摘要：水力发电是一种绿色环保的电力生产方式，水电站机电设备安装工作的质量是决定水电站能否安全稳定运行的重要因素。为了保证水电站设备的稳定运行，无论是工程建设人员还是管理人员都要加强对水电站机电设备安装工程质量的控制，同时还要加大对机电设备安装过程的管理力度。本文主要针对水电站机电设备安装与常见故障进行简单的阐述。
关键词：机电安装；调速器故障；水轮发电机组故障；励磁故障
水电站机械设备安装质量既是影响后续工作难度和进度的重要条件，也是决定整个系电力系统能否安全、稳定、可靠运行重要因素。水电站中水轮发电机组主要通过调速器控制接力器来调节机组的出力。如果调速器的连接螺栓在水轮发电机组运行的时候出现松动或断裂等故障，将会给水电站设备安全运行带来重大风险。
1、机电设备安装过程中常见问题分析
1.1、螺栓连接、部件焊接问题
水电站机电设备安装过程中既需要进行螺栓连接，也需要进行部件焊接。螺栓连接的牢固度与部件焊接质量的好坏是水电站机电设备安全运行的基础，如果机电设备安装过程中螺栓连接太紧，就会使螺栓长期处于超拧状态，进而引起螺栓疲劳、断裂等一系列不利现象，因此螺栓拧紧时必须严格按照厂家提供的扭矩及拉伸长度值来执行。
在设备安装过程中若部件焊接存在未焊透、或者焊缝有裂纹等现象，不仅会导致点焊的螺栓出现松动，还会导致焊接件出现受力不均，振动噪声加大，进而影响整个系统的安全运行。所以设备安装过程中必须严格仔细的检查焊接的质量，尽可能的将机电设备安全隐患降到最低。
1.2、机电设备问题
1.2.1、开关、刀闸安装不当引起的故障
开关刀闸安装不当也会影响整个机电设备系统的运行，如果开关触头装配不正确、熄弧时间过长以及触头温度过高等现象，不仅会导致部件连接处的绝缘介质分解，而且还会导致该处的压力急剧增大从而引发事故。工程建设人员在安装刀闸的时候不仅要规范操作，而且还需要严格控制动触头与静触头两者之间的接触压力与接触面积，避免刀闸安装不当引起动触头和静触头接触面出现电热氧化的现象，使得接触电阻增大或触头烧坏等不利现象不会发生。
1.2.2、主变绝缘破坏、电流互感器绕组开路故障
主变高压套管安装时套管内排水不彻底和密封装置安装错误等一系列因素都会对主变绝缘强度造成影响，如果主变绝缘强度大幅度的降低，就会出现局部绝缘破坏或局部击穿的现象，进而影响整个设备系统的运行，因此在安装时应严格按照厂家技术文件来施工。电流互感器安装时，工作人员需要严格按规范要求对电流互感器进行试验，避免开路引发电压过高的现象发生，因为电流互感器产生的高电压会对临近的人员和设备造成极大危害。
2、水轮发电机组常见故障分析
2.1、机组长时间运行后机坑内油污多
水电站机组在长时间运行后机坑内设备上附着了大量的油污，原因主要有如下几种，第一是水轮发电机的组合轴端盖密封不严实，导致机组运行时油雾从端盖渗出；第二是轴承油槽内油位过高；第三是吸油雾装置的性能无法满足实际运行工况；第四是机组油槽内油循环冷却系统存在问题，导致油温无法及时冷却，一直处于高温状态，雾化严重。
2.2、定子绕组绝缘老化
为保证定子绕组的安全性，其外部都包扎有绝缘层，但是定子在运行过程中要承受来自于热、电和机械三方面的老化影响，并且这三方面相互促进转化。热老化主要原因是运行温度高于绝缘层的可承受温度；电老化主要原因是防晕结构出现故障或是绝缘内部存在空气间隙；机械老化主要原因是由于电磁振动导致的绝缘松散和磨损。此外，大部分长时间运行后的机组表面都沉积了大量的油污和灰尘，这也严重影响了定子绕组的散热，从而可能引起端部过热，出现爬电或是着火的现象。
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2.3、定子绕组运行温度过高
定子绕组运行温度过高主要是受端部漏磁和通风不畅的影响，由此产生的温度比平均温度高7～15℃。端部漏磁会导致线棒的电流分布不均，进而导致股线出现温度异常，其温度差可达25～30℃；通风不畅一般情况是定子中部风俗大，两端风速低，导致两端温度高于中部温度，出现15～25℃的温度差异。
2.4、定子铁芯松动
定子铁芯拉紧螺栓的伸长量调整不合适，由于定子齿压板是通过拉紧螺栓固定，而拉紧螺栓是靠形变产生作用力的，如果拉紧螺杆的伸长量未调整合适，将引起压紧力度不均匀或者不合适，严重时可产生定子铁芯的松动现象。硅钢片绝缘漆的原因，硅钢片因为涂刷绝缘漆，将产生不同程度收缩量，这种收缩量会随着时间的延长持续的增大，因此厂家在设计硅钢片和选择绝缘漆时应充分考虑漆膜的收缩量，保证满足使用要求。
2.5、转子接地
转子接地在机组运行过程中是一个比较常见的故障，其形成的主要原因有如下几种：（1）.转子滑环绝缘损坏、转子槽口绝缘损坏、转子槽绝缘和端部绝缘损坏、转子引线绝缘损坏等引起接地;（2）.机组长期运行绝缘老化、因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地；（3）直流封闭母线内湿度过大；（4）.转子集电环刷架污染、碳粉收集装置除碳粉效果不好，导致碳粉堆积严重，引起接地。
3、水电站中水轮发电机组常见励磁故障分析
水电站中水轮发电机组在实际运行过程中容易发生励磁事故，水轮机的励磁事故的种类较多，主要类型有：脉冲丢失、发电机失磁、过励和起励失败等，其中发电机失磁所造成的后果较为严重，通常水轮发电机组的励磁系统既可以通过备用通道、故障检测及自动切换系统达到保护的目的，也可以通过各种限制功能对系统进行保护，通常水轮发电机组出现励磁事故的概率较小，在实际运行过程中一旦发生励磁事故就会导致多个备用通道或故障检测及自动切换系统不能正常、稳定的工作。励磁故障会导致发电机组的电流大约降为0。
机组运行时一旦发现励磁事故就需要及时采取相应的措施解决问题，通常工作人员需要先将水轮发电机进行停机处理，然后再检查励磁系统中的转子回路是否出现故障。
结束语
水电站机电设备高质量的安装是水力发电能够在竞争日益激烈的社会环境中站住脚跟的重要保障。工程建设人员在安装机电设备的时候不仅要了解整个过程，而且还要熟练掌握机电设备安装过程中的关键技术。积极学习经验教训并不断引入先进的技术才能帮助工作人员能够更加快速准确的找出机电设备发生故障的原因，水电站机电设备发生故障之后必须在第一时间进行相应的补救才能保证水电站能够安全稳定的运行。
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论文作者:朱孙义
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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