水电厂水轮发电机组常见故障及维护

田发春

摘要：水轮发电机组作为水力发电的基础，发挥着重要的作用。水轮发电机组的正常运行将极大地影响国家电网的安全可靠。由于水轮发电机组的组成比较复杂，水、电、油、风系统等辅助设备构成了水轮发电机组，但其主要部件仍是电气和机械。在使用过程中，由于各种客观因素的影响和制约，水轮发电机组不可避免地会出现一些问题，使发电状态无法正常进行。为了确保水轮发电机的正常运行，有必要开展对水轮发电机常见故障排除和修复工作。在这方面，文章分析了水电机组的操作，指出水力机组运行常见故障，并提出了具体措施来排除故障，为水轮发电机组检修工作提供参考。

关键词：水电厂;水轮机;故障检修;维护

引言

随着科技的发展，我国的城市化进程不断加快，城市化建设取得了举世瞩目的成就。目前，除了传统的不可再生资源提供电力资源外，利用风能太阳能发电，水力发电也已成为发展我国电力资源的主要途径。凭着技术成熟、开发难度小的优势，具有广泛的应用前景。在水力发电过程中，水轮发电机作为重要的能量转换装置，在水力发电厂的正常运行中起着极其重要的作用。因此，在水电厂有必要弄清水轮发电机组的常见故障，并积极有效地进行检修和维护。维修人员还需要增强自身的能力水平，及时发现故障并排除故障，使水轮发电机组能够稳定可靠地运行。

1 水轮发电机的构成原理

水电厂发电机组主要由定子、转子、水轮机部分和励磁装置组成。定子、转子、水轮机部分和励磁装置构成一个水轮发电机。只有保证有足够大的水轮发电机转子的转动惯量时，才可以确保水轮发电机组的导水机构关闭时间内水轮发电机组的转速不会增加。励磁设备主要分为电源、调节器等，水轮发电机主要由电流驱动形成磁场。励磁装置中的功率和绕组由转子提供给发电机，然后在定子和转子之间形成一个旋转磁场，即气隙。当旋转磁场和定子绕组被切断时，交流电流出现在切割导体内。特别重要的是，这种电变化通常随正弦函数而变化[1]。

2 水轮发电机组检测的重要性

随着科学技术的不断提高，电力已进入自动化和高压发展阶段。与火力发电相比，水电厂一方面需要提供电力资源，另一方面要承担电网的峰值和频率调节功能。在水力发电厂中，水轮发电机组作为重要的动力转换装置，不仅需要确保水轮发电机组的可靠性，而且还需要确保水力发电机组的正常运行。因此，及时发现水轮发电机组的故障并进行相应的维护处理，既可以积累水轮发电机组常见故障的经验，也为大容量高负荷水电发电机组的研究提供指导意见。

3 水轮发电机组的常见故障

由于发电机本身和环境的影响，在水力发电厂水轮发电机组运行过程中容易发生一些故障。例如，当发电机工作时，参数会发生变化，超出正常工作范围，虽然这种情况不会对发电机造成严重影响，但是如果发电机长时间运行而出现故障，则容易产生操作错误，将导致极其不利的后果，威胁到发电机的操作安全。

3.1电气部分

当水轮发电机过载时。水轮发电机运行时，若定子电流大于额定值的1.1倍，则发电机的过载保护会失灵，并出现报警。水电站的工作人员需要处理这个问题，以确保发电机能够恢复正常的工作状态。如果水轮发电机组在实际运行中没有问题，就必须减少励磁电流和发电机的不必要功率。如果水轮发电机的功率较低，需要保证发电机的功率因数在正常范围内，则需要降低发电机的功率负荷[2]。减小发电机的励磁电流仍然不能使定子电流的值减小到规定的范围。以上方法也可以使用。

3.2机械部分

当发电机出现了强震的时候。水轮发电机组在运行过程中经常出现强振动情况，由于该问题没有明显的特性，因此不易发现，排除难度大，发电机强振会影响其正常运行，并导致机械零件使用寿命缩短。其次，发电机的电网稳定性。当前，随着科学技术水平的逐步提高，电网中水电厂的水轮发电机组数量也在增加，水轮发电机组的年平均发电时间在增加，但是维护时间和频率正在下降。如果水轮发电机组出现问题导致停机，经济损失会非常严重。最后，当水轮发电机空化腐蚀时。水轮发电机的空蚀现象会严重损坏机组部件，这也是造成水轮发电机问题的重要原因[3]。因此水轮发电机的空蚀会降低经济效益和安全性。从而机组零件的受损程度将直接影响对水轮发电机修理的程度。

4 水轮发电机组的维护策略

4.1 提高人员的素质水平

为提高水轮发电机组的维修水平，提高相关技术和管理人员的素质尤为重要。首先，在招聘过程中，要加强对人员的考核。其次，应定期培訓员工和相关工作人员的维护、修理、及机组故障诊断，以便员工能在及时、准确地找到故障点，并进行总结分析，提高人员的实际操作水平和技能。

4.2 加强维护工作

在水力发电机组的实际操作过程中，应定期对符号水轮发电机组进行清理，使水力发电机组保持卫生整洁，周围无水等。当水力发电机组出现故障的时候，应及时排除故障要点，并提出相应的解决方案。在水轮发电机组的维护过程中，可定期切换压轴装置中的油泵，以避免产生潮湿现象。其次，调速器杠杆连接处可定期注油以防锈蚀，从而影响到涡轮发电机组的正常运行。此外，应定期清洁汽水分离器，以免堵塞。

4.3 定期检查

为降低水轮发电机的故障率，应定期对水轮发电机进行检查，例如，发电机与控制屏之间的接线是否安全，接线的绝缘层是否损坏，各种装置的灵活性是否符合标准范围，水轮发电机组外壳是否完好，螺栓连接处是否牢固。通过这一系列的检查，不仅可以保证水轮发电机组的正常运行，而且可以减少水轮发电机组的安全隐患，从而提高水轮发电机组的安全水平。

结语

简而言之，作为水电厂的核心设备，水轮发电机组的运行状态直接影响着整个水电厂的发展。但是，在水电厂发电机组运行过程中，当发电机组不能正常运行时，必然会给水电厂带来不可弥补的经济损失。从某种意义上说，详细维护是保证水电厂水轮发电机组正常运行的重要基础。而水轮发电机在促进水电发展事业中起到非常大的推动作用。

参考文献：

[1] 姜春，姜建勋.水轮发电机组常见故障及维护措施研究[J].价值工程，2020，39（02）：254-256.

[2] 李兴全.论水电厂水轮发电机组常见故障及维护[J/OL].中国高新技术企业，2017（11）：241-242[2020-03-21].https：//doi.org/10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.121.

[3] 李爱民.水轮发电机组常见故障及维护措施分析[J].陕西水利，2019（09）：167-168.

（作者单位：青海黄河上游水电开发有限责任公司李家峡发电分公司）