淺談水電站運行中機電設(shè)備的故障處理

鮑永濤

松花江水力發(fā)電有限公司吉林白山發(fā)電廠 吉林 吉林 132000

1 水電站機電設(shè)備故障處理的重要意義

水電站機電設(shè)備的故障處置是水電站監(jiān)管的關(guān)鍵組成部分，對于水電站的可持續(xù)發(fā)展具備深刻的影響。設(shè)備故障處理工作和機電設(shè)備的安全性運行緊密有關(guān)?？梢杂行У谋ＷC水電站機電設(shè)備安全性平穩(wěn)運行。在對于水電站機電設(shè)備展開故障除去的過程之中，技術(shù)人員必需融合自己的工作實踐，急速累積經(jīng)驗，提升水電站的維護的專業(yè)性。生產(chǎn)工人也需豎立良好的終身研習意識，便能精確提升他們的技術(shù)水平與管理能力。運用先進的機電設(shè)備保障與修理技術(shù)，機電設(shè)備可長年處在健康狀態(tài)。防止設(shè)備運行故障將對于水電站運行的經(jīng)濟效益造成損害。

2 水電站運行中機電設(shè)備的故障處理

2.1 案例概況 本水電站1985年正式建成發(fā)電。裝機容量4×50兆瓦，采用國產(chǎn)軸流定槳式水輪發(fā)電機組，年發(fā)電量4.3億千瓦時，在東北電網(wǎng)中承擔調(diào)峰調(diào)頻和事故備用任務(wù)。

2.2 機電設(shè)備故障及處理辦法

2.2.1 發(fā)電機部分 在發(fā)電機運行過程制中，一些參數(shù)將發(fā)生變化，超出正常允許范圍之內(nèi)，并且一般發(fā)出相關(guān)的故障信號。有幾種比較常見的異常情況:

(1)水輪發(fā)電機運行無電壓。1)定子繞組與發(fā)電機配電板間的接線是油脂或是水解的，或是短路接線螺釘斷開連接，造成定子繞組損毀。2)碳刷和滑環(huán)接觸不良或是碳刷壓力缺乏。處理方法是消毒滑環(huán)表面，使碳刷和滑環(huán)表面相互對應(yīng)，并且適當增加碳刷壓力。3)勵磁機電刷損毀或是彈簧壓力缺乏會造成電刷位置絕不準確。解決方案是把碳刷變更到準確的位置。4)勵磁回路開路或是勵磁變阻器損毀。查找故障點，設(shè)法消除。

(2)水輪發(fā)電機機端電壓低。主要原因有:1)水輪機轉(zhuǎn)速太低。處理:調(diào)整水輪機轉(zhuǎn)速至額定值。2)勵磁回路電阻過大。處理:減小勵磁變阻器的電阻以增加勵磁電流。3)檢查勵磁調(diào)節(jié)器運行工況是否異常，如存在異?，F(xiàn)象設(shè)法消除故障。4)定子繞組與勵磁繞組存在短路或是接地現(xiàn)象。處理:檢查故障，予以清除。

(3)水輪發(fā)電機機端電壓高。主要原因有:1)機組轉(zhuǎn)速高。處理:減小水輪機導水葉開度，降低機組轉(zhuǎn)速。2)磁場變阻器短路，調(diào)壓失靈。處理:找出短路點，予以消除。

2.2.2 水輪機部分

(1)機組過速故障；分析機組出現(xiàn)過速的原因有:

(1)機組在帶負荷運行時，由于各種原因突然甩掉負荷，如果此時導葉不能關(guān)閉，或者關(guān)閉過慢，水輪機組的轉(zhuǎn)速就可能增高到額定轉(zhuǎn)速的115%-140%，甚至更高。(2)在機組正常開停機過程中，發(fā)生調(diào)速器失控，機組轉(zhuǎn)速同樣會急劇上升而發(fā)生過速。

(3)在機組正常開停機(或緊急停機)過程中，發(fā)生多根剪短銷剪短，也會出現(xiàn)機組過速和劇烈震動。

處理:發(fā)生機組過速故障后，機組過速保護動作，事故停機出現(xiàn)。(1)首先，監(jiān)視停機過程，自動不良，手動幫助。(2)調(diào)速環(huán)鎖錠未投入應(yīng)手動投入。(3)進行機組轉(zhuǎn)動部件檢查，是否由于過速停機而造成損壞或松動。(4)檢查機組調(diào)速系統(tǒng)、導水機構(gòu)各部件，查明是否由于其故障而造成機組過速，并設(shè)法消除。

2、水導瓦溫度過高故障；

引起水導瓦溫度過高的原因有以下幾方面:

(1)潤滑油減少:由于軸承油槽密封不良，或排油閥門關(guān)閉不嚴密，造成大量漏油或甩油，潤滑油因減少而無法形成良好的油膜，致使軸承溫度升高。處理:如果軸承密封損壞漏油，應(yīng)更換密封。檢查各閥門位置是否正確，不正確調(diào)整閥門位置。

(2)油變質(zhì):軸承內(nèi)的潤滑油因使用時間較長，或油中有水份或其它酸性雜性，使油質(zhì)劣化，影響潤滑性能，尤其當軸承內(nèi)大量進水(例如冷卻器漏水等)時，使?jié)櫥袄鋮s的介質(zhì)改變，直接影響軸承的潤滑條件，瓦溫會急劇上升。處理:進行油質(zhì)化驗，不合格更好潤滑油。

(3)冷卻水中斷或冷卻水壓降低:冷卻水管堵塞、閥門的閥瓣損壞、管道內(nèi)進入空氣等都會影響冷卻器的過流量，使冷卻器不能正常發(fā)揮作用，引起軸承油溫升高。處理:調(diào)整技術(shù)供水流量和壓力至合格范圍，并加強機組運行監(jiān)視，如溫度繼續(xù)升高，則停機查明原因、處理。

(3)機組振動:在運行的水輪發(fā)電機之中存在各種振動，這些振蕩是由機械振動，電振動與空化振蕩引發(fā)的。1)機械振動:由機械原因引發(fā)的振動稱作機械振動，渦輪轉(zhuǎn)子偏壓；水輪發(fā)電機的中心軸絕不準確，相連不好；軸承有缺陷、間隙這么大或是調(diào)整變更絕不當；旋轉(zhuǎn)部件和固定部件磨擦在某處。2)水力振蕩:水力振蕩是流入轉(zhuǎn)輪的水流引發(fā)的振動，其振幅隨流量的增加因而增大。導致葉固定螺釘脫落，葉片開度不同，移動的水流也不均勻；在蝸殼之中，在水管的碎屑之中存在不平穩(wěn)的流動，這造成尾水管的水壓周期性地變化，引發(fā)裝置的振動與水流。3)電氣振動:因為喪失嚴重的平衡與電量的忽然變化，單元的振動稱作電振動，其振幅隨激勵電流的增加而增大。激勵電流被去除，振蕩消亡。發(fā)電機三相電流的嚴重不均衡造成電磁力不平衡；因為電氣事故引發(fā)的電流瞬時變動，發(fā)電機與汽輪機的速度絕不能恒定同步；定子與轉(zhuǎn)子間的間隙不均勻，造成旋轉(zhuǎn)磁場不平穩(wěn)。

2.2.3 電氣設(shè)備部分 (1)電抗器接地:電抗器接地，限同步裝置故障與電抗器，壓器壓器與線路共振故障引發(fā)的發(fā)電機之中性線電流不均衡，可實行毀壞諧振點，使電抗器短路或是補償電容器的方法來精確地克服由故障引發(fā)的有利影響。(2)中性點絕不接地系統(tǒng)電壓不平衡:中性點絕不接地系統(tǒng)的絕不均衡電壓把造成高壓與低壓熔斷器熔融，進而使其提供的保護也消亡。(3)發(fā)電機內(nèi)部短路:在設(shè)備運行的時候，發(fā)電機組電壓指示針指向零，發(fā)電機斷路器自動跳閘，機組差動保護動作。檢查風洞或是發(fā)電機內(nèi)部，會有火星或是煙霧，伴隨著絕緣的燃燒氣味，此現(xiàn)象預(yù)示著發(fā)電機內(nèi)部存在短路故障。

總之，通過綜合上述電站的故障現(xiàn)象，通過設(shè)備的早期預(yù)測與故障的處理，找到問題的根本原因重要是因為設(shè)備制造質(zhì)量的不受控制。因此，下列是對于廣大設(shè)備制造商與安裝單位的一些要求，在生產(chǎn)與施工之中，請必須依照適當?shù)囊?guī)范控制質(zhì)量。保證運行之中的機電設(shè)備能長時間安全精確地運行；否則，將在未來的操作之中埋下安全隱患，給操作單元造成巨大損失。