刘贤邦
（青海三江水电开发股份有限公司 810008）
摘要：长期以来，水电站是我国电力行业发展的重要支柱。随着水电站建造技术的提升和运行设备的科学化管理，我国水电站建设已经进入世界先进行列。尽管如此，水电站机械设备也离不开维护和检修的管理。因此，对水电站机械设备的常见故障进行阐述和探讨就十分必要。本文在分析水电站灯泡贯流式机组一些常见故障的基础上，运用典型案例对机组检修技术的应用进行探讨，以期能对灯泡贯流式机组常见故障的检修工作有一定的借鉴，提高水电站的安全、稳定生产。
关键词：水电站；灯泡贯流式机组；故障；检修和维护
一、引言
水电站常用的机械设备是将自然水落差产生的能量转化为电能的主要设施。贯流式水轮发电机组是一种能够有效开发并利用低水头、大流量的水利资源和潮汐能源的良好机型。然而，由于其存在散热条件较差，转动惯量较小，气隙较小，产生的单边磁拉力大，有时会因此出现转子扫膛的故障等各方面的因素，导致出现一些机械故障或问题。因此，了解、掌握并及时处理好灯泡贯流式机组设备常见的故障和问题，做好日常检修工才能保障水电站的安全生产和稳定运行。
二、水电站灯泡贯流式机组的基本特点
灯泡贯流式机组是当前一种常见的反击式水轮发电机组。这类机组被安装在密封的、外形酷似灯泡的壳体中，水轮机安装在灯泡的插口处，因此而得名“灯泡贯式机组”。它属于卧轴结构，其引水部件、排水部件和转轮都在一条轴线水平上，水流可以一贯平直通过转轮叶片的卧轴、轴流式水轮机。由于其使用的水头范围较为广泛，且效率高，拥有其他类型贯流式机组所有没有的优点，被广泛应用于低水头大流量的水电站。为了有效改善水流条件和发电机组的工作效率，灯泡贯流式水轮发电机存在定子铁心较长，定子直径和转子的磁极空间普遍较小，且运转速度低等特点。这些特点的存在导致了机组的散热较差，运行温度普遍较高，而转子的转动惯量较小，这就大大降低了系统动态的稳定性，是的阻尼条产生较大的电力并承受着相应的机械力，极易发生阻尼条过热或断裂的情况。此外，由于转子的磁空间较小，励磁安匝数就受到了一定的限制，只能捎带无功功率，进而导致机组调相运行比较困难。
三、灯泡贯流式机组的典型故障分析及其处理
1.灯泡贯流式机组的典型故障分析
受机械正常磨损、设计遗留问题以及机械设备检修不规范等因素的影响，灯泡贯流式机组出现故障也存在着多样性，又由于水电站灯泡贯流式设备、型号、性能的不同，故障的表现形式也有差异。而典型的故障有转轮汽蚀及裂纹、桨叶动异常、定子线圈绝缘故障以及受油器故障等几种。下面就这几种典型故障做分析（见下表1）：
2.灯泡贯流式机组的典型故障处理
1）转轮汽蚀及裂纹的处理方法：针对转轮汽蚀和裂纹不太严重的情况可以采取用焊接和打磨的方式进行局部修补和临时修补。在焊接前要对焊接口进行清洁、加热和保温处理，以消除焊接的变形和应力。焊接后要对焊接处进行打磨处理，以恢复原来的表明形状。不过，这种修复的工作量大，施工较为困难，有可能还会导致机组无法运行。而选用高分子修复材料进行临时修补的工艺处理，是目前来说成本相对较低、工作量较小的临时处理方式。检修时间不足一年，裂缝就有可能再次出现。
对转轮室汽蚀和裂纹最有效的方法是对转轮室的壁厚、材质等方面进行换型改造。如改造前的壁厚参数为35mm，桨叶运转范围采用 Q235—A碳钢材料，喉管段采用S135不锈钢制造，不锈钢的长度是1050 mm。改造后，轮室壁厚的基础上加厚5 mm，厚度达40 mm。而转轮室主要材料采用Q235—B高强度结构钢，喉管段和桨叶外圆活动范围内都使用S135不锈钢来制造，不锈钢的长度是1944 mm。
2）桨叶动作异常的处理方法：拆除解体转轮和受油器，用逐步排除方法查找故障点。由于这种处理方法工期长，处理后仍不能消除缺陷，所以应在分析现场和设备情况的基础上，采取相应的检修技术。如采用桨叶接力器、操作油管在线油压试验的方式查找故障点排除故障。具体做法为：利用调速器液压系统作为试压油源，将压力油从受油器中管注入桨叶接力器开启腔，再通过观察、测量来判断桨叶接力器和操作油管是否窜油和渗油，准确找出缺陷的准确部位。对于反馈油管与反馈板脱离的问题，通常采用将各连接螺栓进行点焊加固的方式进行预防。
3）定子线圈故障的处理方法：通过对发电机的线棒端、槽进行仔细检查寻找薄弱点。对发电机定子绕组进行整体更换合适的定子有线棒。适当加宽绝缘盒尺寸且保证填充料最薄边达到 1.5mm。发电机组定子线圈电晕问题的解决，用无水乙醇和白布对起晕部位进行局部清洗后，用油画笔沾无水乙醇将电晕损坏的防晕部位清扫干净，对绕组槽口因电晕产生的电腐蚀点，用电阻率为 5×103~5Ω的半导体漆进行防晕部位的修复。完成防晕修复后，再对定子线圈按《DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程》进行直流耐压及泄漏电试验，通过测试可投入使用后，需加强监控和观察以保障定子整体绝缘性能良好。
4）受油器故障的处理方法：去除后油箱加工，用抛光机把磨损的回复轴抛光后继续使用以增大回复轴与导向瓦的间隙，后油箱与外管的四周间隙达到1.5 mm 以上。加一块 0.1 mm的铜垫，减小回复轴的摆度。削去 0.1 mm上游侧浮动瓦端面上车床，使浮动瓦在瓦座内有活动的余地，产生浮动瓦的作用。
四、结束语
水电站的机械设备是否能合理、正常运行，关系到整个城市或区域电力系统稳定安全供电前提。做好水电站机械设备的维护和管理工作，是水电站长远发展的根本保障。在水电站灯泡贯流式机组运行工程中及时发现和预防出现的故障或隐患，并及时解决以消除设备的缺陷，对减少和预防重大事故的发生，延长设备的使用寿命，实现水电站安全稳定运行有着重要的现实意义。
参考文献：
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[2]李明.灯泡贯流式机组几种典型故障案例分析[J].水电站继电技术.2015（8）
[3]冯俊.灯泡贯流式机组常见故障及处理[J].科技传播.2014（5）
[4]苏伟.浅析水电站机械设备维护检修管理[J].新材料新装饰.2014（12）
论文作者:刘贤邦
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/22
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