张东兴
中国电建集团国际工程有限公司 北京 100036
摘要：水电机组的有效安装与安全安装，水电机组安装技术的调试与改进，是我国电力系统稳定运行的重要保障。基于此，本文介绍了水电机组安装的主要原则与技术标准，分析了水电机组安装技术的启动调试、上电调试、变速调试与荷载试验调试，从水电机组安装技术的焊接技术改进、防水技术改进、防风技术改进三方面探析安装技术的改进。
关键词：水电机组；安装技术；安装调试；安装改进；荷载试验
引言：水电机组安装技术主要是指水轮机和发电机的安装技术。由于水电机组通常安装在远离城市的河流中，因而对输电线路的荷载状况、发电机组运行的稳定性、转子的转动惯量要求比较高。这就要求水电机组在安装与调试的过程中，要详细记录周围环境信息与水电机组运行信息，建立科学的参考系，对水电机组的运行状况进行有规律的调试，为水电机组安装技术的改进积累更多的可靠数据。
一、水电机组安装的原则
首先，水电机组的安装遵循科学性原则。在水电机组的埋设安装过程中，要遵守安装标准，严格控制水电机组的安装高度，校正安装过程中可能存在的偏差。综合控制水电机组与上下管口安装中的焊接过程，按照技术标准，对水电机组的安装位置进行调整，并在安装后，及时检验安装效果，对出现的问题进行解决[1]。其次，要遵循适应性原则，根据水电机组的结构与作用，针对水电站的具体环境，找到合适的安装位置与安装方法。适当结合吊环的安装方式进行水电机组的安装，充分发挥基坑作业在水电机组安装作业中的作用。最后，水电机组的安装要遵循有效性原则，充分重视预装在导水机构安装中的作用，在正式安装前对安装环境进行清理，水轮机主轴安装、定子安装、下架机安装、上架机安装、推力轴承安装、转子安装、间隙检查、盘车要根据安装的时间节点严格进行。
二、水电机组安装技术的调试与改进方法
（一）水电机组安装技术的调试
1.水电机组安装的首次启动调试
水电机组的结构巨大、整体运输与安装很难实现，如图1所示。因而，在水电机组安装的现场，通常运用焊接技术在现场对水电机组的上机架、下机架进行焊接，之后安装水电机组转子和水电机组定子。因而，现场焊接工艺、机组部件设计工艺、部件制造工艺都会对水电机组的整体运行效果造成影响。这就需要技术人员在水电机组安装后的第一时间对机组进行调试，以检验机组安装的科学性和有效性。水电机组首次启动之后，要重点测试各个部件的摆动情况，测试水电机组整体启动过程中的振动情况，及时找出没有达到稳定指标与摆动指标的水电机组，对其进行适当的间隙调整，重新进行配重，提升问题机组的稳定性，保障整个水电机组的启动处于稳定状态。
2.水电机组安装的变速调试
变速调试是水电机组安装之后的最重要调试内容之一。变速调试也称为过速实验，变速调试要在水电机启动调试之后进行，对水电机组的稳定性有一定的要求。变速调试主要分为两个方面，首先，将水电机组的额定转速设定为1.15倍，观测在这种转速情况下水电机组的摆动状况、震动状况、电气接点电流状况、电压状况、接点漏电状况、机械过速装置运行状况、过速装置动作状况等。其次，将水电机组的额定转速设定为1.4倍，观测在这种转速情况下水电机组的运行状况，具体观测内容同上。最后，对比两组观测结果之间的差异，运用量化分析与模型分析的方式，判断变速状况下水电机组安装的质量是否能够达到安装标准要求。要注意的是，这种变速调试具有一定程度的破坏性，水电机组在转速较高的情况下，机械强度容易发生改变，发生运行的不稳定现象。
3.水电机组安装的上电调试
水电机组安装的上电调试包含GIS调试与发电组的电流、电压上升试验。（1）水电机组安装GIS是指将水电机组设备、输配电网络、电力负荷进行信息化处理。上电调试运用GIS测试水电机组的电压互感器（Potential transformer）、电流互感器（current transformer）的整体安装效果，测试PT和CT是否在水电机组安装中起到了有效的保护作用。（2）要注意的是，水电机组安装上电调试的相关技术人员，必须要对发电机、主变压器、GIS部件相当熟悉，在上电调试的过程中，水电站要加强夜间监控，安排值班人员，24小时观测水电机组的调试状况。（3）除此之外，调试过程中，工作人员要准确预测电力系统每日的负荷量，明确负荷量的峰值出现时间。
4.水电机组安装的荷载试验调试
水电机组安装的荷载试验调试，主要依照以下步骤进行：第一步，将主要检测机组的额定载荷转速调整为0.25倍，观察水电机组的甩负荷转速上升率，记录水电站机组的实际调差率。第二步，将额定载荷转速调整为0.5倍，重复以上观测操作，并重点观察发电设备转速上升情况；第三步，将额定载荷转速调整为0.75倍，仔细分辨发电机组运行的声音、温度、耗电状况；第四步，将主要检测机组的额定载荷转速调整为1倍，重复以上观测操作，并记录发电机组此时的电压、电流状况，观察在转速为1倍的条件下，周围建筑的稳定性与水生生物受到的影响。对四种转速条件下水电机组的运行数据进行量化分析。
（二）水电机组安装技术的改进
1.水电装载焊接技术
当前我国水电机组安装采用的焊接技术主要是多焊点、全方位的焊接方式[2]。如图2。这种焊接方式应用超过十年，已经发展成为了一门比较成熟的焊接技术。但总的来说，这种焊接技术的焊接质量不稳定，效率较低，作业的体量很大，需要的焊接人员与焊接设备非常多，容易受到外界环境的影响，不利于安全隐患的规避。水电机组安装技术的改机要从安装焊接技术的改进入手。第一，采用先进的电渣压力焊技术，严格控制焊接过程中焊点两端的通电状况，保障焊剂发热温度达到 1800℃以上，通过计时设备对焊剂冷凝状况进行管理。第二，应用水电机组对称分瓣转轮机器，提高水轮机的安装效果。应用混式多股水流轮机偏心技术，控制水轮机安装对水流的影响，提高水电机组安装的安全性，提升安装的整体质量，保障施工的安全进行。第三，使用直径大于 10 米的机器进行水电机组的焊接焊装，减少焊接过程需要的劳动力，减少焊接作业的工作量，降低天气、气候、水文状况对焊接作业的影响，提高焊接作业的安全性。
三、防水改进
水电机组非常容易受到水汽、水雾的影响，发生短路现象，造成安装设备漏电，影响安装的质量、效率与安全。水电机组安装技术的防水改进，要从以下几个方面进行，首先，改进供电用闸盒的防水性能。在水电机组的实际安装过程中，供电用闸盒很容易受到雨水的侵蚀，对整个水电机组的安装线路安全造成影响[3]。水电站应积极改进这一缺陷，在供电用闸盒的外部加装透明防水罩，加装水分检测设备，及时了解供电闸盒在使用过程中的使用状况。对供电闸盒进行备份保护，主设备在受潮时自动启用备份设备，保证供电系统的稳定性。第二，在电线外层加装防水层，避免连接手持焊具和电焊机的电线沾到雨水，避免安装技术人员在手持设备进行操作时受到电击伤害。第三，充分利用现有的防水材料，将安装过程中技术人员手持设备的手柄与电线包裹起来，避免潮湿环境下零部件由于短路造成设备起火。
四、防风改进
水电机组的安装焊接对空气质量的要求比较高，在大风天气，安装设备很容易出现异常现象，如焊接失常、电线打结等，影响水电机组的安装效果与安装安全。对水电机组进行防风安装改进要从两方面进行，一方面，搭建临时的顶棚，对焊接安装的空气成分要求高的水电机组设备，要放置在有顶棚的环境下进行安装，避免其他的气体杂质混入到电焊用气体中。要注意顶棚搭建的时间进程，尽量在水电机组安装工程开始前进行。另一方面，加强对安装现场氧气或二氧化碳气体的混合气浓度的控制，提高自动焊接的焊接质量。加强异常天气预警制度建设，合理安排水电机组的安装进程，避免在恶劣天气进行安装操作。
结论：综上所述，水电机组安装技术的调试与改进要参考多个运行阶段的数据，有规律、有计划的进行。从本文的分析可知，研究水电机组安装技术的调试与改进，有助于水电机组的有效安装，有助于水电机组安装技术的进步，从而增强水电站的实际运行效率，推动我国电力供应系统的可持续发展。因而，水电机组安装技术人员要加强相关的理论积累，重视调试与改进实践。
参考文献：
[1]刘利群.关于水电机组安装调试的分析[J].建材与装饰，2016（46）：183-184.
[2]白雪松.浅谈水电机组安装技术的改进[J].科技创新与应用，2016（28）：129.
[3]王硕.机电设备安装中的常见技术问题与改进措施研究[J].科技创新与应用，2015（32）：100-101.
论文作者:张东兴
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/22
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