摘要：随着经济在快速的发展，社会在不断的进步，水轮发电机组作为水电站的一个重要组成部分，在运行的过程中，经常会产生一些运行故障，为水电站带来一定的影响。因此，要想保证水电站运行的稳定性，一定针对水电站水轮发电机组运行故障，采取有效的解决措施，保证水轮发电机组处于正常的运行状态，为水电站的综合效益的提升，给予一定的帮助。
关键词：水电站；水轮发电机组；常见故障；处理技术
引言
伴随着我国社会经济的迅速发展，机械重工方面得到了进一步的发展，对于机械问题进行检查的方式也有了长足的进步。尤其是在水电站水轮发电机的现场检查方面，通过人工直接进行现场检查的方式已经逐渐落伍，随之而生的是新的监测方式。通过网络或者人工智能对水电站的故障进行进一步的排查监测工作，已经成为时代发展的一个重要趋势。
1水电厂水轮发电机组的构成及原理
水电厂的水轮发电机组主要是由定子、转子以及励磁装置构成的。其中定子中包括定子机座、定子铁芯以及隔震结构。转子中包括主轴、轮毂、轮臂、风扇、磁轮、磁极、端压板以及制动阀板等。由于水电厂水轮发电机组的导水机构在关闭时需要一段时间，因此为了避免关闭时水轮发电机的机组转速提高，就需要保证水轮发电机转子的转动惯量足够大。这就导致水轮发电机的转子比较笨重，发电机运行时，机组中的励磁绕组需要通过直流电流进而形成磁场，供水轮发电机运行需要。励磁绕组提供的系统中主要涉及励磁电源、调节器、绕组等设备，可以称作励磁装置。水轮发电机中，水轮机带动转子，将励磁电源以及励磁绕组提供给发电机，使得水轮发电机中定子与转子之间出现气隙，也就是旋转磁场，被称为水轮发电机的主磁场。该磁场依据时间的正弦规律进行变化，如果水轮发电机的主磁场与定子绕组需要切割时，定子绕组中就会出现正弦交流电动势，并且随时间发生变化，进而进行发电。
2水电站水轮发电机组运行中常见的一些故障
2.1温度故障
水电站水轮发电机组在长期运行的过程中，势必会产生一些热量，其温度相对较高，这样对设备的运行就会产生一定的影响，尤其是对发电机导轴承等方面。同时，若是定期检修和排热等工作不及时的话，就会导致水电站水轮发电机组运行故障，电能的供应自然也会受到影响。另外，若是水导油盆起在缺油的情况下，散热性能较差，也会导致温度较高发生异常，其运行设备也会产生故障，影响着水电站运行的综合效益。
2.2发电机转子回路出现故障
水轮发电机的转子是整个水轮系统中最重要的部分，转子既要起到推动水轮发电的作用，同时还要承载起输电任务，因此可以说转子是整个水轮发电机组中最繁忙、任务最重的部位。同时因为它的结构复杂，自身重量又非常大，即使是在正常运转的情况下也会因为重量导致磨损。但回路断线故障对转子等结构来说是毁灭性的破坏，因为如果转子的回路一旦断线，那么整个转子就会进入断路状态。因此在发电机转子上也有相应的断路保护系统，一但发电机转子出现断路，相应的监控系统就会收到失磁保护信号，相应的报警系统也会启动，但是尽管有如此全面及时的应急系统，现代技术的缺陷仍然会导致转子断裂这种情况的发生，毕竟我们目前所能用于生产的材料达不到要求，就必须要通过人力来进行监管，并及时修复，才能避免事故的发生。
2.3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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
3水电站水轮发电机运行故障维护和处理的主要技术
3.1日常维护工作
加强日常维护工作，是保证水电站水轮发电机组运行的基础，那么在日常维护的过程中，可以从以下几个方面展开：1）在日常维护的过程中，需要深入、具体地了解水电站水轮发电机组的运行情况以及运行环境等方面，并且需要对水电站水轮发电机组进行定期的清扫。同时，一定要保证水电站水轮发电机组周围环境没有积水的现象，为水电站水轮发电机组的运行提供良好的环境。2）定期对水电站水轮发电机组进行检验，针对磨损情况相对较大的零部件，需要进行及时的更换，例如：为了避免调速器出现腐蚀生锈的现象，需要定期进行保养；为了避免水轮发电机出现潮湿的情况，使用一段时间就需要进行更换，进而保证水电站水轮发电机组的稳定性。并且需要对其运行频率进行控制，这样可以有效降低水电站水轮发电机组运行故障的发生。3）在日常维护的过程中，若是发现轴瓦损坏、轴承损坏，联动传动部分出现异常、尾水管堵塞、地脚螺丝松动等运行故障，一定要进行及时的处理，避免对水电站水轮发电机组的运行造成严重的影响。
3.2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。
3.3反向选择故障判别算法
目前我国所能生产的最高质量的水轮机零件，依然不能与发达国家的水平工艺相比。这就需要我们依靠相对应的反向选择算法进行排查故障。其是实现水轮发电机组由“计划检修”向“状态检修”转变的必备条件。水轮发电机组出现异常或故障时，监测信号会表现出奇异性的特征。传统意义上的故障识别方法存在很多局限性，不能够快速的发现相关的故障。反向选择算法是建立在免疫原理基础上的，这是一种比较先进的人工智能算法，是一种很有潜力的水轮发电机组故障诊断方法。该技术可以利用“自己—非己”的识别模式。对所涉及的设备信号进行判别，检测其是否处于正常的状态。总之，基于反向选择算法的水轮发电机组故障判别方法具有良好的效果。
结语
保证水轮发电机组运行的稳定性，是提升水电站综合效益的基础保证。因此，本文针对水电站水轮发电机组常见的运行故障，阐述了运行故障的维护和处理技术，以此保证水电站水轮发电机组运行的稳定性和安全性，降低运行故障的发生，保证电能稳定供应状态的同时，提升了水电站的综合效益。
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论文作者:蒋金良
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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