水電站機械常見故障檢修技術

董鑫天

（國家能源集團新疆開都河流域水電開發有限公司，新疆 庫爾勒 841000）

水電站是水力發電工程的重點建設項目，主要是利用水位上升時產生的勢能將能量轉換成電能，這樣在為人類提供能源的同時可減少對環境的污染。這是人類生產生活中產生電能的重要方式。但是，當我們進行水力發電的時候，需要許多設備同時作業，因此定期對水電站機械設備進行檢修是十分關鍵的。

1 水電站機械設備的綜述

一個水電站有著許多的設備，這些設備共同作用，將水流向上抬，將產生的勢能轉化為動能。水電站的機械設備主要有兩種類型，一種是產生電量的設備，另一種就是將設備產生的電量進行傳送的設備。比如發電器、變壓器、壓路器和斷路器等設備，因長時間使用會產生各種各樣的問題，所有我們要對這些設備進行定期檢查，定期更換，這樣才能保證這些復雜設備的正常運行，保證水電站發電正常。日常的監管和維修對水電站的正常運轉具有重大意義。

1.1 水輪機

水輪機主要分為沖擊式水輪機和反擊式水輪機。沖擊式水輪機的轉輪因受到水流的沖擊而旋轉，工作過程中水流的壓力不變，主要是動能的轉換;反擊式水輪機的轉輪因受到水流的反作用力而旋轉，工作過程中水流的壓力能和動能均有改變，但主要是壓力能的轉換。但兩者的主要工作原理都是發電機把水輪機的機械能轉變成電能，這樣我們可以利用磁感應產生電動勢，將產生的機械能轉化為動能。高地區的水具有較大的勢能，流入水電站的水帶動水輪機的轉輪產生轉動，水輪機經過一系列作用，將水的動能轉化為機械能，從而產生電動勢。

1.2 發電機

發電機常常出現的問題主要就是零件問題，在進行設備檢修的過程中，常常會出現發電機的零件損毀問題。發電機的主要保護功能就是針對定子和轉子的保護，通過零序電壓和三次諧波的運算對裝置檢修運算，使得定子可以更好運轉，這樣可以保證整個水電站的運行效率，減少故障率。水力發電過程其實就是一個能量轉換的過程。通過在天然的河流上修建水工建筑物，集中水頭，然后通過引水道將高位的水引導到低位置的水輪機，使水能轉變為旋轉機械能，帶動與水輪機同軸的發電機發電，從而實現從水能到電能的轉換。發電機發出的電再通過輸電線路送往用戶，這就是整個水力發電到用電的過程。

1.3 變壓器

變壓器通過主保護和后備保護對設備進行保護。變壓器將產生的電流變成不同瓦數的電流，這樣不僅可以對產生的電流進行分流，更在一定程度上在斷路器拒動的時候保護設備。其實也就是利用變壓器的繼電保護，即在設備出現故障的時候，及時隔離電流和電壓，起到保護設備的作用。變壓器保護措施就是當水電站的變壓器出現短路的時候，整個水電站就會出現短路現象，短路現象會造成溫度不斷升高使得設備的內部零件出現不同程度的損毀，導致經濟損失。所以，要對變壓器進行及時檢修，如果真的出現問題可以及時切斷變壓器對整個水電站進行保護，但是那樣會損壞變壓器，所以定期檢修對于維護設備有著重要的作用。

2 水電站機械設備檢修技術

2.1 穩定性故障檢測技術

穩定性是一項極其重要的檢測內容。穩定性故障檢測是一項極為重要的檢測工程。在穩定性檢測過程中，要注意檢測的全面性，這就不是單一地檢測各個儀器設備，更要注意整體的檢測。由于水力發電是依靠整體系統對于水流進行作用的，使用穩定性檢測技術需要專業的技術人員對工作路徑進行檢測，找到故障所在，并且修復故障。由于要檢測的是整體，檢測內容較龐大，所以通常將整體檢測分為4個方面來進行，主要是電流的傳送、電量的負載、機械設備的轉動以及暫態過程，從這4個方面來進行故障判斷，可以高效快速地檢測出故障所在，針對不同的故障采用不同的修復技術。

2.2 水輪機密封故障檢修技術

在利用水力發電的過程中，將水的勢能轉化為電能，但是由于空氣阻力和摩擦生熱，在將勢能轉化為電能的時候總會出現能量損失的狀況，所以需要找到辦法使得勢能和電能的轉化率變高，這樣才可以完成高效的水能利用。水輪機就是一種可以使水流的勢能轉化為電能的主要設備，它可以幫助加快水能轉化，有效提高轉化效率，對水利站的水力發電有著極大的優勢，雖然水輪機增大了效益優勢，促進了能量的轉化，加快了能量轉化進程，但是在發現和利用其優勢的時候，也要注意水輪機出現的故障問題。由于水輪機長時間的高效使用，出現問題是在所難免的，如果沒有及時檢查出來故障問題，可能就會對整個發電過程造成巨大的經濟損失，所以要定期檢查。現在檢查水輪機主要的手段為使用密封技術，這種技術可以使檢修快速有效。

2.3 靜態檢修技術

靜態檢修技術就是以靜態的方式完成檢修過程，這樣既可以確保檢修過程中的檢修安全，又可以節約能源，達到可持續發展的目的。通過不同的接線方式逐段找到系統出現的故障，用靜態檢修技術檢查系統故障，提高了系統的安全運行率，加快了檢修系統的速度。由于其可以有針對性地檢查出某段的具體問題，所以可以在節約時間和資金的前提下，完成系統的故障檢修，同時降低了工作人員的工作量，優化了檢修過程，并且提高了系統的安全性。

2.4 專家診斷技術

在水電站機械設備檢修的過程中，通過計算機設備來進行專家檢測，依靠計算機來檢測勵磁系統的故障問題，這樣可以快速地分析數據，完成整體的數據檢驗。根據計算機分析的數據，可以預估設備的使用時長和設備的健康情況，這樣可以更加系統地評估故障問題，提升工作效率。

3 察汗烏蘇水電站的檢修

任何設備都會有損耗，所以要定期檢修，這樣才會提高檢修效率。如果因為擔心資金的消耗而放棄檢修，長此以往，工作效率會大大降低，水電站所產生的經濟效益和發電效益也會大大降低，所以要定期對設備檢修，及時更換老化或受損零件，防止因為設備損害而造成巨大損失；并且在一定程度上，還提高了水利站的安全性，保護了人民的安全。以察汗烏蘇水電站為例簡要說明。察汗烏蘇水電站位于新疆維吾爾自治區，是我國電力體制改革后在新疆開工建設的第一個水電項目。由于該水電站不僅具有水電站原本的發電作用，還有防洪的作用，所以對察汗烏蘇水電站的檢修工程極其重視。對于察汗烏蘇水電站的檢修要從多個方面來進行，因為在一定程度上，察汗烏蘇水電站不僅影響著電力傳送，還對于新疆人民的生命安全起著巨大的作用，所以對察汗烏蘇水電站的定期檢查就顯得極為重要。

察汗烏蘇水電站的檢修案例分析：

察汗烏蘇水電站1號機組B修推力甩油處理過程中，常常會出現所謂的阻油現象，這就需要進行檢測和維修，采取靜態檢修過程，發現是油旋轉過程中和加熱器產生了碰撞，導致所謂的阻油現象。與此同時，專家對機器進行了檢修，檢測出測量鏡板與推力頭同心度發生較大偏差。由于在加墊調整軸線過程中上下起落造成鏡板與推力頭同心度不均勻，造成機組運行時鏡板帶動油旋轉，造成偏心液壓泵作用，使油槽內部增壓，使油上竄。這些問題的發現都告訴我們要對設備進行及時檢修，這樣才能保證水電站的正常運行。減少故障率和大幅度維修次數，降低水電站在運行過程中的危險性，會使工作效率和經濟效益大大提高。

4 水電站機械設備的維修措施

4.1 改進相關檢修制度

機器設備的日常維修應按具體計劃進行，既要保證施工的有序性，又要保證維修過程中沒有疏漏。另外，必須預防設備可能出現的故障。預防工作應以相關制度的要求為標準，限制和規范檢修程序，維護人員應嚴格遵守制度，規范自己的工作。在設備保養方面要注重開展預防工作，對日常保養要認真負責，保養記錄要及時存檔，保養人員要對因保養措施不當而造成的錯誤負直接責任，從重罰處。

4.2 重視微小故障的及時維修

由于發電機組故障而造成的損失是巨大的，不但影響電力生產，而且會引起安全事故。所以，我們不能忽視設備的故障。不能因為是小問題，就不給予足夠的重視。小問題會逐漸發展成更嚴重的問題，而想要修復問題，就需要更多的人力物力，所以在日常維護上還是要認真負責為好。要做好維修工作，必須對相關維修人員進行技術培訓。如氫發生器在運行過程中，控制倉內溫度不斷升高，導致設備出現故障，影響正常運行。針對這一情況，通過對數據的認真分析，最后決定對冷卻方式進行相應調整，從而有效地控制坯料溫升。

4.3 優化水電站維護管理方法

水力發電站的日常工作中，需要完善的管理體系來保證水電廠正常運行，這是一種節約資源、維護設備非常有效的方法。檢修管理必須到位，合理安排檢修工作，以避免檢修過程中有所遺漏。水電站一般都建在偏遠地區，由于信息閉塞，對一些相關管理文件的修訂或更新在實際執行中往往知之甚少。缺乏有效的管理，阻礙了維修工作的順利進行，設備維修不及時，在運行中易發生故障，對能源行業的發展極為不利。

4.4 創新水電站機械故障維修技術

各種發電技術要求匹配不同的維修技術。但是，目前發電設備的相應維修過程十分復雜，維修時間長。所以，斷電維修阻礙了發電的順利進行，很不適合電力生產。這就要求檢修技術不僅要創新，而且要更新傳統的發電方式。其前提是發電效率高，不易發生機械故障，而且維修過程必須簡單、易操作，不需花費大量時間，且不影響電力行業的順利生產。

4.5 水電站機械維修的重點

日常的機械設備檢修工作中，要注意重點，尤其是在機械聯軸器部位的詳細檢修上。連接件是水輪機能量系統的重要組成部分，在日常使用中，由于機械部件的工作磨損和振動，會對設備造成損壞。同時其外部環境的影響也不容忽視，各暴露部位都要進行防腐處理，以保證日常保養工作的順利進行。水電站機械全部采用電力作為能源，供電安全是關鍵。觸電事故的嚴重性是非常大的，所以做好機械設備的絕緣處理非常重要。

5 結束語

綜上所述，想要維護水電站的正常運行就需要定期檢修，這對于水電站的發展具有極其重要的意義，所以要建立完善的檢測管理制度，將使得檢測更加有效，提高經濟效益；要培養高素質檢修人才，促進我國的檢修技術全面發展，在保證經濟利益和生產效益的前提下，完成對設備的維護和檢修。為了保障水電站的可持續利用，在降低成本的情況下，也要保證設備完好，就需要定期檢查，當查出故障的時候，及時維修，避免造成巨大的經濟損失。