关键词：水轮机；运行；故障
1 当前水轮机运行中常见的故障
1.1剪断销剪断故障
水轮机在正常运行过程中，最常出现的故障是剪断销剪断故障，由于在实际运行过程中，会受到高压水流的作用力而使得水轮机发生快速旋转，从而导致各种机械磨损以及振动等现象发生。其中，剪断销主要是用于连接水轮机导水叶拐 臂与传动机构的结构，当水叶开关发生快速开关时，水流压力会快速变化，很容易导致其被剪断，当导水叶在剪力大小约为正常操作力的2倍左右时便会导致其失去控制。另外，在水轮机中，剪断销还是作为核心的保护部件，如果导水叶被卡住时，会使得在调速环的带动下拐臂发生明显转动，此时剪断销上所承受的剪力会过大以至于出现损坏，导致水轮机出现故障问题，剪断销主要是以导水叶作为主要对象的，可以促使导水也出水，而剪断销所能够承受得住的剪力也往往是非常有限的，并不能够承受无限大的作用力。
1.2 机组过速故障
机组故障一般指的是当机器在正常开关的时候，由于调速器失去控制进而使得机组的转速突然增加，当机组的转速比所规定的正常值明显大的时候，就会导致转动部位的摆动幅度以及离心率等均发生明显增加，以至于其固定部分会和转动部分之间发生碰撞现象导致脱节。经过调查后发现，当机组带动负荷发生转动过程中，很容易会使得负荷被甩掉，进而会导致其导叶功能消失或者关闭较慢等，以至于水轮机发生故障。
1.3 水轮机空化与空蚀
空化或者空蚀现象在水轮机转动过程中也是经常发生的，转轮表面的光滑、细密程度与其抗腐蚀性之间存在着密切关联，鉴于转轮机材质、性能、加工工艺、水轮机运行水质环境等因素考虑，在其运行过程中，转轮经常会有空蚀、空化、断裂等现象发生，同时当设备振动频繁时也会使得转轮出现裂纹，水轮机故障发生几率便会加大。
1.4 轴承瓦温异常升高故障
在水轮机运行时，还经常会出现由于轴承瓦温度过高而引起故障。具体原因一般表现在这几点：第一，冷却水突然中断或者压力降低，以至于轴承的温度骤然增加，这种故障问题一般都是由相关技术供水阀门被损坏或者冷却水管发生堵塞之后所导致的。第二，润滑油过少以至于油膜难以形成，一般都会使用巴氏合金轴瓦来来对水轮机的转轴进行固定，由于油槽密封程度不足或者排油阀门松动时会造成漏油或者甩油等现象出现。第三，润滑油变质，当轴承中的冷却器发生漏水后会使得大量水混入到润滑油中，以至于润滑油的效果大大降低，这时轴瓦同机组之间的摩擦力会大幅度增加，导致轴瓦温度发生明显异常。
1.5 水轮机处理不足故障
当水轮机中的导叶开关未能够和额定转速之间统一的话，就会使得水轮机的出力效果极大的降低。水轮机内部的导水机构被水中所含的杂物卡住、机组实际水头比正常水头远小、水轮发电机设备变得老化等，这些因素都会影响到水轮机正常运行，不但会使水轮机工作效率明显降低，同时也会使大量资本被消耗。
1.6 水轮机负荷运行与调速器油压异常降低问题
第一，由于绝缘材料能力有限以及温度提高等问题，会导致其运行时间一旦过长后介质变得脆弱并且所能够承受的电压强度下降，这样一来机组的供电负荷与用户使用的符合较为接近，并且如果电网高压线在其实际运作过程中一旦有故障发生的话，势必会使得三项不平衡问题出现。第二，调速器油压下降幅度大气主要原因是对于油压设备运行情况缺乏有效检查，压力油管路有裂缝出现、油压下降、磁阀发生损坏以及油泵损坏等都会对油压的高低产生影响，另外补气不按时或者没有对调速器压力油罐油位定期实施观察，也会导致油压发生改变，当调速器油压发生下降之后会对机组正常开机以及停机造成影响，甚至还会导致机组运行过程中发生跳机故障等。
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2 水轮机运行中的检修维护
第一，对水轮机运行过程中实时检测其状态，时时刻刻确保自动化原件性能的可靠性，对于水轮机故障的维修模式需要不断进行创新和优化，对故障的处理需要进一步强化，提高所提供出来的数据的真实性和准确性。第二，日常维护，对于停机检修环节中可能发生的电损失需要尽量减少，并尽量保证对资源、能源等具有较高的利用率，对于一些小故障如果不会对机组运行产生影响的话，可以将这些故障问题安排到枯水季或者低负荷停机的时候进行检修处理，对检修制度进一步完善，并努力落实，尽可能降低由于停机时间过长所导致的损失。第三，对水轮发电机相关资料进行搜集，并建立完善的资料库，这样有利于检修人员更好的对其查阅。
3水轮机运行中的故障的预防
3.1 机组过速的处理方法
一方面，加强实时状态检测是避免水轮机运行过程中发生故障的最有效方法，通过进行实时状态检测能够及时有效的找到其中所存在的问题，并及时采取相应的处理办法，对故障的处理效率加以强化。而对水轮机状态强化检修工作，主要是指通过采用计算机互联网监控系统，进而对设备运行过程中的数据参数、运行状态等进行记录和分析。另外，当水轮机运行过程中有故障发生的话，要及时将其向上级部门汇报，并对此类问题进行总结、归纳，只有确保计算机传感原件的灵敏性不断提高，才可以使得数据的科学性和合理性得到保障，从而为水轮机的检修工作奠定基础。
另一方面，日常检修也是预防水轮机故障的一大措施，一般情况下当水轮机存在一些小的故障时都会选择正在枯水季节处理，这样不但可以降低因检修工作所带来的电损失，同时还能满足丰水季的用电需求，能够带来良好的经济效益，不过如果检修做得包不到位的话，会导致机组在丰水季留下故障隐患，使得水轮机难以有效运行，最终增加损失。所以为了确保机组维修工作顺利开展，需要确保备用容量得到保障。
第一，作为检修人员一定要保持有条不紊的态度来对机组运行过程中所出现的 问题进行处理，若机组在额定转速的35%以内的话，可以手动停止机组。第二，若机组中的水轮机组阀缺失，需要对机组的进水口阀门快速关闭，若在开机或者停机时，由于发生剪断销剪断而生的故障产生，都应该对水轮机的主阀立即关闭。第三，当水轮机处在运行状态下，突然其负荷失去之后，可采用过速保护装置来对其是否应该对水轮机主阀关闭作出相应的判断。
3.2 轴承瓦温度过高的处理方法
第一，当温度上升速度快并且还伴随机组明显振动现象时，需要立即停机处理，可通过对轴承拆开来检查轴承瓦间隙与瓦面之间是否被毁坏，同时还应该严格检查轴承油位、冷却水系统、排查油位以及测温系统等是否有异常情况发生。
第二，如果温度是缓慢上升并且机组振动处在稳定状态下的话，可以不需要停机处理，不过首先需要针对测温系统、油位、冷却水流量等排查其和压力之间无关，如果具体原因难以在短时间内诊断出来的话，如果其温度一直持续不断升高的话，则应该立即进行停机检查。
3.3 水轮机处理不足的处理方法
第一，如果水轮机出力不足时还会伴随有振动现象发生，那么则需要对这些问题进行针对性的诊断，然后提出有针对性的对策意见。第二，当水轮机处在超负荷运行状态时，查看其负荷波动幅度是都较大，需要对水轮机导叶是否出现气蚀等现象进行仔细观察，并对导叶的角度管控好。第三，为了避免水轮机被杂物所堵塞以至于水轮机运行受到影响，应该对拦污栅中的杂质及时清理，进而使得水轮机运行变得稳定，降低故障出现几率。
总结
水轮机安全稳定的运行是确保水电站运行顺利的基础，水电站是生产电力能源的地方，而水电机组运转正常与否会直接影响到水电站的经济效益，因此降低水轮机发生事故几率对于水电站而言是非常重要的。本文从机组过速的处理方法、轴承瓦温度过高的处理方法以及水轮机出力不足的处理方法等多个层面介绍了如何做好水轮机运行中的检修维护，希望通过此次研究能够为水轮机故障解决方面提供科学的思路指导。
参考文献
[1]张京,严鹏,杨润强,卢文波,王成,陈明,王高辉.扩机爆破振动对运行中水轮机组的影响[J].武汉大学学报(工学版),2018,51(04):299-304+313.
[2]牟进国,李杰.水轮机调速器分段调节在孤网运行中的应用[J].水电站机电技术,2016,39(S1):22-23+26.
论文作者:王 聪
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第 21期
论文发表时间:2020/5/8