(湖南五凌电力工程有限公司 湖南长沙 410000)
摘要：对于水力发电厂来说，其机电设备在使用时，因泥沙的淤积、机械自身的磨损等原因，会受到不同程度的损坏，这不但会降低水力发电机的工作效率，还会影响到水力发电机的使用期限，严重时还会导致各种安全问题出现。所以，为确保运行期间的可靠性和稳定性，一定要对水电机组的发电机进行及时检修和维护。本文将从几个方面来深入分析水力发电机的常见故障原因、后果，以及相关的维护措施。
关键词：水力发电机；故障；维护
一、水力发电机常见故障原因及后果
第一，制动器故障。制动器故障通常是由于防尘效果不好、制动块耐磨性差、排油不净、载荷不均等造成的，它会导致活塞受卡动作不灵、制动块寿命缩短，绕组绝缘强度降低、污染绕组等现象的发生。第二，轴瓦损坏。当坏瓦温度过高、各瓦间温差过大、轴瓦烧损、轴瓦磨损或变形时，就会损坏轴瓦。导致轴瓦损坏的原因主要是各块瓦受力不均、冷却油温差过大、冷却系统故障等，轴瓦损坏会损伤轴颈、加大振动程度、造成定转子擦碰。第三，定子线圈松动下沉。长期处于高温运行中的线圈、槽楔、垫条等，容易收缩造成松动，然后线圈在重力的作用下下沉。定子线圈松动下沉会导致主绝缘磨损，损坏线圈甚至引起短路。第四，定子振动。定子铁心合缝不严或铁心松动，会破坏定子绕组绝缘及绕组紧固。第五，水轮机故障。导叶漏水及空性、水轮机磨性破坏、主轴密封不良、水轮机叶片裂纹等，会导致水轮机效率降低、出力不足，甚至会损坏整个机组。第六，阻尼绕组故障。阻尼绕组故障主要有阻尼环与连接板接触不良、阻尼环与阻尼条连接处局部开焊、阻尼条断裂等。如果失磁或频繁起动，在阻尼绕组中，就会有大电流及转子转动的离心力产生，振动与噪声因此而引发。转子引线故障。如果绝缘表面不干净、引线绝缘开裂、固定卡板松脱、焊锡面被破坏和腐蚀，或者由于受到离心力的影响，引线被甩出等，都可能导致转子接地、失磁等故障的出现。转子一点接地。如果线圈和铁心间绝缘被破坏，这时线圈直接与铁心接触或者局部绝缘电阻降低，很可能引起转子两点接地、转子绕组匝间短路等现象的发生。
二、水力发电机常见故障的维护措施
1.针对引发缘由做出相应举措
第一，针对水力发电机在运行时出现的问题要有针对性的进行检修，定期维护，及时更换损坏的设备。对发电机设备的工作效率、磨损程度等都要有较高的要求。在设备设计安装之前要保证材料的质量，需选择质量达标、可靠耐用的材料，不能使用质量参差不齐的材料，这样不但可确保水力发电机在运行期间的稳定性，同时还能够从根本上节省资金。另外，相关工作人员还要熟悉管理设备的使用和维护，科学有效的选择发电机设备的型号，这样一旦发电机设备出现故障时，才能够更加精准的发现问题，降低检测难度，从而更加快速的对其进行维护。第二，加大力度对水力发电机进行监督和管理，建立健全监测体系，及时察觉水力发电机的动态。要有针对性的采取监测手段，确保监测项目的科学合理布置，所有监测设备的选择安装都要与实际标准和参数相符，同时在安装设计过程中要进行全面检查，加大力度对监测设施予以保护。第三，制定一套科学合理的技术标准和管理制度，可以给相关技术人员在监管或维护水力发电机运行期间提供标准和依据，防止因出现事故时而造成慌乱，或者在维护和检测期间出现疏漏，这不仅有利于工作人员更好的开展工作，减少工作期间的差错，还能够避免水力发电机出现故障，从而促使其更为有效的工作。
2.过负荷运行中的发电机
当定子电流超过额定值1.1倍时，发电机的过负荷保护将动作发出报警信号。有关人员应该进行处理，使用其恢复正常运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若系统未发生故障，则应该首先减小励磁电流减小发电机发出的无功功率；如果系统电压较低又要保证发电机功率因数的要求，当减小励磁电流仍然不能使用定子电流降回来额定值时，则只有减小发电机有功负荷；如果系统发生故障时，允许发电机在短时间内过负荷运行，其允许值按制造厂家的规定运行。表现的现象有发电机定子电流超过额定值；当定子电流超过额定值1.1倍时，发电机的过负荷保护将动作发出报警信号，警铃响，机旁发“发电机过负荷”信号，计算机有报警信号；发电机有功、无功负荷及转子电流超过额定值。处理注意监视电压、频率及电流大小，是否超过允许值；如电压或频率升高，应立即降低无功或有功负荷使定子电流降至额定值，如调整无效时应迅速查明原因，采取有效措施消除过负荷；如电压、频率正常或降低时应首先用减小励磁电流的方法，消除过负荷，但不得使母线电压降至事故极限值以下，同时将情况报告有关人员；当母线电压已降到事故极限值，而发电机仍过负荷时，应根据过负荷多少，采取限负荷运行并联系调度起动备用机组等方法处理。
3.确定具体问题
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。
4.发电机温度过高
发电机的温度是其在运行时需要密切监视的指标，时刻注意定子、转子或者铁心温度，避免超过规定值。故障发生时，上位机会发出“机组温度过高”报警信号。这时要根据具体情况进行判断，采取相应的处理措施。如果发电机的有功负荷或定子电流超过了额定值，就需要进行适当调整，直到其在额定范围之内。如果是由于测温装置没有正常工作产生的，就需要退出故障测点，并采取相应措施。调节空冷器进、出水阀开度，判断是不是开度不够的原因。如果发现机组冷却水压较低，应该对供水泵进行检查，并且加入机组冷却备用水，令水压恢复正常。如果发现水路不畅，这是由于空冷器堵塞了，可以采取在短时间加压供水或者倒换机组冷却水的措施。如果空冷器进出水阀阀芯分离，这时应该转移机组负荷，调节合适的冷、热风温度。对机组的有、无功负荷进行适当分配。如果故障依然无法排除，定子线圈、铁芯温度高于12摄氏度，就应联系调度停机。
结语：综上所述，在水利工程中，水力发电机是其最为重要的设备。水力发电事业和人们的生产生活息息相关，水力发电事业的良好发展不但可降低人们生产生活的成本，同时还能够有效促进我国能源结构的改善和国民经济的进一步发展。
参考文献：
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[3]孙治立，刘玉秋，郭景水.当前小型水力发电站安全与经济运行思路构架[J].科技创新与应用,2014(29).
论文作者:张贻群
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：发电机论文; 水力论文; 定子论文; 负荷论文; 绕组论文; 电流论文; 转子论文; 《电力设备》2018年第21期论文;