摘要：伴随着社会经济的快速稳定发展，大中型水力发电机组的容量也不断增加，其稳定性也开始备受社会各界关注，在水力发电机组运行过程中，依旧存在许多问题，而如果无法有效控制，就会造成水力发电机组不能有序运行，甚至还会引发严重的事故。据此，本文主要对大中型水力发电机组的安全稳定运行进行了深入探究。
关键词：大中型；水力发电机组；安全稳定运行
一、水力发电机组稳定性的检测
对水力发电机组的运行稳定性进行监测，能够延长机组的使用寿命，能够及时发现不稳定区域的危险情况，还可以全面地了解检修的过程。其中上位机服务器作为水力发电机组中的中枢部分，它发挥着相当大的作用，它可以在水电厂出现重大故障的时候，通过网络联系专家进行咨询，以确保机组运行的安全、稳定性。同时，它还能够对信号多个角度的运行情况进行分析，除此之外，还可利用多种手段对机组的故障进行检查，及时发现机组故障情况，以便于机组的正常运行。在水力发电机组运行中，其稳定性会受到诸多方面因素的影响，所以，要对传感器测点进行设置，要根据机组运行的情况进行合理分析，并作出判断。信号采集单元在机组中主要具有承上启下的功能，它主要对各路开关量和模拟量进行采集，然后对各信号进行放大，使得系统得到在线监控。同时，机电系统要引入有功功率和无功功率等环境参量，以确保机组运行状态良好。
二、水力发电机组的控制技术
水力发电机组自动控制系统承担的任务有：水力发电机组的自动并列，自动调节励磁、频率和有功功率，无功功率的补偿，辅机的自动控制，水力发电机组的自动操作，自动保护等，其中以频率及功率控制为主。对于负载来说，不仅要求供电安全可靠，而且要求供电质量要高，即要求电能的电压和频率应为额定值，且波动小。发电机发出电能的电压、频率或并网电压、频率的稳定度分别取决于发电机或电网内无功与有功功率的平衡。当发电机的负载增大时，发电机输入的机械转矩小于输出的电磁转矩，电机转速下降，从而引起电能频率的下降，反之频率将上升。而电压的波动主要由负载大小的变化和负载性质的变化引起。水力发电机组控制的基本任务就是根据负载的变化不断调整水力发电机组的有功和无功功率输出，并维持机组转速和输出端电压在规定的范围内。水力发电机组频率的控制由水轮机调速器实现，而端电压的稳定可由发电机励磁调节器来完成。两者的调节相对独立，相互影响较小。
三、水力发电机的主要问题
（一）机械振动
在水力发电机组的正常运行过程中，最容易导致振动故障的就是机械振动，其主要是因为机组的轴线不正，或者是转子质量没有处于平衡的状态等，受各种因素的影响，因为机组轴线不正，导致水力发电机组振动并不算严重，但是转子质量没有处于平衡的状态下，使得水力发电机组产生振动就会非常严重。一般来讲，转子质量不能达到一种平衡的状态，就会导致中心和轴线之间发生偏离，无法处于同一条水平线上，从而导致水力发电机组发生振动。导致机械振动的原因还有很多，即水力发电机组结构或轴系刚度不足，会导致机组既有的频率有所下降，进而导致发生振动；推力轴承制造或者调整不良也会导致发生机械振动，而如果振动频率在接近部件的既有频率时，就会产生共振；轴密封调整不合适，就会导致密封的周围所承受的压力不均匀，受热也不均匀，从而使得轴密封发生局部弯曲，最终引发振动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（二）电磁振动
电磁振动会直接威胁到定子和转子之间的间隙磁通量，而发生电磁振动的主要原因是因为定子和转子之间的间隙分布并不均匀所造成的，在水力发电机组的运行过程中，定子和转子磁场的轴心一旦没有重合或励磁场绕组匝间发生短路等现象，都会导致定子和转子之间的间隙不均匀，从而引发电磁振动。
（三）水力振动
水力振动在一定程度上与机械振动相同，都是振动中最为常见的故障类型，在水力发电机组实际运行过程中，造成水力振动的主要原因有很多，即空气的气蚀和水力不平衡等。其中空气气蚀主要是因为空腔内部产生的气蚀所造成的，在发生这种状况的时候，会导致水力发电机的垂直振动强度大大增加，而如果由于水力不平衡，导致机组发生振动，就会使得转轮中的水流不平衡，这样一来，在失去轴对称时，会产生不平衡径向力，从而导致发生水力振动。
四、水力发电机组的稳定性分析
要想对水力发电机组的运行情况作出明确的分析，就要具备完整的数据资料。对机械振动的故障处理方法的相关案例进行实例分析，即假设某电机组在运行的过程中，其上导摆度受水力因素影响小，主轴有轻微的曲折现象，上机架程处于振动模式，则证明在停机过程中会有较大的垂直振动现象出现。因为在机组停机的过程中，会使励磁开关的速度明显下降，根据摆度可以判断产生这种现象的主要原因是质量不平衡或者是静态弯曲综合，由于在停机过程中静态弯曲的大小是不变的，所以导致机组摆度呈垂直振动模式的直接原因是质量不平衡。所以，在对水力发电机组的稳定性进行分析时，要准确把握发电机组的故障原因，从而确定解决故障的措施。
五、水力发电机组安全稳定运行的方式方法
在水力发电机组发生故障的时候，应该准确判断故障的具体特性，并快速确认解决故障的实际方法。实际上，为了判断故障振动的具体原因，应从多角度和方向进行反复观察和探究，只有这样，才能够得出造成振动的具体原因。首先，应详细查找和分析故障，为了便于查找，可以采用振动故障检测试验的方式方法。通过利用排除法，深入探析水力发电机组故障，从转子质量平衡状况开展，如果在试验中，上机架的振动会随转速的增加不断增加，这就说明转子质量的平衡性较差，这就需要工作人员切实根据故障的实际特性加以针对性处理。另外，还可以对励磁电流和负荷进行试验研究，一直到检查出造成振动的主要原因。
1、在处理机械振动中遇到的故障时，应该全面遵从：要提高制造精读和安装质量，以确保机组轴线的对正；防止磁轭运行中产生不均匀径向外移，使转子质量处于平衡状态；为确保机组的稳定运行，在结构设计上要做到静、动态刚度够强；调整各块轴瓦受力均匀，以保证推力轴承处在平衡的状态；采用无接触式的密封结构，使密封周围受力一致。
2、在处理水力振动中遇到的故障时，要按照：对真机采取避振运行；适当增大设计间隙，以防止水力自激振动产生；优化转轮上冠型线；对涡带运行区域进行轴中心自然补气。
3、在处理电磁振动方面的故障时，要优化分数槽发电机的钉子接线方式，还要对其产生的振动进行分析；在铁心堆叠时，应采用分段压热的方法，保证温度；在电力系统中，要设置发电机阻尼绕组，从而减小负序电流。
结语
总而言之，为了确保水力发电机组可以安全稳定运行，并获得良好的经济效益和社会效益，就应确保水力发电机组的安全、高效工作，一旦发现问题，必须积极采取与之相适应的对策，及时修复故障，以此推动水力发电行业的健康可持续发展。
参考文献：
[1]马维旺.水力发电机组的安全稳定运行研究论述[J].水能经济，2017（1）：18-18.
[2]姜瑞，周溪.大中型水力发电机组的安全稳定运行探讨[J].科学与财富，2015，7（34）：5-5.
论文作者:昋涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
标签：机组论文; 水力发电论文; 故障论文; 水力论文; 转子论文; 发电机论文; 稳定论文; 《电力设备》2018年第5期论文;