摘要：在水电站的运行过程中，发电机组是非常核心的部分。全面优化发电机组的运行质量，综合提升发电机组的设备安全，科学分析发电机组运行过程中的各类故障，积极采用针对性的解决和优化方案来应对发电机组故障，能够整体保障发电机组的运行成效。
关键词：水电站；发电机组；运行；维护
引言
在电力系统中，水力发电机组是非常重要的组成模块，也是电力稳定、持续不间断供应的基础。因此，在水力发电机组运行过程中，电力运行维护人员可在传统可靠性分析的基础上，利用状态监测技术，预先分析水力发电机组运行故障。并依据状态检测数据，制定水力发电机组维护方案，保证发电机组稳定运行。
1水电站水轮发电机运行分析
1.1水轮发电机的运行方式
水电站水轮发电机组的运行原理主要是物理学上通用的负荷传递原理，根据运行机组数分为并网运行、单机运行等运行模式。但通常一些水电站是根据另外一种划分方式区分水轮发电机的运行模式。水轮发电机组的运行中，根据调速器的模式变化分为自动运行、手动运行等运行方式。
1.2水轮发电机组的结构分析
水轮发电依靠的不单是一个机器，是由多种机器和零件组成的一个机组来完成发电工作。组成水轮发电器的关键因素主要有转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器及制动器。其中，定子中又包含机座、铁芯及绕组。定子还兼具结构调整的功能，可以根据运输条件和发电功能进行结构调节，如调节定子铁芯冷轧硅钢片的叠成。此外，水电站水轮发电机组运行的过程中，机组内部密闭且空气冷却，系统正常循环，以保证系统结构稳定，提高发电效率。
2水电站电气设备的特点与优势
2.1智能化
目前水电站电气设备更加智能化，在发电设备建造、生产的过程中，大家都更加注重电气设备的智能性，可以节省大量的运行、维护人力，大大提高了企业的生产效率，对电力资源进行合理配置的同时，还能不断地提升企业竞争力，带动我国经济的发展，进而提升我国的综合国力和竞争力。
2.2 清洁化
为了确保我国水电站电气设备的实用性和可持续发展性，要求设备能够进行自动化清洁，减少后期的维护、检修成本。 这种清洁是指在生产的过程中不能排放大量的有害气体和废物垃圾，以保证环境的安全和水源的清洁。 尤其是我们在使用自动化电器设备时，一定要注意增加系统的信息自动传输，减少电力系统的反事故自动化，加强对变电站的管理和监控，这样可以使设备在最大程度上循环利用。 水电站电气设备要保持可持续的全面发展，就需要满足对环境的清洁和保护，促进我国水电站电气设备的全面发展。
3水电站水轮发电机组运行中常见的故障
水轮发电机是一个庞大的发电机组，运行时会产生很高的热量，因此机组的机器和零件很容易产生故障。
3.1温度故障
水电站水轮发电机组在长期、无间断运行的过程中，会产生较高的热量，机身的温度较高，在一定程度上会拖慢设备的运行，尤其是对发电机导轴承运行的速度影响很大。如果机组不能及时散热或者缺乏散热设备，将威胁机组的正常运行，拖慢运行设备，降低发电效率，降低电能供应率，从而影响发电站的整体效益。此外，温度过高还会使机组运行必要的油料燃烧，造成事故。
3.2轴承过热
水电站水轮发电机组常见的设备故障还有轴承过热。轴承过热可能是长时间运行导致机组热量过高，却无法及时散热导致。轴承过热还会导致调速器紧急停阀、机组超速及机组故障停机。
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3.3甩油故障
水电站水轮发电机组运行的过程中，很容易导致甩油故障的发生。导致甩油故障的主要原因有3点。（1）油箱中油料较多，超出标准值。（2）机组机器长时间、较大幅度运行，超出标准的运行范围。（3）油箱应是一个密封的空间，油箱顶部的密封程度一定要高。如果油箱密封程度较低，长时间、高频率的运行中，会出现甩油故障。同时，水轮发电机组的运行速度较快、消耗较大，运行使用和消耗的油料属于易燃易爆物品，如果设备运行过程中导致油料甩出而没有及时制止，很容易造成安全事故，后果严重。
4水电站发电机组故障消除及机组维护措施
4.1基于状态监测数据的故障预测实现
以某容量为100MW的水轮发电机组为例，可将构成较复杂的水轮发电机组拆分为发电机、水轮机、主变压器三个模块，相关模块为串联组合形式。随后选择设备故障状态特征值作为各设备威布尔比例风险模型协变量，模型取值范围为0～100。发电机设备在某时刻t协变量取值为M i ，i表示协变量不同等级（1，2，3，4，5）。正常状态为M 1 、轻微故障征兆状态为M 2 、中等故障征兆状态为M 3 、较重故障征兆状态为M 4 、故障状态为M 5 。上述故障发生概率总和为1。此时，随着时间推移，上述故障概率可构成向量D={a1，a2，a3，a4，a5}。以三十天作为状态概率向量时间尺度，且假定各设备协变量状态转移过程均独立，则经设备历史监测记录评估可获得协变量。将发电机组运行数据代入威布尔状态分析模型中，可得出该水力发电机组在运行期间正常状态、轻微故障征兆状态、中等故障征兆状态、较重故障征兆状态、故障状态发生概率。
4.2水力发电机组故障消除及常见维护措施
依据威布尔状态分析模型运行原理，通过延长水力发电机正常运行时间，可以降低故障发生概率。因此，为降低水力发电机组故障发生概率，可每间隔一定时期对水轮发电机组运行状态及水力发电机组外壳完好性进行检测。主要检测项目为发电机与控制屏接线安全性、水力发电机组螺栓连接位置牢固性、各装置运行灵活度与标准差异、接线绝缘层是否发生破损或者破损程度等。在上述检查工作开展的基础上，相关人员也可在保证水力发电机组正常运行的基础上，逐步细化完善。形成系统的水力发电机组安全检查机制，以便从源头解决水力发电机组运行风险。其次，在水力发电机组实际运行过程中，相关人员应每间隔一定时期对水力发电机组外壳及内部汽水分离器进行清洁，保证水轮发电机组内部或外壳无多余灰尘、积水或油渍，为水力发电机组运行期间故障问题的快速排除奠定基础。同时相关人员应每间隔一定时期，对水力发电机组压轴装置内油箱进行更换。并对调速器杠杆连接位置进行注油处理，以避免水力发电机组受潮或者锈蚀对整体机组稳定运行造成不利影响。最后，从水力发电机组振动故障发生原因入手，可从机械振动、水力振动、电磁振动三个方面入手。从多个角度出发，严格、全面检测水力发电机组内各零部件。同时定期开展振动试验或者转速试验、励磁电流试验，寻找水力发电机组振动情况加剧主要因素。同时考虑到水力发电机组组成部件复杂，可在振动试验开展的基础上，对水力发电机组稳定性影响因素进行检查。特别是转轮，应在转轮与其他部件连接位置牢固性检查的基础上，采取改变转轮运行条件的方法，或者错频的方式，改善水力发电机组运行不稳定情况。此外，为切实提高水力发电机组运行效率，在相关人员管理时，应定期有针对性的对相关人员进行培训。围绕水力发电机组养护、故障处理、维修等作业，从理论知识、实操技能两个方面，全面提升工作人员综合素质，保证水力发电机组稳定运行。
结束语
水利发电是重要的国家战略资源，因此水轮发电机的运作正常是保证该资源的重要指标。由于水电站水轮机组的组织结构极其复杂，叶片和油润系统共同组装构成了该组件，但水轮机组主要还是靠冲水运转，因此使用过程中交互运转总会出现各种复杂的问题，造成机组发电计划无法按时完成。基于此，发电机组运作中要制定详细的预案，提出常见故障的维护保养途径和对策，找出常见故障的深层原因。
参考文献:
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论文作者:邵亦平,王平,孙戈平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
标签：机组论文; 水力发电论文; 水轮论文; 故障论文; 水电站论文; 状态论文; 过程中论文; 《电力设备》2019年第12期论文;