水電站水輪發電機組的常見故障與維護研究

鄒其琨

摘要：水電站水輪發電機組生產運轉的環節中發生問題，就會極大干擾系統的運行效果。本文聯系具體情況，針對水輪發電機組運轉的相關規律以及組件結構展開探討，在研究容易發生的故障類型的過程中，總結出相應的維護策略，旨在給予現場工作人員具體的借鑒。

關鍵詞：水電站;水輪發電機組;故障;維護

隨著我國市場經濟的快速發展，其用電總量正在逐步上升，電力工業也在進行進一步轉型來適應不斷發展的市場形式，自動化和高壓化以及大電網化將會成為新的特點。在這種情況下，水電廠經過不斷調整其供電穩定性已經得到了明顯的提高。就目前的水電廠發電形勢而言，水輪發電機維護將會成為電能轉換的關鍵所在，也是日常運行保障的重要環節。隨著水電機組容量的不斷提高，其供電可靠性保障將會面臨越來越嚴峻的考驗，這就需要及時對存在的相關問題進行解決，進一步提高設備的穩定性、可靠性，保障電廠的經濟效益能夠進一步提高。

1水電站水輪發電機組的結構與工作原理

水輪發電機組的重要構成包括勵磁裝置、轉子以及定子，轉子重點涵蓋了制動閥板、磁極、風扇、輪轂、輪臂、主軸等，定子則包括了鐵芯、機座、隔振系統。水輪發電機組里面的導水機構在停止運行時需要耗費相應的時間，為了預防在停止運行的環節當中，造成電網發生故障時自身轉速上升太猛的現象，就要求通過水輪發電機當中的轉子，承載充分多的轉動慣量，這是導致現階段轉子質量太過于重的關鍵因素。在發電機運行過程當中，勵磁繞組會以直流電流為媒介形成相應的磁場，在這種情況下需要相關設備的支持才能夠得到相應的電流，假設通過發電機給勵磁繞組一定電流，會造成水輪發電機的轉子與定子結構部分包括相應的空氣間隙，而空氣間隙同樣會造成旋轉磁場的產生，這也就是所謂的水輪發電機組里面的主磁場。在這種情況下，當水輪電機定子繞組與主磁場發生明顯變化，并隨著變化時間不斷延長便會形成相應的的正弦交流電動勢，便實現了相應的發電點過程，這個原理也是水輪電機發電的基本原理。

2水電站水輪發電機組的常見故障

水輪發電機在實際發電過程中，常常會因為環境和設備等一系列因素，導致運轉效率不斷下降，發電量也會逐步降低。為了更好的解決這個問題，本文將會對相關因素進行分析和討論，并制定應對對策，進一步提高設備的運行穩定性能。

2.1水電站水輪發電機組電氣部分常見故障

（1）水輪發電機組負荷太大。即使設備性能再好，也無法承受住持續的超負荷運轉，水輪發電機組一樣如此，一旦超過設計的電流標準時，便會導致負荷保護失去自身的作用，系統便會給出相應的警示信號。在這種情況下，就需要相應的技術人員介入到設備的運行過程之中，確保整個系統可以實現正常運轉。在面對這種故障時，首先要區分的就是水輪發電機組自身到底有沒有出現實際問題，當排除這一個因素時，就要需要對勵磁電流和無用功率做出調整，使其在較低的范圍內運轉，從而有效緩解發電機的工作負荷。如果通過對系統實際運轉數據進行分析之后發現負荷在較低的水平時，就需要對其他因素進行合理調整，從而實現電機工作量的降低。最后，當對發電機勵磁電流降低仍然無法實現降低效果，就要對之前的步驟進行反復操作以找到實際原因，并及時解決，從而避免發電機處持續超負荷運轉。一旦當電廠內部技術力量無法完成故障排除時，就要及時和設備廠家進行聯系，尋求相應的技術支持，避免技術參數調整出現錯誤，從而導致設備的二次損傷，以此有效維持水輪發電機組的穩定運行。

1）發電機轉子接地。轉子發生問題，一般都伴隨接地故障現象。對于兩點接地故障來說，非常明顯的特征之一就是回路現象的出現。在這種情況下，就要對故障點是否是因為電流異常而導致進行準確判斷。而單點接地主要包括了斷續接點、瞬時接地以及永久接地等三類現象，這些現象一旦發生，在其回路中是不會出現任何電路的，也無法檢測到相應電流。從這一點來說，發電勵磁系統并不能夠作為常用的一種技術狀態，然而由于其存在著一點接地的現象，因此就會導致正負極的發生，從而造成了兩點故障的發生，在這種情況之下，同樣也會發生轉子過熱以及振動的現象。

2）水輪發電機高溫現象。在實際運行中，設備零部件發生溫度過高的情況是極有可能出現的，一旦其長時間處于這種狀態則極易導致部件變形，需要維修人員在第一時間就采取相關措施進行處理。

2.2水輪發電機機械結構故障

結構性故障重點涵蓋了電網和水輪發電機組自身原因等兩大類故障原因

1）水輪發電機的穩定性與電網。隨著我國現代技術水平的不斷提高，對于設備的檢測能力也在逐漸增長，檢修所需要花費的代價越來越低，突然停機的情況也越來越少。一旦發現任何一個問題都會導致機組很難快速恢復運轉。從這一點上來說，水輪電機的穩定就變得越來越重要了，只有這樣才能夠進一步提高我國電網的穩定。

2）發電機的強振現象。水輪發電機組在實際環境中進行工作時，振動現象屬于經常發生的故障，該問題的外在特征并不是特別明顯，因此，不易于被及時排除，并且還是無法從根本上解決的問題。在水輪發電機發生振動現象后，就會造成機組無法正常安全穩定運行，并且還會造成相關的部件的使用壽命周期進一步下降。

3）水輪發電機的空蝕現象。該種故障也會導致發電機組出現過度損耗，是導致設備使用壽命周期變短的主要原因。從這一點來說，該種現象和機器本身損傷有著密切的聯系。因此，一旦出現該種情況，在檢修時必須立即處理轉輪空蝕，反之會造重大人身傷亡事故出現。

3水電站水輪發電機組的維護與保養

3.1對水電站水輪發電機的日常維護

任何一個設備的穩定運行，并不取決于故障的快速修復能力，而是取決于日常的保障能力，這就涉及到設備的年度檢修和保障。在維護保養的過程中，要堅持一切從實際出發的原則，需要根據實際的運行情況和周邊水文特點而開展，其中要明確一點，設備的維護并不是只是查看運行狀態，也包括了基本的衛生清潔，從而避免雜物對設備運行的影響。除此之外，要及時對壓油設備進行更新，確保符合環境使用要求和相應的技術標準。除此之外，要及時對壓油設備進行更新，確保符合環境使用要求和相應的技術標準。發電機組調速器應按照運行要求在規定時間注油，預防發生繡蝕的現象。

3.2對水電站水輪發電機組的檢查

水輪發電機組理應開展具體的檢查，更好地維護設備連接處，使設備連接處不會存有絲毫的瑕疵;保證連接螺栓穩定;檢查發電機調速器部件，要保證其轉動靈活;了解聯軸器有沒有正常運行;傳動帶能不能夠正常運行，接頭部分不會松動。

3.3工作人員加強學習

無論是技術人員還是水電站管理人員都一定要在相應的時間內進行學習與培訓，同時要加大對于設備運行特點的了解程度，進一步了解站內設備的詳細狀況，針對技術難題要秉持著謙虛的態度，努力探尋問題的根本原因，并制定有針對性的技術解決方案，全面提高自身的技術保障能力，進而能夠實現全方位的操作與故障解決的能力，進一步提高水輪電機的運行保障能力，為電機機組的穩定運行提供有力支持。

4結語

系統能不能夠運行，其關鍵取決于發電機組的故障排除能力與日常維護水平，在摸索過程當中，要求綜合性地提高技術能力，適應正常發展的要求，工作人員需要進一步強化學習，增強其自身的技術能力，從而能夠提高水輪發電機組的運行效率與安全。

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