(甘肃电投河西水电开发有限责任公司 甘肃省张掖市 734000)
摘要：随着经济和科技的进步，我国的经济在突飞猛进的发展，各行各业的的发展进程也在不断加快，其中包括电力行业的迅猛发展，而电力行业中，最为基础的是发电工作。当前我国的部分发电依赖于水力发电，而水力发电的基础设备就是水轮发电机组。因此，针对水电厂水轮发电机组的常见故障进行了一系列分析，并提出了一些维护措施。
关键词：水电厂；水轮发电机组；故障；维护
引言
水轮发电机组在水电厂的发电过程中起着至关重要的作用，随着水轮发电机设备的进一步更新与完善，其稳定性也须进一步加强。本文主要介绍了水电厂水轮发电机组的构成及原理，并对水轮发电机组常见的故障进行了分析，提出了一些能够提高水轮发电机组稳定性的维护措施。
1水电厂水轮发电机组的构成和原理
当前水电厂的工作任务一般都依赖于水轮发电机组，而水轮发电机组一般由定子、转子以及励磁装置构成，定子中包括定子机座、底芯和隔震装置等，而转子中有主轴、轮毂、风扇、轮臂、磁极、磁轮、制动阀板等结构，励磁装置中包括励磁电源、绕组、调节器等装置。在进行水力发电时，水轮机带动转子使得在水电机组的定子和转子之间产生旋转磁场，该磁场根据正弦函数进行变化，在水轮发电机的旋转磁场和定子绕组发生切割时，在切割导体内部就会产生同样随正弦函数变化的交流电，这就是水电厂水轮发电机组发电的原理。
2水电厂水轮发电机组的常见故障
2.1电气部分的故障
首先，水轮发电机超负荷的工作。水轮发电机运行时，如果定子电流大于额定1.1倍，就会打破发电机的超负荷保护，出现报警提示。需要水电厂的工作人员处理问题，保证发电机能够恢复到正常的工作状态。若水轮发电机组在实际运行中没有问题，需要减少发电机发出的励磁电流以及无用功率。如果水轮发电机工作中适用的功率比较低，又需要保证发电机功率因数处于正常范围，就需要减少发电机的功负荷。减少发电机励磁电流依旧不能将定子电流的值降到规定范围内，也可以采用上述方法。水轮发电机组在工作过程中如果系统出现的问题，短时间内发电机是可以超负荷运行的，但是超出的范围需要保证控制在厂家规定的范围内。其次，发电机转子接地。水轮发电机组转子出现的故障主要有两种：一种是转子一点接地；另一种是转子回路两点接地。转子回路两点接地就是在发电机工作过程中出现回路，电流会流经故障点。而一点接地的转子在发电机工作时不会出现电流回路，电流不会通过故障点。发电机组的励磁系统在短时间内还是可以正常工作。但是水轮发电机组是一点接地，因此会改变发电机转子的正负极，进而出现转子两点接地的问题，转子的作用无法充分发挥，使得水轮发电机组的转子过热，或者是出现震动等问题。再次，水轮发电机温度过高。在实际运行中，水轮发电机组中的定子、转子以及铁芯等都会出现温度过高的情况，需要技术维修人员对过热现象及时检查处理。最后，定子接地问题。水轮发电机组的定子接地问题可能是定子绕组出现回路或是直接对定子绕组回路连接的单相接地出现短路。定子接地可以分为三种，即瞬时接地、断续接地和永久接地。
2.2机械部分的故障
首先，发电机出现了强震的情况。水轮发电机组在运行过程中经常会出现发电机强烈震动的情况，由于这种问题没有明显的特征，因此不容易被发现，要排除难度就比较大，发电机强烈震动会影响其正常运行，并且导致水轮发电机组机械零部件等的使用寿命缩短。其次，发电机的电网稳定性。当前科学技术水平逐步提高，电网中水电厂水轮发电机组的数量也逐渐增多，水轮发电机组的年平均发电的时间增加，但是检修的时间以及次数却减少，如果水轮发电机组出现问题导致停机，将造成极为严重的经济损失。最后，水轮发电机出现空蚀的情况。如果水轮发电机出现空蚀的情况将使机组零件受到严重的损坏，这也是水轮发电机出现问题的重要原因。水轮发电机出现空蚀的情况会降低水轮发电机的经济性以及安全性，因而机组零件的受损程度将对水轮发电机修理的程度产生影响。
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3水电厂水轮发电机组的维护
3.1科学地检查水轮发电机组
要使水轮发电机组的故障发生几率减小，就需要及时对发电机组进行检查，具体如下：明确水轮机的外壳有无开裂，是否完好，螺栓连接是否牢固。调速器、传动装置等是不是能够灵活地运行，与联轴器有效的连接，传动带的接头是牢固的，其松紧度也能够与发电机的运行需要相适应。对全部的阀门以及导叶进行检查，保证其处于正常开关状态。各个轴承以及润滑的位置按照要求润滑，油质以及油面都满足实际需要。电气设备检查如下：保证发电机以及控制屏的接线是安全的，检查绝缘是否存在破损。将发电机的转子转动，观察判断是否存在异常的撞击和摩擦声响。检查电刷与换向器之间的接触是否良好，保证电刷的压力合适，刷握过程中检查各个开关能否灵活地分合，将全部熔断器的熔体插上。控制屏上面的开关位置是正确的，发电机是空载状态的。
3.2定期对水轮发电机组进行检修
目前绝大部分水电站执行的定期检修制度，是有一定的科学性的，它是经过大量的机组运行资料的积累，经过专家们认真详细的分析和总结，并根据机组运行发生故障的时间间隔来决定检修周期的。一般说来，水轮发电机组尽量安排在枯水季节进行检修，尽量把发电损失减少到最低，所损失的是机组的可利用小时数，对电网而言，只要有足够的备用容量，部分机组检修是完全可以的。而且在枯水季节对水轮发电机组进行检修，把机组故障和缺陷处理好，可充分保证机组在丰水期多发电。另一方面，定期检修因为时间安排充足，各种情况考虑较周全，能够对一些不易监测到的水轮发电机组缺陷进行处理，比如：气蚀磨损程度、机械联接螺栓断裂情况、流道水工建筑物的损坏情况等。若这些缺陷等到在丰水期才被发现再安排时间进行检修，发电损失一定相当大。大部分水电站丰水季节尽量让机组满发多发，一般小故障和缺陷留待枯水季节机组定期检修时再处理，让水轮发电机组在丰水期多发电，少停机，或不停机，实现更大的经济效益。定期检修还使检修管理工作能够有计划有目标的进行，运行的设备的损坏程度、检修及更换周期往往不容易掌握，定期检修可有的放矢地进行处理。
3.3提高管理人员水平
要定期对水电厂的技术以及管理人员进行教育培训，使其掌握更加丰富的理论知识，能够对发电机组中出现的故障科学分析，提高其操作水平以及技能。教育培训过程中，对于养护、检修、故障处理等不同工作人员制定针对性的培训计划以及活动。通过老带新的方式培训新进入水电厂的工作人员。在对发电机进行监督管理时，还需要完善的管理制度以及值班方式，有专门的工作人员负责，并对其具体分工。在现场运行的章程中需要明确规定“无人值班，少人值守”管理制度设备巡回检查制度。
3.4制定一套突发状况的应急措施
水轮发电机组之所以会发生突发性故障，很大原因是由于机组的内部零件损耗严重导致的，而且是很难从根源上预防和制止的。基于此，为了有效减少水轮发电机组发生突发性故障的几率，就要根据机组运行的实际情况制定出一谈突发状况的应急措施，以此确保在水轮机组发生突发性故障时及时采取应急措施进行解决，保证在最短的时间内使水轮发电机组运行状态恢复正常，尽最大可能将损失降到最低。
结语
总而言之，水轮发电机是水电站发电的核心设备，我们必须对其常见的问题进行有效的分析并且提出相关措施对于各类常见问题进行作为快速的回应使水轮发电机能够稳定运行，其实水轮发电机还有一些其他的常见问题，但是篇幅所限就不在这里一一赘述了，希望本文可以给水轮发电机的故障处理带来帮助。
参考文献:
[1]张鹏.水轮发电机组调速与励磁复合控制技术的研究[D].华北水利水电大学，2016.
[2]伍英伟.水轮发电机组低频振荡的研究[D].广西大学，2016.
[3]王杰.浅析水轮发电机组的常见故障及检修对策[J].科技创新与应用,2016,(29):152.
论文作者:闵璞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
标签：水轮论文; 机组论文; 水轮发电机论文; 发电机论文; 转子论文; 水电厂论文; 定子论文; 《电力设备》2018年第22期论文;