楊賢箕

摘要：水輪發(fā)電機是水力發(fā)電站的重要設(shè)備，其是將水力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ闹饕O(shè)備，因此其運行的安全性是水電站安全運行的關(guān)鍵，也是保障我國電力供應(yīng)穩(wěn)定的重要關(guān)鍵。畢竟隨著科技的發(fā)展和社會的發(fā)展，我國對于環(huán)境的保護工作正在不斷的深化，這也即導(dǎo)致水電等清潔能源開始加大的發(fā)展力度，所以水輪發(fā)電機的保有量也在不斷增加，其運行的穩(wěn)定性以及故障分析處理就成為一個值得研究的問題嗎。本文主要指針對樹林發(fā)電機的運行以及故障分析處理進行探究，希望可以為相關(guān)的研究或者是檢修工作提供一些靈感。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機;運行穩(wěn)定性;故障處理

引言：

目前社會和電力的結(jié)合已經(jīng)越來越緊密了，如果沒有電力可能會導(dǎo)致人們的生活一團糟。水電作為一種清潔能源其一直受到世界各國的追捧，而我國作為世界上水利資源最豐富的幾個國家之一，對于水電技術(shù)的發(fā)展也一直處于世界前列。目前我國的水電已經(jīng)占據(jù)了全國發(fā)電量的百分之十七，而且我國目前還有幾個大型水電站正在建設(shè)，這些輸電站的裝機容量和三峽差不多。水輪發(fā)電機作為水電站最核心的一項設(shè)備，其完全穩(wěn)定的運行直接關(guān)系著水電站發(fā)電的穩(wěn)定性，所以對于這方面的發(fā)展需要不斷的強化，只有這樣才可以提高水輪機故障的處理技術(shù)以及手段，進而維護水輪發(fā)電機的運行穩(wěn)定性。

一、運行問題

（一）接地故障

所謂得接地故障就是在發(fā)電機運行的過程中，機器內(nèi)部或者是機械外部出現(xiàn)了故障，使得單相接地的情況發(fā)生，如果沒有進行及時排出，那么可能會造成相間短路或者是匝間短路，這會直接造成電機的損壞。對于發(fā)電機來講，其電機的損壞是一件非常大的事故，而且維修的成本也比較大[1] 。

（二）絕緣老化

一般情況下水輪發(fā)電機中的定子為了保障其運行的安全性，其外層是絕緣層，不過因為定子在運行的過程中需要受到電磁以及熱量、機械等各方面因素的影響，所以就會導(dǎo)致其絕緣層出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會造成定子運行過程中遭受到的電磁影響更大，對定子的壽命有很大的影響。

（三）溫度過高

溫度過高的因素主要是因為通風(fēng)不暢或者是發(fā)電機的端部出現(xiàn)了漏磁現(xiàn)象。其中端部漏磁會導(dǎo)致線棒之中的電流分布不均勻，進而造成股線的溫差變大。而通風(fēng)不暢的運營則是定子中部的風(fēng)速過大，進而造成定子中部的溫度低于兩端的溫度，這也會造成很大的溫差。

（四）磁回路多點接地

激磁回路多點接地主要是的原因是其絕緣能力下降，而造成其絕緣能力下降的是刺激線圈的振動出現(xiàn)了磨損以及機組內(nèi)出現(xiàn)了很大的積灰，此外還有線圈內(nèi)的絕緣被污染等等。在這種情況下，電壓一點超過限額那么就會直接造成滅磁開關(guān)被擊穿，甚至?xí)酗w弧接地的情況發(fā)生。

二、故障分析處理

（一）水力故障

這種故障的出現(xiàn)主要的原因就是都是水輪發(fā)電機的設(shè)計情況和整個機械的運行狀態(tài)有差別，因此在發(fā)電機運行的過程中會有劇烈震動的狀態(tài)，如果有上有垃圾或者是碎石片在水輪發(fā)電機的葉片中穿過，很可能卡在葉片上，這會導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)堵塞的情況。

（二）電氣故障

這種故障出現(xiàn)的主要因素是轉(zhuǎn)子的零件出現(xiàn)了問題，比如說缺損或者是定子的鐵芯壓裝不緊實、間隙不均勻等。這個時候如果水輪發(fā)電機全功率運行，那么其會產(chǎn)生劇烈的震動，而且震動的幅度會非常大，甚至?xí)斐赊D(zhuǎn)子平衡被破壞的情況[2] 。

（三）油膜故障

這種故障出現(xiàn)的原因主要是在發(fā)電機處于臨界狀態(tài)時，其振動造成了油膜震蕩現(xiàn)象，而油膜震蕩現(xiàn)象則是由發(fā)電機的主軸不穩(wěn)定造成的，所以就需要相關(guān)人員做好機組運行狀態(tài)的監(jiān)控。目前我國的水輪機都實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和操控，可以提前對一些故障進行預(yù)測分析。

（四）機械故障

這種故障出現(xiàn)的原因則是，發(fā)電機的主軸過細(xì)，或者是軸系之間不對稱、轉(zhuǎn)子不平衡等。這些故障出現(xiàn)之后整個發(fā)電機在高速運行的過程中會產(chǎn)生劇烈的震動，而且振動的幅度還比較大。至于軸系之間的不對成則是因為安裝的人員其水平有些欠缺，在安裝的時候沒有安裝完善。

三、故障分析處理

（一）檢修要點分析

1.狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修是有一定基礎(chǔ)的，即需要利用計算機系統(tǒng)以及各種傳感器對于水輪發(fā)電機的各種運行信息進行采集，然后再進行分析，如果分析出來有故障發(fā)生，那么才會進行相關(guān)維修方案的制定和實施。如果沒有故障發(fā)生，那么水輪發(fā)電機將會繼續(xù)運行。當(dāng)然在故障診斷過程中還需要相關(guān)人員進行把控，這樣才可以保障診斷的可靠性，進而果斷的實施維修[3] 。

2.定期檢修

定期的檢修簡單來講就是定期對水輪發(fā)電進行檢修，這個檢修過程中對于水輪發(fā)電機是否具有故障是沒有關(guān)系的，如果有故障會進行故障的處理，而沒有故障依舊需要將整個檢修流程走完。一般情況下，水電站的發(fā)電機的維修一般在枯水期。這種檢修方式相比于狀態(tài)檢修所耗費的人力以及物力都比較大，因為定期檢修需要做好常見問題的所有準(zhǔn)備工作，一些備用零件都需要進行準(zhǔn)備;但是狀態(tài)檢修趨勢需要準(zhǔn)備故障發(fā)生部位的零部件即可。

（二）提高硬件設(shè)計

所謂的提高硬件設(shè)計，其實本質(zhì)上就是提高發(fā)電機的質(zhì)量，這包括外殼以及軸承等質(zhì)量，如果這些部件的質(zhì)量夠高，那么發(fā)生故障的情況也會降低很多。目前很多水輪發(fā)電機都應(yīng)用了PLC 技術(shù)，這種技術(shù)是一種電子操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程的操縱和控制，使得機械的一些不利條件被消除。在發(fā)電機上的應(yīng)用可以使得各個零部件的運行壽命大大提高。

（三）裝配檢修系統(tǒng)

所謂檢修系統(tǒng)是利用互聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)以及大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對發(fā)電機的運行情況進行收集和分析，然后制定相關(guān)的檢修計劃。其主要分為三個步驟，首先，需要給每一臺發(fā)電機都安裝無線傳感器，利用這些傳感器對設(shè)備的運行狀態(tài)進行收集;其次，需要建立一個水輪發(fā)電機運行的完整數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)分析的手段將收集到的數(shù)據(jù)和發(fā)電機正常運行的數(shù)據(jù)分析;最后，如果有故障即將發(fā)生，那么就會觸發(fā)警報系統(tǒng)，相關(guān)維修人員可以立即進行維修。

（四）高溫處理技術(shù)

高溫是發(fā)電機常見的故障，對于這類故障處理的方法首先就需要度發(fā)電機進行溫度實時監(jiān)控，并且建立溫控系統(tǒng)。如果溫度出現(xiàn)就異常，那么冷卻水的水泵就會自動開啟，對高溫的部位進行降溫。其次，那就需要保障水泵的正常使用，可以多備份一套水泵設(shè)備，這樣當(dāng)一套水泵出現(xiàn)問題，那么可以使用另外一套，避免因為高溫而引發(fā)更大的事故[4] 。

（五）加強日常維護

日常維護加強一共分為三個部分，首先需要保障水輪發(fā)電機運行環(huán)境的正常;其次，需要對發(fā)電機的各個狀態(tài)因素進行實時監(jiān)測;最后就需要對各個設(shè)備的零部件進行定期的檢查，對于有腐蝕或者是損壞的零部件應(yīng)該立即進行更換。

四、結(jié)束語

總而言之，水輪發(fā)電機的故障大部分都是機械故障，對于這部分故障的處理方法也十分地簡單，那就是提高相關(guān)零部件的損耗耐久度，這樣就可以保障水輪機的服役年限。當(dāng)然還可以利用信息技術(shù)對水輪發(fā)電機進行運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，這樣這可以結(jié)合這些信息進行故障分析，如果即將出現(xiàn)問題那么就可以提前做好故障的處理方案，這樣不但節(jié)省了故障處理的時間，而且也降低了水輪發(fā)電機的每次維護成本。

參考文獻

[1]鄭燕. 試述水輪發(fā)電機的運行及故障分析處理[J]. 科學(xué)與信息化， 2019， 000（018）：P.89-89.

[2]系陽. 水電站水輪發(fā)電機組的常見故障與處理技術(shù)分析[J]. 通信電源技術(shù)， 2019， 036（007）：276-277.

[3]王曉哲. 水電站水輪發(fā)電機組的常見故障與處理技術(shù)分析[J]. 探索科學(xué)， 2019， 000（007）：228-229.

[4]何凱， 曾強. 水電站水輪發(fā)電機組的常見電氣故障與維護分析[J]. 中國高新區(qū)， 2019， 000（005）：105.