关键词：水力发电机;常见故障;防范措施
引言
随着经济的发展与科学技术的进步，社会对电力的需求越来越大。由于具有巨大的经济效益和广阔的发展前景，水力发电在我国得到越来越多关注。水力发电不仅能够生产出巨大的电量以满足供求，而且不同于耗费自然能源而获得电量的方式那样浪费，其利用水的落差而产生的水能转换为电能的生产方式，十分符合现代环保理念，因此被广泛使用，得到人们的认同。但是水力发电机设备在运行使用的过程中，常常会因为各种内外因素的影响而运行异常。发动机磨损、发电站火灾、制动系统出现异常、发电机超负荷等这些因素都会影响发电机的正常工作效率，只有及时的发现问题并及时检查和维修，才能确保发电机设备长久、稳定的运行下去。本文目的在于探明水力发电机的故障及其原因，提出解决制约其工作运行的对策方案，以促进我国水力发电事业的长远发展。
1水力发电机的常见故障及原因
1.1发电机超负荷工作
当定子电流超过额定值1．1倍的时候，发电机就已经处在超负荷状态下工作了。水力发电机要在正常的电压下才能进行有效地工作，一旦定子电流超过了额定值，发电机会出于保护而发出警报，这时就需要立刻处理问题，排除故障。虽然短时间内的超负荷运行，对发电机不会有太大影响，但一定要严格参照发电机厂家规定的参数值，不得逾越。若不严格监督电流、电压的变化频率与大小，就很容易错过问题发生的瞬间。一旦超过参数允许值，就会形成超负荷，这将对发电机设备正常有效的运行产生很大影响。
1.2制动器问题
水力发电机在运行的过程还经常出现的就是制动器故障问题。制动器出现故障的原因有多种，比如:活塞卡塞，运动受阻，是防尘效果不好导致的;制动块的耐磨性比较差则会造成制动块寿命缩短、而载荷不均很可能导致污染绕组的现象出现、绕组绝缘强度降低则有可能是因为排油不净。诸多原因都可能是造成制动器的故障的原因，解决好了制动器问题，发电机设备才可能正常稳定的运行。
1.3地下式水电站易突发火灾
地下水力发电站的洞室具有内部狭窄、多密闭空间等结构特点，这样的特点常会造成火源发现困难，火势蔓延迅猛，不能及时抢救等状况，因此往往存在较大的火灾隐患，一旦危险发生，后果将不堪设想。此外，由于发电设备繁多，线路纵横，难以疏导，作为发电机动力源泉的油等大量易燃易爆炸物品积攒成堆，设备线路复杂多样等因素的存在，这就很容易造成火灾波及范围广，疏散不力而伤及人员数量多，经济损失难以估量等严重的后果。
2水力发电机组故障预测的措施
2.1不同预测方式的缺陷
在电力系统中，最重要的组成部分非发电机组莫属，它的稳定是电力系统正常运行的基础与前提，因此发电机组能否正常工作，直接决定了电力系统能否平稳运行，所以相关工作人员必须对发电机组有一个前瞻性的预测和定期检修，这样才能保证电力系统的可用性，同时增加它的使用年限。对于水力发电机组来说，常用的故障预测方法有两种，第一种方法是传统的方法，即可靠性分析法，主要是根据往常设备出现故障的时间周期或者工作人员的检修记录来进行推测，这种方法尽管在一定程度上起到很好的预防作用，但是只能对时间有个估计，却不能明确地看出修复效果、设备信息以及外部因素对设备造成的影响，对故障缺少明确的预测[2]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二种方法是状态监测数据，这是比较现代化的一个手段，它主要是利用先进仪器，以及现有数据对设备进行实时监测，会在第一时间收集到最新最多的信息，给相关工作人员做参考，所以这种方法可以很好地对故障有个预测，但是局限性在于，不能够实现长远控制，只能针对周期较短的一些问题进行监测。
2.2基于状态监测数据的故障预测
考虑到传统可靠性分析技术弊端，可在传统可靠性分析的基础上，利用状态监测数据，进行发电机组故障的预测评估。在具体故障预测过程中，首先，需采集水电设备状态检测数据，并进行初步处理。由于水力发电设备状态监测数据具有离线数据、在线状态监测两种类型。其中离线状态监测主要指一定时间区间内预定项目故障问题监测，如我国发电企业内部实行的点检制度。其独特的监测面宽、监测便捷的优势也觉得了其在现阶段状态数据应用中的不可替代性，但是也存在反应滞后的情况。基于此，可在离线监测数据收集的基础上，利用CMMS（计算机维修管理系统），采集发电机组在线状态数据。其次，故障诊断，并将其划分为不同的类型。在离线、在线状态数据收集完毕之后，可以在传统故障事件数据分析的基础上，对状态监测数据时域、频域等状态信息进行分析。最后，进行故障演化预测。为了解所监测发电机组潜在故障运行规律，可利用基于故障综合分析或维修事件数据监测的模型，进行故障演化预测。
3水力发电机组故障消除及机组维护措施
3.1确定具体问题，对症下药
要想解决地下式水电站易发生火灾的情况，关键还是要改变其内部结构狭窄、空间密闭的问题。因此在设计建筑水电站的时候要充分考虑各种因素，如地形特征、地质条件等等，并结合工程实际情况做出合理有效的应急方案。同时，地下式水电站设备线路复杂，各种电压、电缆纵横交错，油等大量的动力原料的堆积就很容易形成火灾隐患。因此用油安全尤为关键，对于易燃易爆炸的物品放置一定要谨慎，要提前做好保护措施。水力发电机制动器故障问题的引发原因有多种，活塞卡塞、粉尘污染、制动块磨损等都会使制动器出现问题。保障活塞在润滑的状态下工作是主要解决方式之一，目前，给活塞安装镶嵌聚四氟乙烯导向带和在制动柜的管路上安装油雾器是比较有效的解决方式，都能使制动器在制动过程中保持润滑，避免磨损。粉尘污染会使制动器在制动过程中产生有害气体，危害人体健康，因此在制动器配置上装上吸尘设备，能够有效解决这一问题。至于制动块易磨损的问题，除了要加强制动块材质道的耐磨性，还要注意解决制动块制动过程中，要接触均匀、缓冲良好。发电机长时间超负荷工作不仅会影响发电机绕组的绝缘寿命，还将会引起电机事故，甚至烧毁电机。应该更好的完善水力发电机的电荷警报装置系统，密切监视发电机的电压和频率，一旦定子电流超过额定数值，就要立即采取措施，消除负电荷。此外，发电机负荷超值，就可能引起发电机组温度升高，这时就需要及时采取措施改善冷却通风条件，调节发电机组冷却装置，对水泵进行排除检查，直至发电机设备正常工作。
3.2提高相关工作人员水平
水力发电机监管与维修的复杂性与难度要求其技术人员要具有扎实的专业技术知识，过硬的专业维修能力。水利企业要积极鼓励并要求管理水力发电的技术人员定期参与岗位培训和技术培训，推广新技术，组织技术人员学习新知识，不断提高相关工作人员的综合素质水平。定期指派专家型技术人员对水力发电机等基础管理进行检查，指导开展工作，帮助解决水利技术上的问题。相关工作人员不仅要在工作实践中丰富自己的经验，也要加强业余学习，不断武装自己，进行自我探索，学无止境。此外，还要培养水力发电工作人员强烈的责任感与使命感，要求相关工作人始终拥有尽职尽责、艰苦奋斗的精神。相关管理人员也要科学统筹工作计划，对技术工作人员以及水力发电机进行合理的管理。不断学习国内外先进的科学技术、管理方式，以适应水力发电领域的发展，促使水利行业的进步。
结语
综上所述，对于水力发电站来说，最核心的就是水力发电机组，相关工作人员务必维护水力发电机组的正常工作，这是重点问题。通常情况下，水力发电机组产生故障的原因就是机械震动。想要使得水力发电机组平稳正常运转，就一定要做好前期的预测工作以及定期检修工作，这样才能防患于未然，将水力发电机组最大化利用起来，增加企业经济效益。
参考文献
[1]朱海舟.研究水力发电厂机组中继电保护的配置及运行维护[J].建材与装饰，2017（25）：214-215.
[2]高宗宝，吴广宁，江建明，等.大型水轮发电机组定子接地故障分析研究[J].电气应用，2017（23）：46-50.
论文作者:汪小健
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
标签：水力发电论文; 机组论文; 发电机论文; 故障论文; 水力论文; 制动器论文; 设备论文; 《中国电业》2019年20期论文;