田發(fā)春

摘要：水輪發(fā)電機(jī)組作為水力發(fā)電的基礎(chǔ)，發(fā)揮著重要的作用。水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行將極大地影響國家電網(wǎng)的安全可靠。由于水輪發(fā)電機(jī)組的組成比較復(fù)雜，水、電、油、風(fēng)系統(tǒng)等輔助設(shè)備構(gòu)成了水輪發(fā)電機(jī)組，但其主要部件仍是電氣和機(jī)械。在使用過程中，由于各種客觀因素的影響和制約，水輪發(fā)電機(jī)組不可避免地會出現(xiàn)一些問題，使發(fā)電狀態(tài)無法正常進(jìn)行。為了確保水輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，有必要開展對水輪發(fā)電機(jī)常見故障排除和修復(fù)工作。在這方面，文章分析了水電機(jī)組的操作，指出水力機(jī)組運(yùn)行常見故障，并提出了具體措施來排除故障，為水輪發(fā)電機(jī)組檢修工作提供參考。

關(guān)鍵詞：水電廠;水輪機(jī);故障檢修;維護(hù)

引言

隨著科技的發(fā)展，我國的城市化進(jìn)程不斷加快，城市化建設(shè)取得了舉世矚目的成就。目前，除了傳統(tǒng)的不可再生資源提供電力資源外，利用風(fēng)能太陽能發(fā)電，水力發(fā)電也已成為發(fā)展我國電力資源的主要途徑。憑著技術(shù)成熟、開發(fā)難度小的優(yōu)勢，具有廣泛的應(yīng)用前景。在水力發(fā)電過程中，水輪發(fā)電機(jī)作為重要的能量轉(zhuǎn)換裝置，在水力發(fā)電廠的正常運(yùn)行中起著極其重要的作用。因此，在水電廠有必要弄清水輪發(fā)電機(jī)組的常見故障，并積極有效地進(jìn)行檢修和維護(hù)。維修人員還需要增強(qiáng)自身的能力水平，及時發(fā)現(xiàn)故障并排除故障，使水輪發(fā)電機(jī)組能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

1 水輪發(fā)電機(jī)的構(gòu)成原理

水電廠發(fā)電機(jī)組主要由定子、轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)部分和勵磁裝置組成。定子、轉(zhuǎn)子、水輪機(jī)部分和勵磁裝置構(gòu)成一個水輪發(fā)電機(jī)。只有保證有足夠大的水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量時，才可以確保水輪發(fā)電機(jī)組的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)關(guān)閉時間內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速不會增加。勵磁設(shè)備主要分為電源、調(diào)節(jié)器等，水輪發(fā)電機(jī)主要由電流驅(qū)動形成磁場。勵磁裝置中的功率和繞組由轉(zhuǎn)子提供給發(fā)電機(jī)，然后在定子和轉(zhuǎn)子之間形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，即氣隙。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場和定子繞組被切斷時，交流電流出現(xiàn)在切割導(dǎo)體內(nèi)。特別重要的是，這種電變化通常隨正弦函數(shù)而變化[1]。

2 水輪發(fā)電機(jī)組檢測的重要性

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，電力已進(jìn)入自動化和高壓發(fā)展階段。與火力發(fā)電相比，水電廠一方面需要提供電力資源，另一方面要承擔(dān)電網(wǎng)的峰值和頻率調(diào)節(jié)功能。在水力發(fā)電廠中，水輪發(fā)電機(jī)組作為重要的動力轉(zhuǎn)換裝置，不僅需要確保水輪發(fā)電機(jī)組的可靠性，而且還需要確保水力發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，及時發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的故障并進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)處理，既可以積累水輪發(fā)電機(jī)組常見故障的經(jīng)驗(yàn)，也為大容量高負(fù)荷水電發(fā)電機(jī)組的研究提供指導(dǎo)意見。

3 水輪發(fā)電機(jī)組的常見故障

由于發(fā)電機(jī)本身和環(huán)境的影響，在水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中容易發(fā)生一些故障。例如，當(dāng)發(fā)電機(jī)工作時，參數(shù)會發(fā)生變化，超出正常工作范圍，雖然這種情況不會對發(fā)電機(jī)造成嚴(yán)重影響，但是如果發(fā)電機(jī)長時間運(yùn)行而出現(xiàn)故障，則容易產(chǎn)生操作錯誤，將導(dǎo)致極其不利的后果，威脅到發(fā)電機(jī)的操作安全。

3.1電氣部分

當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)過載時。水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，若定子電流大于額定值的1.1倍，則發(fā)電機(jī)的過載保護(hù)會失靈，并出現(xiàn)報(bào)警。水電站的工作人員需要處理這個問題，以確保發(fā)電機(jī)能夠恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中沒有問題，就必須減少勵磁電流和發(fā)電機(jī)的不必要功率。如果水輪發(fā)電機(jī)的功率較低，需要保證發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)在正常范圍內(nèi)，則需要降低發(fā)電機(jī)的功率負(fù)荷[2]。減小發(fā)電機(jī)的勵磁電流仍然不能使定子電流的值減小到規(guī)定的范圍。以上方法也可以使用。

3.2機(jī)械部分

當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了強(qiáng)震的時候。水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)強(qiáng)振動情況，由于該問題沒有明顯的特性，因此不易發(fā)現(xiàn)，排除難度大，發(fā)電機(jī)強(qiáng)振會影響其正常運(yùn)行，并導(dǎo)致機(jī)械零件使用壽命縮短。其次，發(fā)電機(jī)的電網(wǎng)穩(wěn)定性。當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)水平的逐步提高，電網(wǎng)中水電廠的水輪發(fā)電機(jī)組數(shù)量也在增加，水輪發(fā)電機(jī)組的年平均發(fā)電時間在增加，但是維護(hù)時間和頻率正在下降。如果水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)問題導(dǎo)致停機(jī)，經(jīng)濟(jì)損失會非常嚴(yán)重。最后，當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)空化腐蝕時。水輪發(fā)電機(jī)的空蝕現(xiàn)象會嚴(yán)重?fù)p壞機(jī)組部件，這也是造成水輪發(fā)電機(jī)問題的重要原因[3]。因此水輪發(fā)電機(jī)的空蝕會降低經(jīng)濟(jì)效益和安全性。從而機(jī)組零件的受損程度將直接影響對水輪發(fā)電機(jī)修理的程度。

4 水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)策略

4.1 提高人員的素質(zhì)水平

為提高水輪發(fā)電機(jī)組的維修水平，提高相關(guān)技術(shù)和管理人員的素質(zhì)尤為重要。首先，在招聘過程中，要加強(qiáng)對人員的考核。其次，應(yīng)定期培訓(xùn)員工和相關(guān)工作人員的維護(hù)、修理、及機(jī)組故障診斷，以便員工能在及時、準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，并進(jìn)行總結(jié)分析，提高人員的實(shí)際操作水平和技能。

4.2 加強(qiáng)維護(hù)工作

在水力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際操作過程中，應(yīng)定期對符號水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行清理，使水力發(fā)電機(jī)組保持衛(wèi)生整潔，周圍無水等。當(dāng)水力發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障的時候，應(yīng)及時排除故障要點(diǎn)，并提出相應(yīng)的解決方案。在水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)過程中，可定期切換壓軸裝置中的油泵，以避免產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象。其次，調(diào)速器杠桿連接處可定期注油以防銹蝕，從而影響到渦輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。此外，應(yīng)定期清潔汽水分離器，以免堵塞。

4.3 定期檢查

為降低水輪發(fā)電機(jī)的故障率，應(yīng)定期對水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查，例如，發(fā)電機(jī)與控制屏之間的接線是否安全，接線的絕緣層是否損壞，各種裝置的靈活性是否符合標(biāo)準(zhǔn)范圍，水輪發(fā)電機(jī)組外殼是否完好，螺栓連接處是否牢固。通過這一系列的檢查，不僅可以保證水輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，而且可以減少水輪發(fā)電機(jī)組的安全隱患，從而提高水輪發(fā)電機(jī)組的安全水平。

結(jié)語

簡而言之，作為水電廠的核心設(shè)備，水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著整個水電廠的發(fā)展。但是，在水電廠發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)電機(jī)組不能正常運(yùn)行時，必然會給水電廠帶來不可彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失。從某種意義上說，詳細(xì)維護(hù)是保證水電廠水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。而水輪發(fā)電機(jī)在促進(jìn)水電發(fā)展事業(yè)中起到非常大的推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜春，姜建勛.水輪發(fā)電機(jī)組常見故障及維護(hù)措施研究[J].價值工程，2020，39（02）：254-256.

[2] 李興全.論水電廠水輪發(fā)電機(jī)組常見故障及維護(hù)[J/OL].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（11）：241-242[2020-03-21].https：//doi.org/10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.121.

[3] 李愛民.水輪發(fā)電機(jī)組常見故障及維護(hù)措施分析[J].陜西水利，2019（09）：167-168.

（作者單位：青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司李家峽發(fā)電分公司）