水電站水輪機組運行維護及故障處理

何銘

（廣西電力安裝有限公司 廣西南寧市 530000）

水電站水輪機組運行維護及故障處理

何銘

（廣西電力安裝有限公司 廣西南寧市 530000）

水輪發(fā)電機組是水力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，其運轉與運行質(zhì)量直接影響到整個水力發(fā)電系統(tǒng)的運行質(zhì)量、工作狀態(tài)。本文主要對水電站水輪發(fā)電機機組的運行與正常維護進行了分析，并針對水輪發(fā)電機組故障和電動機故障，提出了科學有效的處理措施和方法。

水電站；水輪機組；運行維護；故障處理

1 引言

水電是一種清潔、可再生的能源，其開發(fā)利用具有投資少、見效快、回報率高的特點。在水電站運行管理過程中，不但要對水電站的水工進行管理和優(yōu)化，還需加強對水電設備的管理，強化對發(fā)電機組的運行維護管理，保證水電站安全運行。

2 水輪機組的運行分析

2.1 水輪發(fā)電機機組運行方式

按照負荷的方式可以將水輪發(fā)電機組的運行方式分為并網(wǎng)運行以及單機運行兩種基本方式，而按照調(diào)速器控制的方式則可以分為自動運行以及手動運行這兩種基本方式。

2.2 水輪發(fā)電機機組帶負荷運行中應該注意的問題

中小型水輪機的發(fā)電機組的基本運行方式為并網(wǎng)運行，改變并網(wǎng)運行機組的運行工況能夠通過切換控制設備來實現(xiàn)，例如自動液壓手動、發(fā)電調(diào)相等。確定并網(wǎng)運行機組的調(diào)速器永態(tài)轉差系數(shù)bp值時，需要按照機組在系統(tǒng)中的實際地位以及其所擔任的負荷的性質(zhì)進行確定。中小機組并入大電網(wǎng)時會擔任基荷，其調(diào)速器的bp值取8％。而由調(diào)頻、調(diào)峰機組來承擔系統(tǒng)的變化負荷時，則保持系統(tǒng)的頻率不變，該bp=8％時，機組負荷會保持不變。系統(tǒng)的負荷變化較大時，則會改變系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率，則機組的負荷會出現(xiàn)相應的變化，若在大電網(wǎng)的小機組中誤將bp調(diào)成較小值且共至為零時，則該機組會在滿載和零值之間發(fā)生功率擺動。只有系統(tǒng)的無差調(diào)頻機組才能夠?qū)p值調(diào)整為零。

當機組帶孤立負荷運行時，由L臺機組承擔孤立的小系統(tǒng)所有的負荷?；诖?，則需要調(diào)速器以及勵磁裝置具有較高的自動調(diào)節(jié)功能，以便能夠與用戶的有功負荷以及無功負荷要求相滿足，確保電能頻率以及電壓的穩(wěn)定性。

2.3 試運行機組帶負荷試驗

試運行的機組進行首次帶負荷運行試驗時，要逐漸加大負荷，等小負荷、中等負荷以及較大負荷以及滿載狀況都比較穩(wěn)定后，在各種負荷下對機組的水力、機械以及電氣部分的性能進行全面的檢驗，負荷逐漸增加后，要對機組可能存在的振動區(qū)進行尋找，并及時的避開。

做好試運行機組的甩負荷試驗，經(jīng)過周密的準備以及統(tǒng)一組織后，嚴格遵循額定負荷的25％、50％、75％、100％由小到大的順序逐級進行，當進行的甩負荷試驗在小負荷條件下進行時一切正常時，則表明水壓上升值、轉速上升的最大值以及過渡值都跟相關的規(guī)定要求相符，不能夠超過允許值，未出現(xiàn)任何異常情況后，才能夠進行更大一級的負荷試驗。甩負荷試驗過程要對機組的水、機、電等情況進行嚴密的監(jiān)視，做好數(shù)據(jù)的記錄工作。

完成甩負荷試驗后，全面檢查機組，若一切正常，則進行帶額定符合72h后再運行，方能投入正常的使用。

3 水輪發(fā)電機組的正常維護要求

3.1 日常維護保養(yǎng)

水輪機實際的維修、保養(yǎng)應該從以下方面出發(fā)：

（1）零部件接觸保養(yǎng)。水輪機的各個零部件質(zhì)量必須過關、連接處要保持緊固，確保各個運轉部件運轉順利、靈活。當水輪機工作1～3d時，則要重點對滾動軸承進行養(yǎng)護，為其添加鈉基潤滑油，這其中各類潤滑油要分開添加，因為油型混雜可能導致油體發(fā)霉，失去應有的潤滑作用。隨著機組運轉的持續(xù)進行，當達到0.5～1個月時，則要朝杯中填入蠟脂，具體的添加量同應達到軸承體積的一半以上，檢查中如果看到軸承間存在過大的空隙、出現(xiàn)麻點時，則要考慮調(diào)換新的零部件。當機組工作運轉達到2500～3000h時，則要對連軸器加以檢查，并對一些容易受損的部件進行更換，例如：膠圈、皮帶等，同時做好重點部件的防腐蝕保護工作。此外，也要積極檢查水封、擋水板等的質(zhì)量，確保其處于正常工作狀態(tài)、質(zhì)量達標。

水輪發(fā)電機組每運轉2～3年則要實施大規(guī)模檢修，具體的檢修項目包括：轉輪焊接有無開焊，膠圈是否破損、軸承有無銹蝕等。

（2）機組的維護。水輪發(fā)電機組的工作、運轉，要時刻關注各個油壓表的指數(shù)，特別是調(diào)速器和壓油槽二者的指數(shù)數(shù)字要大致相當，當發(fā)現(xiàn)二者差距較大時則要停頓維修。當機組即將停止運行時，通常要有一個逐步放慢速度、緩沖的過程，機組要經(jīng)歷低轉速運行，要集中控制這一時間，不能太長，待其轉速達額定的35～40％時，則可以加閘控制其運動。

此外，為了預防電動機遭到潮氣侵蝕，則要經(jīng)常檢查油泵，適當?shù)臅r候則要進行切換、更新，維持油泵的正常運行。要在調(diào)速器不同部位鏈接的位置做好養(yǎng)護工作，例如：注入潤滑油，提升其質(zhì)量，也要對分離器實施定期放水操作。

3.2 定時巡回檢查記錄

設備維護最為重要的一項內(nèi)容就是定時的記錄水輪發(fā)電機組的各項運行參數(shù)，并巡查檢查好一次回路、二次回路等各連接處的接觸情況，看其有無發(fā)熱、變色、電壓以及電流互感器有無異常狀況發(fā)生，確保油斷路器的油位以及油色的正常，物漏油的問題存在。水輪機以及發(fā)電機在正常運行時會發(fā)出“嗡嗡”聲，確保其無不正常聲音出現(xiàn)，一旦有不正常的聲音出現(xiàn)，則要立即查明原因，并及時的排除問題。同時，對發(fā)電機是否有異常氣味、振動或者擺度問題過大的進行檢查。

對水輪發(fā)電機組本體以及軸承溫度經(jīng)常檢查，看其是否有過熱以及局部過熱的問題存在，而對于那些沒有設置測溫裝置的發(fā)電機，包括軸承等都可以利用手背直接接觸，若感覺不燙手，則可以認為是正常的。對各部分的電刷進行檢查，只能夠有少量的火花在運行，若超過一定的范圍，則根據(jù)電刷冒火的故障進行維修。

3.3 定期清理

為了避免水輪發(fā)電機組出現(xiàn)不能夠正常運轉的問題，則需要定期的清掃水輪發(fā)電機，保持水電站機組的運行狀況，確保四周沒有雜物存在，且沒有積水。

3.4 加強用油管理

水電中最為突出的一個問題就是用油問題，主要體現(xiàn)在設備用油的狀態(tài)管理以及觀察上，若設備用油乳化嚴重，或者管理不善導致油中混入了較多的水分以及雜質(zhì)，出現(xiàn)未知的油質(zhì)狀況，見油就用，甚至還有混合使用機械油以及絕緣油的，導致潤滑不夠順暢，損壞機件。為了避免用油出現(xiàn)混亂的問題，則要分開保管機械油以及絕緣油，并做好記號，由專人進行負責。

4 水輪發(fā)電機組故障的處理

當組合軸承在實際運行中，組合軸承蓋密封不當時，發(fā)電機大軸法蘭跟鏡板連接螺栓的橡皮密封圈未能夠充分發(fā)揮作用，則發(fā)電機內(nèi)部很可能會出現(xiàn)漏油問題，滲油會順著螺紋流出。為了減少漏油問題，則可以將軸承蓋密封圈進行更換，并加一個銅墊在大軸法蘭和鏡板的連接螺栓部位。

定子引出線的電纜外表皮破裂后，定子引出線電纜多處會出現(xiàn)縱向表皮破裂的問題，這些都屬于質(zhì)量問題，因而可以臨時的進行包扎，并將橡皮墊在電纜支架上，防止對其產(chǎn)生損壞，形成兩點接地的情況，而后則需要適時的更換。當定期溫度升高后，發(fā)電機定子線圈帶有額定負荷后，溫度會升高，則可以將導風板拆除，并對風道進行封堵，調(diào)整好冷卻風機的風扇葉片角度，適當?shù)募哟箫L機的馬達容量，有效改善定子的溫度。

機組的冷卻效果較差的機組冷卻系統(tǒng)則為密閉的循環(huán)冷卻，其冷卻水由表面冷卻器在流道中實現(xiàn)熱交換。在水溫度28℃以上時，熱交換能力明顯不足，引起冷卻水水溫過高，從而機組風溫、油溫、瓦溫等都超過了報警值，在未確定改造方案的情況下采取限負荷運行方式，然后進行技術改造。

在軸流機組的葉片扭矩以及變形軸流式機組中包含了很多定槳式機組以及轉漿式機組。當運行的工況跟最優(yōu)區(qū)偏離時，則定漿式機組的轉輪葉片的中角會發(fā)生變化；而當轉槳式機組協(xié)聯(lián)關系不正確時，轉輪葉片則不會對進口產(chǎn)生樁基，而水流則會沖擊葉片。而在葉片上負荷在不斷變化，葉片的扭矩變形也在不斷變化，而這一變化過程則體現(xiàn)為振動。要確保轉輪葉片經(jīng)過加工后翼型與模型保持一致，并對其加工精度進行控制。

5 結束語

總而言之，整個電站最為重要的一個設備就是水輪發(fā)電機組，為了確保水輪發(fā)電機能夠長期的運行，工作人員在日常工作中要嚴格遵循水輪發(fā)電機組的運行使用規(guī)程，采取科學有效的方式處理科水輪發(fā)電機組故障和電動機故障，保證水輪機發(fā)電機組的正常運行，有力的保障了水電站的安全生產(chǎn)，從而創(chuàng)造出更大的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

[1]陳錫芳.水輪發(fā)電機結構運行監(jiān)測與維修[M].北京：中國水利水電出版社，2008，6.

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1004-7344（2016）23-0083-02

2016-7-5

何 銘（1987-），男，漢族，廣西南寧人，助理工程師，大學?？?，主要研究水電站水輪機組運行維護。