摘要：作为水力发电站正常工作的重要组成部分，水轮发电机组实际作用的充分发挥，有助于提升水力发电站的工作效率，完善发电站的服务功能。结合目前水力发电机组运行的实际情况，可以看出影响因素的客观存在，影响着机组的稳定运行，加大了水轮发电机组相关构件长期使用过程中的故障发生率。所以，本文就针对水轮发电机组运行和维护要点进行深入的分析。
关键词：水轮；发电机；维护；分析
采取必要的措施增强水轮发电机组的稳定运行，明确机组的维护要点，有利于延长设备的使用寿命，充分地满足水利发电站实际生产活动开展中的各种需求。实现这样的发展目标，需要技术人员加强对水轮发电机组组成结构的了解，从不同的方面对可能影响机组运行的相关因素进行必要地分析，制定出可靠的维护措施消除水轮发电机组使用中的可能存在的安全隐患，确保水利发电站能够长期处于稳定的工作状态。
1、水轮发电机概述
水轮发电机的主要作用是将水轮机旋转的机械能最终转换成为电能，其结构与性能的好坏对电站的安全、稳定、高效运行起到了至关重要的作用。其组成主要包括定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件。水轮发电机依照布置方式，可以分为卧式和立式两种。卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机，而一般低、中速的大、中型机组则采用立式发电机。同时，依照推力轴承位置进行划分，其立式发电机又可以分为悬式和伞式两种，推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，其适合用于转速100r/min以上。推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的成为全伞式，有上导的称为半伞式，其适用于转速在150r/min以下。影响水轮发电机运行的因素主要包括机械振动、电磁振动、水力振动。机械振动的干扰力主要来自机械部分的不平衡力、摩擦力和其他力；电磁振动的干扰力主要来自发电机电器部分的电磁力；水力振动的干扰力来自引水系统和水轮机水力部分的振动。因此，在关注水轮发电机组运行的过程中要注意其影响因素对水轮发电机组所产生的重要干扰，同时在维修、维护的过程中也要注意其影响因素的检测与检查。
2、水轮发电机组的运行方式
水轮发电机组的运行方式，按带负荷方式有并网运行、单机运行两种基本方式，按调速器控制方式有自动运行、手动运行两种方式。各种运行方式及其要点在下表中简要列出。
2.1水轮发电机机组带负荷运行中应该注意的问题
并网运行是中小水轮发电机组的基本运行方式。并网运行机组运行工况的改变，要通过控制设备的切换来进行，如自动液压手动、发电调相等。运行方式的切换，应按运行操作规程进行，以保持切换中机组稳定与安全。并网运行机组的调速器永态转差系数b，值，要根据机组在系统中的地位及担任负荷的性质来确定。中小机组并入大电网都担任基荷，其调速器的b值取8％当系统的变化负荷可为调、调峰机组所承担，保持系统频率不变时，该b，=8％的机组负荷维持不变。只有当系统负荷变化较大，引起系统稳定频率有改变时，该机组的负荷才会有少许相应改变。如果并在大电网的小机组误把b，调成很小值甚至为零，则该机组会在满载和零值之间发生功率摆动。只有系统的无差调频机组，才允许b，值调整为零。机组单机带孤立负荷运行，则孤立小系统的所有负荷都由一台机组承担。这种情况下运行的机组，对其调速器、励磁装置的自动调节功能将有较高要求，以保证既满足用户有功负荷、无功负荷需求，又保证电能频率和电压的稳定。
2.2水轮发电机组试运行过程中的带负荷试验
为了保证水轮发电机组投入使用后的正常工作，需要开展试运行带负荷试验。试验中采用加大负荷的方式，对小负荷、一般负荷、较大负荷及满载负荷工作状态下水轮发电机组的稳定运行进行综合地评估，及时地处理不同负荷下机组的水力功能特性、电气性能等存在的问题进行有效地处理，消除后期机组正常运行中可能存在的安全隐患。与此同时，在对试运行开展甩负荷试验时，必须按照额定负荷下的25%、50%、75%、100%的顺序逐渐地加大负荷，确保试验开展的有效性及试验结果的准确性。甩负荷试验中水轮发电机组转速上升的最大值应小于允许值。试验中技术人员也应加强对机组机械性能、水力性能及电气性能的全程把控，并做好相关的记录工作。
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3、水轮发电机组运行的常见问题
3.1定子绕组绝缘老化
定子绕组绝缘在运行中承受热老化、机械老化和电老化，三者相互影响加速老化进程，应引起足够重视。对热老化，主要是监测运行温度，使最热点温度不超过该级绝缘的允许温度。对机械老化，主要是加强端部和槽部的机械固定，以减少其电磁振动，防止绝缘磨损和松散。近年来，在端部应用环氧适形材料加垫并用少量定向玻璃丝带绑扎；在槽部用半导体适形毛毡垫条，用双向斜槽楔打紧等，绕组的固定有很大改善，但运行10多年后，槽楔仍然会松动，必须重新打紧。对电老化，在绝缘的外表面是完善端部和槽部的防晕结构，在绝缘的内部要消除空气隙。
3.2定子绕组绝缘污秽
目前，大部分水轮发电机内部积灰和油污都比较严重，不但影响绕组和铁芯的散热，而且会引起绕组端部局部过热，爬电、甚至着火。检修中除用压缩空气吹扫外，还要用毛刷和白布沾溶剂进行清查。若用汽油为溶剂，则应注意防火；若用不可燃的四氯化碳为溶剂，则应设法通风，防止中毒。最根本的措施是提高制造质量或在检修中加以改进，杜绝灰尘和油对电机的污染。
4、水轮发电机组的维护要点分析
水轮发电机组的日常维护主要包括正常运行时的定时记录和巡回检查以及停机保养等几个方面的内容。
4.1定时记录和巡回检查
定时记录和巡回检查是H常维护中的重要内容，其内容包括。（1）定时记录水轮发电机组的各项运行参数，运行参数必须在规程规定的允许范围之内。（2）检查一次回路、二次回路各连接处的接触情况有无发热、变色，电压、电流互感器有无异常声响，油断路器的油位、油色是否正常，有无漏油。（3）水轮机、发电机有无不正常的声音，运行中的正常声音是均匀的“嗡嗡”声，如果有不正常声音，则应立即查明原因并予以排除。（4）检查发电机有无异常气味（如焦臭味），振动、摆度是否过大。（5）检查水轮发电机组发电机本体以及轴承温度是否有过热或局部过热现象，对未设测温装鼹的发电机（包括轴承）可以用手背接触，如果感觉不烫手，一般可以认为是正常的。（6）检查各部电刷，只允许有少量的火花运行，如超过一定范嗣应按电刷冒火故障进行维修。
4.2日常清扫
根据水电站的机组运行情况，定期对水轮发电机组进行必要清扫，应保持水轮发电机组设备的清洁，做到四周无杂物、无积水和及时处理掉有可能导致水轮发电机组不能正常运转的安全隐患。
4.3做好用油管理
水轮发电机组的用油情况比较突出，做好设备的用油管理也是设备正常运行的必要条件。1）对设备的用油情况做好记录，及时观察设备用油的状态，避免设备用油过程中掺入水分和杂质，降低用油纯度，对设备造成损害。2）对设备的使用油做好记录，对设备专用油做好管理，避免设备在使用油的时候见油就用，有的甚至把机械油与绝缘油混合使用，对设备造成严重损害。杜绝此情况应当设定专门管理人员对油进行管理，机械油与绝缘油分门别类进行管理，保证设备的用油适当。
5、结束语
整个水电站最关键的设施就是水轮发电设备，其能不能正常长的运行直接关系到电站的经济利益，所以，操作人员在平时的正常运作中，一定要按照水轮发电设备的标准程序、步骤、方法去操作，科学运用，在日常工作中做好维护的工作，对水轮发电设备维护的及时到位，能够延长水轮发电设备的使用时间，保证其正常运行，完好率一直处在接近满分的状态，保证水电站的日常正常运行，以便能够获得更多的经济利益。
参考文献
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[3]谢云敏.水轮发电机组辅助设备及自动化运行与维修 [M]. 北京：中国水利水电出版社,2005,8.
论文作者:张洪旭,孙鹤,刘扬,汪洪进,赵钢
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/7/2
标签：机组论文; 水轮论文; 负荷论文; 水轮发电机论文; 发电机论文; 绕组论文; 调速器论文; 《电力设备》2018年第8期论文;