水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常見故障及處理措施

王錫鑫

貴州黔源電力股份有限公司引子渡分公司 貴州貴陽 561116

現(xiàn)如今，伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水力發(fā)電行業(yè)也獲得了不錯(cuò)的發(fā)展成就。水電廠建設(shè)并投入使用了不同類型的水輪發(fā)電機(jī)組，大大提升了水電廠工作效率，而水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行故障問題成為影響水輪發(fā)電機(jī)工作質(zhì)量的主要問題，所以就要對(duì)這些常見的故障問題進(jìn)行改善，以提升水輪發(fā)電機(jī)工作質(zhì)量。下面就來重點(diǎn)分析一下水電廠水輪發(fā)電機(jī)常見的故障及處理措施。

1 水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常見故障

水電廠水輪發(fā)電機(jī)組主要分為兩個(gè)部分，分別是電氣部分和機(jī)械部分。其中電氣部分常見的故障有溫度故障、超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等等。而機(jī)械部分常常存在震動(dòng)幅度過大、空蝕等故障問題。下面就針對(duì)這些問題進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行溫度過高

水電廠水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行溫度過高從而會(huì)引發(fā)溫度故障，造成發(fā)電機(jī)組運(yùn)行溫度過高的主要原因是由于在水輪發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行過程中，因?yàn)榇嬖跍u流現(xiàn)象，進(jìn)而使得水輪發(fā)電機(jī)組內(nèi)部的轉(zhuǎn)子、定子、鐵芯等部件都會(huì)產(chǎn)生電流，在電流的作用下，水輪發(fā)電機(jī)組的這些部件的溫度就會(huì)逐漸升高，使得整個(gè)發(fā)電機(jī)組處于高溫運(yùn)行狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行溫度過高，就會(huì)增加故障發(fā)生概率，如果發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期處于高溫運(yùn)行狀態(tài)，還會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組內(nèi)部零件融化，從而發(fā)生安全事故，對(duì)水電廠水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及相關(guān)人員的生命安全帶來威脅。

1.2 電網(wǎng)穩(wěn)定性降低

隨著人們的用電需求不斷增加，水電廠水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行壓力也在進(jìn)一步提升。就目前來看，水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電時(shí)間和檢修次數(shù)不成正比，也因此導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)故障頻發(fā)，導(dǎo)致水電成電網(wǎng)穩(wěn)定性無法得到保證。

1.3 水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行超負(fù)荷

水輪發(fā)電機(jī)對(duì)于運(yùn)行電流有著一定要求，如果運(yùn)行中的定子電流超出額定電流標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)超負(fù)荷保護(hù)被打破，進(jìn)而觸發(fā)超負(fù)荷運(yùn)行報(bào)警裝置。這時(shí)就需要水電廠工作人員要來解決超負(fù)荷運(yùn)行問題，使水輪發(fā)電機(jī)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中并沒有出現(xiàn)問題，那么就需要通過控制無用功率和磁電流的方式來解決。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中所處的功率過低的時(shí)候，就要通過控制發(fā)電機(jī)符合的方式確保其功率保持在正常范圍內(nèi)。通常情況下，在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，可以在短時(shí)間內(nèi)保持超負(fù)荷運(yùn)行，但是超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間要進(jìn)行嚴(yán)格控制，不能超出水電機(jī)組運(yùn)行所規(guī)定的范圍[1]。

1.4 水電機(jī)組發(fā)生空蝕現(xiàn)象

一旦水電廠水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生空蝕現(xiàn)象，那么就會(huì)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部部件造成損壞，從而引發(fā)更為嚴(yán)重的故障問題，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來嚴(yán)重影響。空蝕現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)大大縮減水輪發(fā)電機(jī)的使用壽命，增加安全隱患，一旦出現(xiàn)安全問題就會(huì)對(duì)水電廠工作人員的生命健康造成嚴(yán)重威脅，使水電廠勉勵(lì)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.5 強(qiáng)烈的震動(dòng)故障

導(dǎo)致水電廠水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)強(qiáng)烈的震動(dòng)故障主要有兩點(diǎn)：其一是由于水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地；其二是轉(zhuǎn)子回路的兩點(diǎn)都接地。其中，轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)均接地一般會(huì)在水輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程出現(xiàn)回路，電流會(huì)經(jīng)過故障點(diǎn)，轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地則不會(huì)出現(xiàn)電流回路，因此也不會(huì)經(jīng)過故障點(diǎn)。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組而言，勵(lì)磁系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)保持正常工作狀態(tài)，然而水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)一點(diǎn)接地后，就會(huì)影響到水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的正負(fù)極，從而引發(fā)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地的問題，最終導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)強(qiáng)烈的震動(dòng)故障。

2 水電廠水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷方法

在對(duì)水電廠水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷時(shí)，診斷人員應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)的診斷方法，并借助先進(jìn)的儀器來完成故障診斷工作，這樣才可以更快找到故障原因，并及時(shí)采取有效解決措施，將水輪發(fā)電機(jī)組故障而帶來的損失降到最低。很多時(shí)候，水輪發(fā)電機(jī)組的故障無法通過簡(jiǎn)單診斷方法檢測(cè)出來，這也是為什么要借助先進(jìn)的故障檢測(cè)儀器來診斷故障的主要原因。此外，還要對(duì)水電廠水輪發(fā)電機(jī)組實(shí)施監(jiān)控管理，這樣才可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行故障，可以方便水輪發(fā)電機(jī)故障檢測(cè)人員根據(jù)監(jiān)控來判斷具體故障原因。水電廠水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷方法主要如下[2]：

第一，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組軸瓦溫度進(jìn)行檢測(cè)。通過在水輪發(fā)電機(jī)組的軸承上安裝溫度傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的軸瓦進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免水電機(jī)組在運(yùn)行過程中導(dǎo)致軸瓦燒損。通常情況下，軸瓦溫度值的標(biāo)準(zhǔn)都是經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算，一旦水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中軸瓦溫度超出標(biāo)準(zhǔn)，溫度傳感器就會(huì)觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警裝置。此外，為了避免軸承瓦被燒損，還會(huì)設(shè)置一些保護(hù)裝置，但是保護(hù)裝置對(duì)于突發(fā)性故障的保護(hù)效果甚微，并且突發(fā)性故障發(fā)生過程非常短暫，所以要加強(qiáng)水電機(jī)組軸瓦溫度的檢測(cè)。

第二，水電機(jī)組震動(dòng)診斷。水電機(jī)組的運(yùn)行狀況是否良好一般可以通過稱重機(jī)架、水輪機(jī)頂蓋、發(fā)電機(jī)定子、各部分軸承以及轉(zhuǎn)動(dòng)部分震動(dòng)參數(shù)展現(xiàn)出來。通常情況下，出現(xiàn)故障的零部件在水電機(jī)組運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)徑向震動(dòng)，一般都會(huì)在水路機(jī)組軸連接法蘭柱上面進(jìn)行檢測(cè)，軸向震動(dòng)通常會(huì)在承重機(jī)架的軸向上面實(shí)施監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)過程中，如果監(jiān)測(cè)出來的振動(dòng)數(shù)值超出標(biāo)準(zhǔn)，那么就證明水電機(jī)組振動(dòng)異常，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行故障檢查。在振動(dòng)診斷時(shí)，一般常用到低頻振動(dòng)儀，水電機(jī)組振動(dòng)是有諧波構(gòu)成，所以在診斷激振源時(shí)，可以結(jié)合鎮(zhèn)定信號(hào)和頻域變化來進(jìn)行診斷分析[3]。

第三，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)外觀進(jìn)行觀察。在對(duì)水電廠水輪發(fā)電機(jī)故障進(jìn)行診斷時(shí)，還要主要對(duì)其外觀情況進(jìn)行觀察，可以結(jié)合水輪發(fā)電機(jī)外觀情況和各個(gè)組件的說明書，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)使用情況、故障的主要表現(xiàn)、水電機(jī)主要類型等多方面的信息進(jìn)行掌握。如果負(fù)責(zé)水電廠水輪發(fā)電機(jī)組故障診斷的人員具有豐富的故障維修經(jīng)驗(yàn)，常常可以通過直接觀察水電機(jī)組外觀來判斷大致故障點(diǎn)[4]。

3 水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常見故障處理措施

3.1 合理、正確對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢查

要想使水電廠水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行故障控制到最小幾率，既要能夠合理、正確對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容主要有：第一，要確認(rèn)水輪發(fā)電機(jī)組的外殼是否存在開裂情況，螺栓是否得到牢固連接；第二，水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)速器和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置是否運(yùn)行正常，是否與聯(lián)軸器正常連接，還要查看其傳動(dòng)帶的接頭是否連接牢固；第三，要對(duì)水輪發(fā)電機(jī)所有的閥門和導(dǎo)葉的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢查；第四，要保證水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部軸承保持一定潤(rùn)滑度；第五，要檢查水輪發(fā)電機(jī)的控制屏連接線是否完好和正常，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)是否后存在異常情況；第六，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)的電刷和轉(zhuǎn)向器連接情況進(jìn)行檢查，確保兩者保持正常連接，并確認(rèn)電刷保持正常的壓力，刷握的各個(gè)開關(guān)均處于正常使用狀態(tài)；第七，要確保水輪發(fā)電機(jī)控制屏的開關(guān)處于正確位置；第八，發(fā)電機(jī)處于空載狀態(tài)。

3.2 做好水輪發(fā)電機(jī)的養(yǎng)護(hù)工作

定時(shí)對(duì)水電廠水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，可以保障水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保障水電廠發(fā)電效率和質(zhì)量。為此，負(fù)責(zé)水輪發(fā)電機(jī)養(yǎng)護(hù)的工作人員在養(yǎng)護(hù)工作當(dāng)中，要做好水輪發(fā)電機(jī)的清理工作，只有保障水輪發(fā)電機(jī)處于干凈、整潔的狀態(tài)，才可以避免故障的發(fā)生。在清理過程中，如果發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)積水的情況，要及時(shí)排除積水，保持水輪發(fā)電機(jī)組干燥，這樣才可以避免其受潮。水輪發(fā)電機(jī)的油泵很容易受潮，所以養(yǎng)護(hù)工作人員還要定期查看油泵情況，及時(shí)對(duì)油泵進(jìn)行切換處理，將油泵的受潮情況進(jìn)行控制。水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)速器杠桿連接處很容易生銹，所以養(yǎng)護(hù)工作人員應(yīng)當(dāng)定期通過注油的方式來避免杠桿連接處生銹。堵塞問題常常發(fā)生在水輪發(fā)電機(jī)的氣水分離器部分，如果這一部分出現(xiàn)堵塞情況，就會(huì)導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)無法運(yùn)行，因此養(yǎng)護(hù)工作人員還要做好氣水分離器的清理工作，以避免其堵塞。除了做好上述養(yǎng)護(hù)工作外，水電廠還要做好水輪發(fā)電機(jī)養(yǎng)護(hù)工作計(jì)劃，做好養(yǎng)護(hù)工作的詳細(xì)記錄，并保存好每個(gè)水輪發(fā)電機(jī)的養(yǎng)護(hù)檔案，這樣可以為今后故障處理工作提供參考。此外，為了確保養(yǎng)護(hù)工作的有效落實(shí)，水電廠還要明確水輪發(fā)電機(jī)的養(yǎng)護(hù)責(zé)任人，進(jìn)而可以避免由于不規(guī)范養(yǎng)護(hù)而引發(fā)的水輪發(fā)電機(jī)故障問題，在發(fā)生問題后還可以第一時(shí)間明確責(zé)任人。

3.3 提升相關(guān)技術(shù)和管理人員的專業(yè)素養(yǎng)

當(dāng)水電廠水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，要想第一時(shí)間找出引發(fā)故障法根源，并及時(shí)采取有效處理措施，就需要專業(yè)的技術(shù)人員和水輪發(fā)電機(jī)管理人員，只有水輪發(fā)電機(jī)相關(guān)技術(shù)和管理人員的專業(yè)素養(yǎng)得到保障，才可以在水輪發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障后將故障對(duì)水電廠帶來的損失控制到最低，并通過有效的管理減少故障發(fā)生概率。為此，水電廠在招聘過程中應(yīng)當(dāng)提升相關(guān)技術(shù)人員和管理人員的招聘門檻，并對(duì)在職技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，豐富他們的水輪發(fā)電機(jī)組相關(guān)知識(shí)，幫助他們掌握更多水輪發(fā)電機(jī)組養(yǎng)護(hù)、維修、使用相關(guān)知識(shí)，這樣才可以正確使用和管理水輪發(fā)電機(jī)，并在其出現(xiàn)故障后可以第一時(shí)間、準(zhǔn)確找到水輪發(fā)電機(jī)組故障點(diǎn)，對(duì)故障因素進(jìn)行合理分析。除此之外，水電廠還應(yīng)當(dāng)注重他們的外出學(xué)習(xí)教育，幫助他們認(rèn)識(shí)更多現(xiàn)代化水電廠水輪發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)，并將其運(yùn)用于實(shí)際工作當(dāng)中，為水電廠水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。

4 結(jié)語

總的來說，水輪發(fā)電機(jī)作為水電廠的重要一部分，是保障水電廠可以為人民提供穩(wěn)定發(fā)電服務(wù)的關(guān)鍵，所以做好水輪發(fā)電機(jī)的故障處理工作，保障其正常運(yùn)行尤為重要。作為水電廠，要做對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行合理、正確的檢查，并做好水輪發(fā)電機(jī)養(yǎng)護(hù)工作，制定養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，并將養(yǎng)護(hù)情況詳細(xì)記錄在案，明確養(yǎng)護(hù)責(zé)任人。同時(shí)，還要提升相關(guān)技術(shù)和管理人員的專業(yè)素養(yǎng)，這樣才可以保障水電廠的工作效率，使其可以為人民的工作生活提供穩(wěn)定用電。