摘要：随着电力体制的不断改革完善以及科学技术的进步，水力发电工程得到完善和发展，中小型水电站的建设数量不断增加，缓解了火力发电的压力，进一步满足了各项生产、生活的大容量电力能源需求。水电站电力生产水平直接受到水电站发电机组运行能力的影响，在实际发电过程中，发电机组难以避免发生各种故障，导致发电效率较低，影响水电站的供电质量。同时，发电机组的设备维修费用较高，更换新设备会进一步提高水电站的运行成本，因此，确保发电机组的安全、稳定运行也是增强水电站经济效益的重要策略。因此，相关单位要提高对水电站发电机组的运行管理和维护工作的重视，积极采取有效措施，及时排除发电机组设备故障，全面提升水电站的运行水平。
关键词：水电站；发电机组；运行维护
发电机工作原理主要是利用电磁力定律以及电磁感应定律。由于国内水资源比较丰富，在水流转动的过程中带动了水轮机旋转，水轮机在旋转的过程中能够使转子在定子的磁场内进行切割磁力线运动，从而产生一定的电流。要想产生稳定的磁场，定子的线圈是关键部分，同时也是发电机组日常运行中容易发生故障的地方。对发电机进行日常检修和维护的工作人员需要了解发电机的工作原理，只有对其工作原理进行全面了解，才能及时掌握发电机故障的排除方法和思路。
1水轮发电机组运行
水轮发电机组运行方式主要是按带负荷方式有并网运行、单机运行等方式，按调速器控制方式主要是以自动运行和手动运行等方式。其中，并网运行主要适用于中小水轮发电机组，若是运行状态发生改变的话，需要利用控制设备保证系统切换的稳定性。同时，运行方式的切换，一定要在水轮发电机组运行规律的基础之上，避免水轮发电机组产生运行故障。另外，并网运行的过程中，调速器参数的控制，一定要在水轮发电机组的运行负荷的基础之上进行有效的控制，避免参数发生超出标准、合理的范围内，降低水轮发电机组运行故障发生的系数。
2水电站机组常规维护工作概述
日常检查工作要点，日常检查工作开展需要从几个方面着手，在正常工作状态下定期开展检查工作，巡检与检查工作是机组维护工作的重点。定期检查工作开展的过程中，记录机组运行的相关数据，通过维护工作的开展，使参数处于合理的标准范围内。在运行参数出现异常时，深入分析原因并确保采取的措施具有针对性，能够较好的解决问题。把握关键检验点，如回路连接位置的状态，接触部位是否存在变色，温度上升，变压等现象。电流互感器是否有噪音存在。油断路器颜色与油位是否正常，有无泄现象等。检查发电机是否存在发霉与气味变质情况，摆幅与振动标准是否正常。对某些关键部位进行集中检测。日常维护工作可以从以下方面入手，零部件接触保养，水轮机各零部件需要确保其质量不存在问题，连接部位需要紧固，同时各部件能够灵活运转。水轮机养护工作通常是在其工作3d左右进行，养护工作重点在于轴承，需要添加润滑油。不同类型润滑油需要分开，避免混合导致油质变化，达不到应有的润滑作用。随着机组持续运转，当时间达到一个月时，需要添加蜡脂，添加量保持在轴承体积一半以上，如果轴承间存在较大空隙并且有麻点出现，需要更换零部件。设备工作时间达到3000h，需要检查连轴器并更换受损部件，而对于重点部件则需要做好防腐蚀保护工作。对于水封，挡水板质量也要进行检查。水轮机组运转时间超过两年时，就需要进行大规模检修工作，工作内容包括胶圈有无破损，轴承是否锈蚀，转轮焊接是否开缝等。机组维护方面，运行过程中需要关注油压表数值，压油槽与调速器二者数值要大致保持一致，如果发现二者差距较大时，就需要开展维护工作。通常按照表1“水轮发电机检修闹隔、检修停用时间”进行安排。
当出现所列状况者如：a)机组一下参数超过规定值，机组效率或出力明显降低；b）机组震动摆渡不合格而小修不能消除；c)定子或者转子绕组绝缘不良，威胁安全运行时，其检修时间间隔可低于表1的规定。
表1 水轮发电机检修闹隔、检修停用时间
3强化水电站水轮发电机组运行与维护的必要性
3.1优化工序使项目检修工作更加安全高效
维护工作的开展就是工序存在的问题进行优化，从而使设备运行及检修工作更加的高效。如某电站对1#机轮毂进行解体大修，对关键工序优化。桨叶铜套安装打破常规钻孔方式，采用自制钻孔工具，创新施工方法，通过工序改进，确保钻孔质量。采取受油器局部解体施工方法，省掉受油器、大轴延伸轴间隙调整工序，平均每台设备提前8至9天完工，电厂等效可用指标得以提高。
3.2维护工作可以提高工作效率及设备可靠性
设备可靠性关系到电力正常供应，而维护工作的最终目的就在于找出设备存在的问题并解决，从而为设备稳定安全运行提供保障。设备维护工作从某种意义上来讲，是通过一定方法应用对潜在问题进行挖掘，提前将风险化解，很大程度上是一种事前控制。并且随着相关技术应用，维护工作凭借于技术优势可以通过建立模型分析，实时监测，数据分析等对设备在运行过程中可能会出现的问题进行预测，并且预测结果准确性也会大幅度提升。
3.3维护工作可以降低设备维护成本
机组及其部件通常比较复杂、成本较高，某些设备受到技术限制需要进口，而一旦在运行过程中出现了问题，维修工作会产生高昂的成本。从成本控制角度思考问题，需要在日常管理过程中，将维护工作细化，通过维护工作开展积累经验与技术，努力实现自主创新，摆脱对外国技术的依赖，从而使成本处于可控的范围。如某水电站电厂机组及其辅助设备都是进口设备，其关键备品备件价格昂贵，为降低维护成本，组织考察国外企业，对关键备件进行试制；对于一般易损、耗件、无特殊要求配件及辅助系统设备实施国产化，对机组励磁系统、机变保护装置进行国产化改造，大幅度降低设备维护成本。
4水电站发电机组运行故障及处理
4.1剧烈振动故障
根据相关调查发现，在水电站实际运行过程中，一些发电机组会出现剧烈振动的问题，这个问题直接影响了水电站的稳定运行，甚至造成严重的安全隐患。探究发电机组振动的原因，主要包括以下两点:第一，电流流通时间持续过长或者三相负荷不平衡容易造成发电机组的电气振动;第二，发电机组中的水轮机运行过程中容易受到气蚀作用，使得水轮机与发电机的联动环境受到影响，机组地脚螺丝出现松动情况，尾水管发生堵塞或者轴承损坏，进而引发振动问题。长时间的振动具有严重危害，容易造成励磁机损坏或烧毁等，引发安全事故。
剧烈振动故障的处理办法:首先，仔细排查发电机组，认真分析振动产生的原因，可以检查电流传输情况，进而根据电流实际指数判断振动类型，如果振动是电气振动，一般是由于三相不平衡造成的，可以采取调节或者恢复负荷平衡的方式，有效缓解振动情况;如果电流指数并没有异常，则可以根据机械振动的方向采取措施，对设备内部的零部件进行检查，加固松动零部件，如果振动情况没有得到缓解，则需要重新组合发电机组。
4.2水轮机故障
水轮机故障是水电站发电机组运行中一个较为常见的问题，指的是水轮机没有完成技术指标，工作效果不理想。水轮机故障的原因为:第一，水轮机中的一些零部件在长期运行中出现严重的磨损情况，并且老化部件之间还存在摩擦问题;第二，水中的杂质侵入到水轮机中，并且与水轮机的零部件产生摩擦;第三，水轮机存在超负荷运行状态，导致零部件发生变形或者断裂;第四，水轮机零部件存在质量不达标问题，严重影响水轮机工作性能。
水轮机故障处理办法:对水轮机开展全面检查，并对出现变形、断裂、磨损情况的零部件进行检测，记录损伤原因，为日后管理提供参考;之后，更换损坏的零部件，并安排专业的维修人员开展水轮机的二次检查;此外，要尽量避免水轮机中侵入杂质，对水轮机内部进行定期清理，保持零部件的运行环境。
4.3水导瓦故障
在水电站发电机组中，水导瓦的温度差异性较为明显。在发电机组正常运行状态下，水导瓦不会出现较大的温差;在发电机组满负荷运行状态下，水导瓦出现明显的温差。在水电站发电过程中，一些水导瓦长期处于较大幅度的温差波动，很容易造成发电机组故障。水导瓦出现温度过高的原因还包括瓦面与油槽距离设置不合理、油槽大小不合适、油盆的油量缺少等。
水导瓦故障处理办法:水导瓦温度过高的原因比较多，在实际的维修过程中，维修人员下需要进行逐一排查，其检查的关键要放在水轮机主轴刨光以及水导瓦铸造表面等方面，并且检查需要检查发电机组维修记录以及水导瓦合巴氏合金面，之后在确定没有问题的基础上检查油盆油量，如果油量充足则需要检查水导瓦面与油槽之间的距离。
5水电站发电机组的运行维护策略
5.1建立健全维护检修制度
发电机组能否安全、高效运行直接关系到水电站的发电效益，建立健全发电机组维护检修制度，有利于实现生产人员主动介入、全过程参与、主动掌握并控制现场检修工作进度和质量标准的工作模式。相关企业要完善各项检修制度，例如定期检修制度、日常检修制度等，安排好检修时间和检修人员，并明确检修工作内容，对发电机组的工作性能、运行状态加强全方位的动态化管理，同时，加强技术管理，每次检修后，均整理好检修内容、材料，并归入技术档案保存。同时，建立质检监督小组，对发电机组的维护检修工作进行跟踪监督，确保每个检修点的检修质量和效率，用精细化的监督管控机制确保发电机组的维护水平。
5.2加强在线监控系统的应用
在科学技术的推动下，水电站运行维护中要加强在线监测系统的应用，全面监测和控制发电机组的运行状态，进而及时发现和解决故障。水电站发电机组在线监控系统统主要包括网站服务器和发电机组旁边安装的机柜两大部部分，其工作原理是:传感器和变换器对发电机组运行设备的相关参数进行采集和传输，之后通通过数据服务器将采集数据自动生成图形、表格、曲线等，并并根据这些信息分析和诊断故障，同时实现状态日志功能，及时储存故障监测数据，为日后的维护工作提供参考。在线监控系统对发电机组的监测主要体现在振动和摆度两个方面，利用对应传感元件采集到的数据获取一定时域内相应的振动、摆度等变化信息。
5.3提高维修人员综合素质
随着先进技术在水电站的广泛应用，各种新型号、新类型的发电机组不断涌现，水电站发电机组维修人员的能力和素质也应与时俱进，不断提高。第一，以职工中的先进个人为典型、先进个人事迹为榜样，引导职工自觉增加责任心、安全意识，还要执行处罚教育，对因工作失职或由于“三违”造成事故者，严格按有关制度进行教育、处罚;第二，以实地技术培训提高职工业务能力，水电站发电机组涉及设备繁多，必须注意对职工专门设立实地教育培训，帮助他们掌握发电机组的工作原理，了解常见故障及处理办法，从而更好地完成检修和维护工作。
5.4日常维护技术
日常维护是保证水轮发电机组稳定运行的关键，在展开水轮发电机组运行日常维护的过程中，可以从以下几个方面展开：在水轮发电机组运行的过程中，一定要分析各项设备的运行参数，并且针对各项参数进行详细的记录，与标准参数进行对比，保证各项运行参数处于标准的范围之内，避免水轮发电机组运行故障的产生。需要对水轮发电机组运行回路，进行定期的检查，保证回路接触的稳定性，避免发热、变色情况等现象发生，电压、电流等方面也不会产生异常的情况，提升了水轮发电机组运行的稳定性。需要对水轮发电机组的各项设备进行逐一检查，避免发生异常的情况，例如:水轮机、发电机在运行的过程中，正常的声音应当为“嗡嗡”，若是没有该声音，或者发其他的响声，就证明水轮机、发电机等设备存在着运行故障。因此，在这样的情况下，需要立即进行排查和维护，对其存在的运行故障进行有效地解决。在日常检查的过程中，需要检查发电机运行是否存在异味，以及运行频率是否超出标准。一旦发现问题需要进行及时地处理，避免发电机运行出现异味，对水轮发电机组运行频率进行良好的控制。
5.5润滑油使用控制技术
在水轮发电机组运行的过程中，用油控制是非常显著的一个问题，主要就是由于管理力度不够以及油质相对较差等方面所引起的，导致水轮发电机组运行故障的发生。因此，在水轮发电机组维护的过程中，一定要对该方面给予重视，具体的维护技术如下：水轮发电机组运行的过程中，一定要加强对水轮发电机组的管理，对其运行的状态进行全面的监察，时刻关注各项设备运行的动态，根据运行情况添加油量，进而保证水轮发电机组处于安全、稳定的运行状态。另外，在油添加的过程中，一定对添加的过程进行处理，避免水、杂物等方面混入其中，影响水轮发电机组运行的稳定性和可靠性。一定不能出现见油就用或者使用混合油的现象，对油质应当进行全面的检测，避免油质出现问题，导致水轮发电机组润滑力度不够，影响运行的稳定性。同时，为避免出现使用混合油的现象，工作人员需要对不同油的种类，进行详细的记录以及标记，并且进行分别保管，由专门的人员负责看管，避免对油质产生严重的影响。例如:从滚动轴承的角度来说，通常使用2、3号的钠基润滑脂和钙钠基润滑脂等溶液，在轴承运行期间定期清洗以及更换润滑油。同时在添加的过程中应注意加油量，以轴承腔容积的2/3为最佳，这样才能保证水轮发电机组的运行的状态，降低运行故障发生的概率。
5.6水轮发电机组清洁维护技术
由于水电站运行环境相对较为复杂，经常会受到环境因素的影响，进而导致水轮发电机组运行故障的产生。因此，为了保证水轮发电机组运行的稳定性，需要对水电站的环境进行清理，滑环、刷架、碳刷是重点检查的一个区域，这样主要是保证水轮发电机组内部的绝缘性，降低运行故障发生的系数。另外，在水轮发电机组运行的过程中，需要对机组设备内部零件定期清扫和维护，避免因灰层和污垢相对较大，使内部零件运行产生较大的摩擦力，从而影响水轮发电机组的运行状态。但是，在水轮发电机组定期清扫的过程中，一定要保持运行的状态，这样可以最大程度的保证水轮发电机组的清洁性，为水轮发电机组稳定运行提供基础性的保障。
5.7保证水电站发电机组的安全稳定运行
首先，对发电机组的维修质量进行質量控制，彻底消除检测设备的缺陷和隐患，始终坚持工期服从安全、工期服从质量的原则，正确处理好安全、质量、以及检修工期之间的矛盾。其次，要派遣专业人员对发电机组进行维护和管理，以便于及时处理发现的问题。如果发电机组存在的缺陷较大，需要结合实际情况采取针对性的技术措施和组织措施。操作人员需要对发电机组运行过程中的各项参数指标进行仔细观察，及时发现其中存在的问题，尤其是发电机组的振动和噪音现象，若发现问题，应在第一时间内采取有效的解决措施。最后，水电站在进行发电机组购买时，要注重其技术含量和质量，不能仅仅注重购买成本，要从多方面进行综合考虑。
结论
总而言之，发电机组是水电站可靠运行的重要保障，相关单位需要认真分析和总结水电站发电机组的常见故障以及处理方法，并不断完善维护和检修管理制度，积极引进先进的状态检修技术，提高检修人员的综合素质，进而确保水电站的安全、稳定运营。
参考文献
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论文作者:邱忠华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/12
标签：机组论文; 水轮论文; 水电站论文; 水轮机论文; 工作论文; 过程中论文; 故障论文; 《基层建设》2018年第36期论文;