn)象則需盡快修理,瓦斯保護(hù)不可從跳閘改為信號(hào)。

（2）鐵芯過熱。變壓器鐵芯關(guān)系著電磁性能,存在形式為閉合磁路,需依托鐵芯布置線圈。變壓器中鐵芯過熱為常見問題,主要原因就是電源電壓過高、繞組短路、鐵芯接地等,需細(xì)致排查故障原因[3]。電源電壓?jiǎn)栴}則需根據(jù)其實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)低,鐵芯飛邊則需打磨光滑其表面,繞組短路故障應(yīng)加強(qiáng)其絕緣性能。堵塞油道則需清理干凈其中的雜質(zhì),使其保持暢通。鐵芯接地故障應(yīng)選擇紫銅片替換原先接地片,將裸露在外部分用絕緣物體包裹住。

3 水電站機(jī)械常見故障檢修管理策略

（1）完善管理制度與臺(tái)賬系統(tǒng)。為保證水電站機(jī)械檢修管理有效性,需長(zhǎng)期性管理,制定工作規(guī)劃和管理體制。并推動(dòng)設(shè)備管理系統(tǒng)化形成完善的管理體制,樹立起良好危機(jī)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。管理體制和臺(tái)賬系統(tǒng)包含機(jī)械采購(gòu)、設(shè)備使用監(jiān)督管理、檢測(cè)計(jì)劃和維修機(jī)制等。

（2）引進(jìn)先進(jìn)檢修技術(shù)。管理層前期需做好機(jī)械故障檢測(cè),并有效處理發(fā)生故障,以盡量減少事故發(fā)生。當(dāng)前出現(xiàn)不少先進(jìn)檢修技術(shù),管理人員需重視新技術(shù)研發(fā)使用,引入有效新型技術(shù),保障水電站運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

水電站機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)關(guān)系著水電站生產(chǎn)安全性、穩(wěn)定性,通過機(jī)械故障檢修降低其生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),控制好日常生產(chǎn),從內(nèi)部保障水電站生產(chǎn)總體要求,以達(dá)到精度生產(chǎn)、安全生產(chǎn),保障其生產(chǎn)效益。