摘要：随着时代不断向前发展，科学技术不断进步，我国在水电方面取得了可喜的成就。但是目前水轮发电机的运行检修技术还不成熟、缺少经验，还有很多研究性的工作要做，对此工作人员要有清醒的认识。需要不断的探索，针对性地开展一些技术上的改造，树立安全第一的思想，才能取得更好的经济效益。
关键词：水轮发电机；安全运行；故障；维护要点
1 前言
水轮发电机在工业生产中应用的比较普遍，对于工业生产的效率有一定的影响，所以对于水轮发电机的质量问题就要给予重视。如果水轮发电机在运行中出现故障将会生产带来影响，那么如何对其进行检修，本文对此作出阐述，并且在相关方面对其改造，以使其能够更好的为工业生产服务。
2 水轮发电机的运行特点
目前，我国的水轮发电机发展趋势是大容量、高比速，结构越来越复杂，运行的安全变量也就相对增加。水轮发电机的运行状态主要分为稳定运行状态和过渡过程运行状态两种。过渡过程运行状态是指发电机没有在最佳工作状态下运行，是开机、负荷调节、停机、调相等一系列工作转化中必不可少和不可避免的过渡阶段。这一时期，调速器会控制导叶开合的大小，以保障水轮发电机迅速脱离这种运行状态，达到最佳的工作状态；稳定运行状态是指水轮发电机的各项运行参数尽在极小幅度下进行摆动，安全平稳地进行发电工作。在这一阶段，参数的变化会对水轮发电机造成很大的影响，当水轮发电机的不稳定状态到达了一定的程度，就会引起水轮机的部件产生裂纹，或者是发生断裂现象，不仅影响发电厂的发电工作，也会给国家造成重大的损失。
3 如何保证水轮发电机的安全运行
首先，在水轮发电机的设计方面，我们要总结以往的经验，进行大量的流体动力学计算分析和模型试验，对导叶、转轮和泄水锥进行优化设计，避免发生卡门漩涡，减少尾水管的轴偏心漩涡，把尾水管的压力脉动控制在一定范围之内；其次，我们要对所选机械和零部件进行严格的质量把关，安装过程中对工艺进行严格的管理与监控，落实责任制。在日常的维护中也要有所注意，如果导叶和转轮因为气蚀和磨蚀导致一定程度的损害，要及时地进行修复，补焊的时候还要注意是否发生了变形，型线是否与样板重合，如果不重合需要进行修磨；最后，对于人员的管理也是维持水轮发电机良好运行的重要手段。因为人员问题导致水轮发电机损害的事例不在少数。首先，应确保水轮发电机在设计负荷下运行，一旦超负荷就需要人员进行及时的调整。这一点需要我们制定良好的规章制度和绩效考察制度来实现。
4 水轮发电机的维护方法
4.1电子绕组的运行试验
在此过程中主要的试验项目为定子绕组的绝缘性和吸收比，利用1000伏或者2500伏的兆欧测量其电阻值和绝缘值，再将测量到的数值进行比值计算，其中绝缘电阻的阻值与交接时的阻值相比要在三分之一到五分之一之间，不平衡系数在2以下，二者之间吸收比应该在1.3以上，只有这样才能说明电子绕组的运行状态良好。
4.2测量直流电阻
在此过程中主要的测量对象为各项绕组和分支绕组，在此过程中，各个绕组相互之间的差距不能在2%以上，与最初测验结果的对比值也应在2%以内，只有在这种误差之下，才能够保证绕组和绕组分支的运行质量。
4.3制定直流耐压试验
在进行耐压试验的过程中，需要根据实际情况制定相应的试验流程以及试验计划，最终的试验结果中能够的各相泄露电流之间的差别应该小于最小值。除此之外，还要进行交流耐压试验，在此过程中需要合理选择电压，根据试验标准以及试验环境选择对应的试验电压。
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5 水轮发电机组运行中的故障改造要点
5.1水轮发电机组运行中的振动
5.1.1导轴承缺陷
当导轴承松动、刚性不足、运行不稳而润滑不良时，会发生摩擦，引起反向弓状回旋，即横向振动力。导轴承间隙过小，会把转轴的振动传给支座和基础，导轴承间隙过大，转轴振动大。适当的导轴承间隙，才有可能同时保证转轴与支座的振动均在允许范围内。
5.1.2水力不平衡
当流入转轮的水流失去的轴对称时，出现不平衡的横向力，于是造成转轮振动。水流失去轴对称的主要原因是过流通道不对称，如：蜗壳形状不正确，导叶开度不均，引起转轮压力分布不均，在流道中塞有外物，转轮止漏环偏心等。
5.1.3尾水管中水力不稳定
尾水管中水力不稳定现象，主要指尾水管中的水压周期性的变化，压力脉动作用于机组和基础上，就引起振动、噪音和出力波动，同时它对尾水管有相当大的破坏作用。这种情况一般发生在非设计工况下，水流在尾水管进口有一个圆周分量，形成旋流。当此分量达一定值时，便在尾水管中出现涡带，使尾水管的水流发生周期性的变化，引起水压脉动和管壁振动。
5.2机组顶盖排水改造
电站水轮机顶盖排水原设计为自流排水，即顶盖集水从水轮机顶盖上环和座环自流排到集水井。但由于设计和制造方面的原因，一方面自流水口过小短期内已被泥沙堵死，无法疏通，另外排水口过高，油盆浸在水中，转动油盆的高速转动带动积水转动，水进油盆，无法正常运行。
5.2.1顶盖排水方案
针对上述问题，几年来曾作过种种尝试，如真空泵抽水，自吸式射流泵排水等，但效果都不明显；油盆多次被淹，严重制约着电站的正产生产。经与同类水电站比较，设想采用新的改造方案，即从顶盖以上侧墙上打孔，以求获得理想效果。顶盖排水高程的选择，以稍低于主轴密封装置的抗磨板上沿为宜，这样既能确保密封装置正常运行，叉能尽量加大集水的排泄，不至于引起水流的旋转飞溅进入油盆。
5.2.2顺盖排水方案预设效果
与该站情况相似的毫米电站机组顶盖排水改造后的效果十分理想，再也没有出现过水淹油盆的情况，备部运行正常，解决了水轮机排水难的问题，在借鉴经验的同时，我们在推拉杆下部位置采取试验的结果表明，该方案是可行的，能够达到理想效果。
5.3减小机械损失，提高机组效率
5.3.1推力轴承改造
目前弹性金属塑料瓦技术成熟，造价不高，应用广泛。逐步取代传统的巴氏合金推力瓦。与巴氏合金相比，弹性金属塑料瓦突出的优点是磨擦系数小，因此用弹性金属塑料瓦替代巴氏合金瓦可以减小机械损失，提高机组效率。
5.3.2改造发电机通风系统，减小机组通风损耗
老式风路系统，风量分配不合理，漩涡大，风损大，挡风板过多，给检修、维护带来不便。因此对于定子线圈及转子线圈绝缘没有缺陷的机组，可以不对定子及转子进行改造，而只改造通风系统，就可以提高发电机的容量。盐锅峡电站就是采用这种改造方式。这样即可节省投资，也可缩短改造的工期。
6 结束语
综上所述，随着社会不断向前发展，时代不断进步，我们国家在水电方面也取得了可喜的成就。但是，目前仍然存在着方方面面的问题。对水轮发电机组实施必要维护是确保安全稳定运行的重要手段。工作人员要对发电机予以必要的检查，做到看、闻、听、查，及时的发现问题、解决问题，将可能出现的故障消除在萌芽之中。
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论文作者:鞠新成
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月上
论文发表时间:2019/3/13
标签：水轮发电机论文; 机组论文; 绕组论文; 顶盖论文; 水轮论文; 水管论文; 转轮论文; 《新材料·新装饰》2018年8月上论文;