翟建忠

摘要：水輪發(fā)電設(shè)備是水力發(fā)電的重要組成部分，所以對于水輪發(fā)電設(shè)備的保護措施尤為重要，這關(guān)乎著水力發(fā)電能否長遠持久的運行以及減少整體的維護費用，降低危險。本文主要研究一些對于水輪發(fā)電設(shè)備的重要的保護技術(shù)，看看會帶來什么樣的效果！

關(guān)鍵詞：防潮保護結(jié)構(gòu)，絕緣性能維護裝置，加工電壓穩(wěn)壓裝置

1.背景

目前大中型水電站的水輪發(fā)電機一般須在機坑內(nèi)由主機廠家提供專用座環(huán)專機加工設(shè)備，對水輪發(fā)電機的座環(huán)、下部固定止漏環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)進行現(xiàn)場精加工，而且對其裝配立面、平面等部位進行現(xiàn)場刨配，使得其安裝精度要求很高?，F(xiàn)有的水電站的地理位置一般較偏僻且位于電網(wǎng)末端，導(dǎo)致水輪發(fā)電機座環(huán)專機加工設(shè)備在作業(yè)期間，會出現(xiàn)施工電網(wǎng)電壓很不穩(wěn)定，電壓波動范圍大，供電質(zhì)量較差的情況，所以通常會配備一臺變壓器、以解決施工電網(wǎng)電壓很不穩(wěn)定、電壓波動大且供電質(zhì)量較差的問題，而變壓器主要是由外箱、鐵芯以及線圈組成。但是在變壓器工作運行過程，變壓器內(nèi)的鐵芯和線圈會產(chǎn)生損耗而導(dǎo)致發(fā)熱，而變壓器外箱的散熱能力比較差，不容易及時散熱，從而會導(dǎo)致變壓器內(nèi)的溫度過高，進而會導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)溫度過高而損壞停機的問題。

由于運行環(huán)境的影響，不僅會導(dǎo)致發(fā)電機組風(fēng)洞內(nèi)的溫濕條件變化大，導(dǎo)致絕緣性能極易出現(xiàn)急劇劣化的情況，安全風(fēng)險激增，也會因為水輪發(fā)電設(shè)備其外部設(shè)置防護罩，防潮效果較差，從而導(dǎo)致內(nèi)部因溫差產(chǎn)生的潮氣仍無法有效去除，且防護罩內(nèi)發(fā)電機工作所產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，影響發(fā)電機的散熱效果及其使用壽命。

2.水輪發(fā)電機座環(huán)專機加工電壓穩(wěn)壓裝置

本保護措施在于提供一種水輪發(fā)電機座環(huán)專機加工電壓穩(wěn)壓裝置，具有對變壓器進行有效散熱的效果。

2.1 技術(shù)方案

一種水輪發(fā)電機座環(huán)專機加工電壓穩(wěn)壓裝置，包括：座環(huán)專機加工設(shè)備以及電連接于座環(huán)專機加工設(shè)備上的變壓器，變壓器的外側(cè)安裝有用于對變壓器進行 保護的機箱，機箱的外側(cè)面上還安裝有用于對變壓器進行散熱降溫處理的散熱機 構(gòu)，散熱機構(gòu)包括：安裝于機箱外側(cè)面上的固定架以及固定安裝于固定架上的散熱組件，機箱內(nèi)還設(shè)置有用于對變壓器進行固定的緊固組件。

通過設(shè)置變壓器可以有效地解決座環(huán)專機加工設(shè)備對電源質(zhì)量的高要求，從而可以保證座環(huán)專機加工設(shè)備的正常工作而通過設(shè)置機箱，可以對變壓器起到一定的保護作用、以防止變壓器遭受損壞;同時通過在機箱內(nèi)設(shè)置散熱機構(gòu)，可以 對變壓器在使用過程中產(chǎn)生的熱量進行有效的散熱降溫處理，從而可以提高變壓器的使用壽命。

通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)馬達以及扇葉的結(jié)構(gòu)，可以便于對機箱內(nèi)的變壓器起到散熱降溫的效果，從而可以提高變壓器的使用壽命，同時通過設(shè)置隔網(wǎng)，可以便于對扇葉起到保護的作用。通過設(shè)置固定框架、固定槽以及螺栓相互配合的結(jié)構(gòu)，不但可以對隔網(wǎng)起到固定的作用，而且還可以通過拆卸螺栓，則能對隔網(wǎng)進行拆卸、以便于對隔網(wǎng)進行清理。

通過設(shè)置連接凹塊與固定塊相互配合的結(jié)構(gòu)，可以對變壓器起到導(dǎo)向的作用，從而使得變壓器上的連接凹塊滑動連接在機箱的固定塊上，然后通過螺栓與螺紋孔螺紋連接的固定結(jié)構(gòu)，可以使得連接凹塊與固定塊相互固定，從而使得變壓器固定在機箱內(nèi)。通過設(shè)置散熱板不但可以便于機箱內(nèi)的空氣進行流動，而且可以對空氣中的灰塵進行阻隔，從而可以防止灰塵進入機箱內(nèi)，進而可以避免灰塵粘 附在變壓器的表面、以影響變壓器的使用。

通過設(shè)置固定板和螺桿的固定配合結(jié)構(gòu)，不但可以對散熱板進行固定，而且也可以對機箱的一側(cè)進行密封蓋合，從而可以對機箱內(nèi)的變壓器起到保護的作用。通過設(shè)置滑槽，可以將散熱板和固定板沿滑槽在機箱的一側(cè)上進行滑動，從而可以便于對散熱板和固定板進行快速安裝或者拆卸。

2.2 技術(shù)原理示意圖

2.3 具體實施方法

一種水輪發(fā)電機座環(huán)專機加工電壓穩(wěn)壓裝置，包括：座環(huán)專機加工設(shè)備，在該座環(huán)專機加工設(shè)備上電連接加裝一臺變壓器、以解決施工電網(wǎng)電壓很不穩(wěn)定、電壓波動大且供電質(zhì)量較差的問題，而該變壓器的外部安裝有用于對該變壓器進行保護的機箱，且該變壓器為干式隔離變壓器，該干式隔離變壓器的主付繞組間沒有直接的電氣聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，因此可對電網(wǎng)瞬間峰值和有害雜波進行有效衰減和隔離，從而有效提高供電質(zhì)量和保持電壓穩(wěn)定在一定允許范圍內(nèi)，進而可以避免座環(huán)專機加工設(shè)備的直流集電環(huán)燒毀而停工的情況。

圖中，1座環(huán)專機加工設(shè)備;2變壓器;3機箱;4固定架;41旋轉(zhuǎn)馬達;42扇 葉;43隔網(wǎng);431固定框架;44固定槽;45螺栓

該變壓器在使用過程中，電流經(jīng)過線圈之后會產(chǎn)生一定的熱量，為了確保該變壓器長期正常運行，提高該變壓器的使用壽命，所以需要對該變壓器進行散熱降溫的處理。在該機箱的外側(cè)面上安裝有、用于對該變壓器進行散熱降溫處理的散熱機構(gòu)，該散熱機構(gòu)包括：安裝在該機箱外側(cè)面上的固定架，該固定架凸出外箱的一側(cè)面上，且該固定架上固定安裝有一個散熱組件，該散熱組件可以對變壓器在使用過程中產(chǎn)生的熱量進行有效的散熱降溫處理，從而可以提高變壓器的使用壽命。

散熱組件包括：安裝在該固定架上的旋轉(zhuǎn)馬達，該旋轉(zhuǎn)馬達的驅(qū)動端連接有扇葉、以驅(qū)動該扇葉進行轉(zhuǎn)動，而在該固定架的端口處可拆卸安裝有一層隔網(wǎng)，該隔網(wǎng)可以便于對扇葉起到保護的作用;而在固定架的端口邊緣處還設(shè)置有固定件，該固定件用于對隔網(wǎng)進行固定，通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)馬達以及扇葉的結(jié)構(gòu)，可以便于對機箱內(nèi)的變壓器起到散熱降溫的效果，從而可以提高變壓器的使用壽命，同時通過設(shè)置隔網(wǎng)和固定件相互配合的結(jié)構(gòu)，可以便于對隔網(wǎng)起到固定的作用，從而使得隔網(wǎng)可以對扇葉起到保護的作用。

3.水輪發(fā)電機的防潮保護結(jié)構(gòu)

本保護措施在于提供一種用于水輪發(fā)電機的防潮保護結(jié)構(gòu)，解決了為了對發(fā)電機進行防潮保護大多在其外部設(shè)置防護罩，防潮效果較差，內(nèi)部因溫差產(chǎn)生的潮氣仍無法有效去除，且防護罩內(nèi)發(fā)電機工作所產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，影響發(fā)電機的散熱效果及其使用壽命的問題。

3.1 技術(shù)方案

一種用于水輪發(fā)電機的防潮保護結(jié)構(gòu)，包括水輪機殼，水輪機殼的上表面設(shè)置有發(fā)電機體，發(fā)電機體的外部設(shè)置有防護殼，發(fā)電機體的外表面固定連接有連接罩，連接罩的上表面開設(shè)有插槽，插槽內(nèi)插接有散熱組件，散熱組件卡接在防護殼的外壁，防護殼的上表面開設(shè)有放置孔，放置孔內(nèi)設(shè)置有干燥盒，防護殼的上表面與防護組件的下表面固定連接。

散熱組件包括導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板插接在插槽內(nèi)，導(dǎo)熱板的外壁設(shè)置有若干個散熱片，散熱片的正面開設(shè)有三個散熱孔，散熱片卡接在防護殼的外壁。防護組件包括頂板，頂板的下表面通過防塵罩與防護殼的上表面固定連接。頂板的頂部設(shè)置為圓弧狀，頂板的正下方設(shè)置有擋水罩，擋水罩的下表面與防護殼的上表面固定連接，擋水罩位于放置孔的上方。防護殼的底部螺紋連接在螺紋槽內(nèi)，螺紋槽開設(shè)在水輪機殼的上表面。導(dǎo)熱板和連接罩的形狀均設(shè)置為環(huán)狀，放置孔的形狀設(shè)置為十字形。

3.2 技術(shù)原理示意圖

圖中：1水輪機殼、2發(fā)電機體、3防護殼、4連接罩、5散熱組件、51導(dǎo)熱板、52散熱孔、 53散熱片、6插槽、7放置孔、8干燥盒、9擋水罩、10防護組件、101防塵罩、102頂板、11螺紋槽。

3.3 具體實施方法

一種用于水輪發(fā)電機的防潮保護結(jié)構(gòu)，包括水輪機殼，水輪機殼的上表面設(shè)置有發(fā)電機體，發(fā)電機體的外部設(shè)置有防護殼 ，發(fā)電機體的外表面固定連接有連接罩，連接罩的上表面開設(shè)有插槽，因設(shè)置有插槽，使得插槽有效的對導(dǎo)熱板進行限位，提高了熱傳遞的效率，插槽內(nèi)插接有散熱組件，散熱組件卡接在防護殼的外壁，防護殼的上表面開設(shè)有放置孔，放置孔內(nèi)設(shè)置有干燥盒，通過設(shè)置有干燥盒，使干燥盒有效的吸收防護殼內(nèi)部潮氣，提高對發(fā)電機體防潮的效果，防護殼的上表面與防護組件的下表面固定連接，防護組件包括頂板，頂板的下表面通過防塵罩與防護殼的上表面固定連接，頂板的頂部設(shè)置為圓弧狀，頂板的正下方設(shè)置有擋水罩，擋水罩的下表面與防護殼的上表面固定連接，擋水罩位于放置孔的上方，通過防塵罩與擋水罩之間的相互配合，因頂板的頂部為圓弧狀，使得水有效的從頂板的邊緣處落下，并且通過與擋水罩之間的配合，使得水不會落入防護殼內(nèi)對發(fā)電機體造成損壞，且通過放置孔和防塵罩使防護殼內(nèi)部氣流可與外界氣流相流通，進一步提高了對發(fā)電機體防潮散熱的效果。

散熱組件包括導(dǎo)熱板，導(dǎo)熱板插接在插槽內(nèi)，導(dǎo)熱板的外壁設(shè)置有若干個散熱片，散熱片的正面開設(shè)有三個散熱孔，因設(shè)置有散熱孔，且增加了散熱片與空氣接觸的面積，進一步提高對發(fā)電機體的散熱效果，散熱片卡接在防護殼的外壁，通過導(dǎo)熱板與散熱片之間的相互配合，發(fā)電機體工作產(chǎn)生的熱量會通過連接罩傳遞至導(dǎo)熱板上，再由導(dǎo)熱板將熱量傳遞至多個散熱片進行散出。

防護殼的底部螺紋連接在螺紋槽內(nèi)，螺紋槽開設(shè)在水輪機殼的上表面，通過設(shè)置螺紋槽，使得防護殼在旋轉(zhuǎn)的過程中可脫離水輪機殼，便于對發(fā)電機體進行檢修，導(dǎo)熱板和連接罩的形狀均設(shè)置為環(huán)狀，放置孔的形狀設(shè)置為十字形，因設(shè)置有放置孔，使得放置孔對干燥盒限位的同時還可起到通風(fēng)的作用，使防護殼內(nèi)熱量可通過放置孔排出。

1. 一種水輪發(fā)電機絕緣性能維護裝置

本保護措施在于提供一種水輪發(fā)電機絕緣性能維護裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中水輪發(fā)電機絕緣性能不穩(wěn)定，安全風(fēng)險高的技術(shù)問題。

2. 技術(shù)方案

一種水輪發(fā)電機絕緣性能維護裝置，包括：溫度傳感器、濕度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、控制器、計時器、加熱器、報警器以及除濕機。溫度傳感器、濕度傳感器以及轉(zhuǎn)速傳感器分別與控制器相連。控制器與計時器、加熱器、報警器以及除濕機相連。溫度傳感器和濕度傳感器的數(shù)量為多個，均與控制器相連。水輪發(fā)電機絕緣性能維護裝置還包括：顯示屏。顯示屏與控制器相連。

4.2 技術(shù)原理示意圖

4.3 具體實施方法

一種水輪發(fā)電機絕緣性能維護裝置，包括：溫度傳感器、濕度傳感器、 轉(zhuǎn)速傳感器、控制器、計時器、加熱器以及除濕機。

風(fēng)洞內(nèi)的溫度控制在20℃～40℃：當溫度低于20℃時，需要進行升溫;也就是說，預(yù)先在控制器中設(shè)置溫度比較閾值為20攝氏度，當實測溫度低于溫度比較閾值時，控制器驅(qū)動加熱器運行加熱，當高于40攝氏度后停止。

風(fēng)洞內(nèi)的濕度控制在65%RH以下：當風(fēng)洞內(nèi)的濕度高于65%RH以上時，需要進行除濕;也就是說，預(yù)先在控制器中設(shè)置濕度比較閾值為65%RH，當實測濕度低于濕度比較閾值時，控制器驅(qū)動除濕機運行除濕。

針對水輪發(fā)電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)進行監(jiān)控，并以其停機或者低轉(zhuǎn)速運行時間段的長短作為判斷是否需要維護的依據(jù)，只是維護人員進行維護用以保證絕緣性能。也就是說，通過轉(zhuǎn)速傳感器3實時監(jiān)測轉(zhuǎn)速，反饋給控制器，并與預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速比較閾值比較，當轉(zhuǎn)速低于預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)速比較閾值時，控制器驅(qū)動計時器開始計時，當持續(xù)時間高于設(shè)定值時，需要指示維護人員。

采用多個溫度傳感器并多點布置，多點采集溫度信息并都回傳給控制器;當其中某一個溫度傳感器或者多個溫度傳感器低于20攝氏度時，可判斷整體低于20攝氏度;當其中任意兩個實測溫度低于20攝氏度時，即可觸發(fā)加熱指令。

采用多個濕度傳感器并多點布置，多點采集濕度信息并都回傳給控制器;當其中某一個濕度傳感器或者多個濕度傳感器高于65%RH時，可判斷整體高于65%RH;當其中任意兩個實測濕度高于65%RH時，即可觸發(fā)除濕指令。

5.結(jié)語

這些保護措施的有益效果對比沒有保護措施的來說：水輪發(fā)電機座環(huán)專機加工電壓穩(wěn)壓裝置可以保證座環(huán)專機加工設(shè)備的正常工作;可以對變壓器起到一定的保護作用、以防止變壓器遭受損壞;可以對變壓器在使用過程中產(chǎn)生的熱量進行有效的散熱降溫處理，從而可以提高變壓器的使用壽命;可以防止灰塵進入機箱內(nèi)，進而可以避免灰塵粘附在變壓器的表面、以影響變壓器的使用;可以便于對散熱板和固定板進行快速安裝或者拆卸。

水輪發(fā)電機的防潮保護結(jié)構(gòu)可以使得該保護結(jié)構(gòu)對發(fā)電機體防潮的同時有效的對其進行散熱，保證了發(fā)電機體的正常工作及其使用壽命;可以進一步提高了對發(fā)電機體防潮散熱的效果;可以便于于對發(fā)電機體進行檢修，且增加了散熱片與空氣接觸的面積，進一步提高對發(fā)電機體的散熱效果。

絕緣性能維護裝置可以通過設(shè)置溫度傳感器和濕度傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測風(fēng)洞內(nèi)的溫度和濕度，并發(fā)送給控制器用于與預(yù)先設(shè)定的安全閾值比較，而后控制加熱器和除濕機運行，調(diào)整風(fēng)洞內(nèi)的溫濕度，從而保證水輪發(fā)電機的絕緣度。同時，通過轉(zhuǎn)速傳感器實時監(jiān)測水輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，通過比較預(yù)先設(shè)置的閾值，從而判斷水輪發(fā)電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，配合控制器和計時器從而判斷水輪發(fā)電機組的停機和超低速運轉(zhuǎn)的時長，作為維護指示的判斷依據(jù)，便于向維護人員發(fā)出維護指示;并進一步通過報警器發(fā)送更加直觀顯著的維護指示信號。

參考文獻：

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