水电站机械常见故障检修技术

董鑫天

（国家能源集团新疆开都河流域水电开发有限公司，新疆 库尔勒 841000）

水电站是水力发电工程的重点建设项目，主要是利用水位上升时产生的势能将能量转换成电能，这样在为人类提供能源的同时可减少对环境的污染。这是人类生产生活中产生电能的重要方式。但是，当我们进行水力发电的时候，需要许多设备同时作业，因此定期对水电站机械设备进行检修是十分关键的。

1 水电站机械设备的综述

一个水电站有着许多的设备，这些设备共同作用，将水流向上抬，将产生的势能转化为动能。水电站的机械设备主要有两种类型，一种是产生电量的设备，另一种就是将设备产生的电量进行传送的设备。比如发电器、变压器、压路器和断路器等设备，因长时间使用会产生各种各样的问题，所有我们要对这些设备进行定期检查，定期更换，这样才能保证这些复杂设备的正常运行，保证水电站发电正常。日常的监管和维修对水电站的正常运转具有重大意义。

1.1 水轮机

水轮机主要分为冲击式水轮机和反击式水轮机。冲击式水轮机的转轮因受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换;反击式水轮机的转轮因受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。但两者的主要工作原理都是发电机把水轮机的机械能转变成电能，这样我们可以利用磁感应产生电动势，将产生的机械能转化为动能。高地区的水具有较大的势能，流入水电站的水带动水轮机的转轮产生转动，水轮机经过一系列作用，将水的动能转化为机械能，从而产生电动势。

1.2 发电机

发电机常常出现的问题主要就是零件问题，在进行设备检修的过程中，常常会出现发电机的零件损毁问题。发电机的主要保护功能就是针对定子和转子的保护，通过零序电压和三次谐波的运算对装置检修运算，使得定子可以更好运转，这样可以保证整个水电站的运行效率，减少故障率。水力发电过程其实就是一个能量转换的过程。通过在天然的河流上修建水工建筑物，集中水头，然后通过引水道将高位的水引导到低位置的水轮机，使水能转变为旋转机械能，带动与水轮机同轴的发电机发电，从而实现从水能到电能的转换。发电机发出的电再通过输电线路送往用户，这就是整个水力发电到用电的过程。

1.3 变压器

变压器通过主保护和后备保护对设备进行保护。变压器将产生的电流变成不同瓦数的电流，这样不仅可以对产生的电流进行分流，更在一定程度上在断路器拒动的时候保护设备。其实也就是利用变压器的继电保护，即在设备出现故障的时候，及时隔离电流和电压，起到保护设备的作用。变压器保护措施就是当水电站的变压器出现短路的时候，整个水电站就会出现短路现象，短路现象会造成温度不断升高使得设备的内部零件出现不同程度的损毁，导致经济损失。所以，要对变压器进行及时检修，如果真的出现问题可以及时切断变压器对整个水电站进行保护，但是那样会损坏变压器，所以定期检修对于维护设备有着重要的作用。

2 水电站机械设备检修技术

2.1 稳定性故障检测技术

稳定性是一项极其重要的检测内容。稳定性故障检测是一项极为重要的检测工程。在稳定性检测过程中，要注意检测的全面性，这就不是单一地检测各个仪器设备，更要注意整体的检测。由于水力发电是依靠整体系统对于水流进行作用的，使用稳定性检测技术需要专业的技术人员对工作路径进行检测，找到故障所在，并且修复故障。由于要检测的是整体，检测内容较庞大，所以通常将整体检测分为4个方面来进行，主要是电流的传送、电量的负载、机械设备的转动以及暂态过程，从这4个方面来进行故障判断，可以高效快速地检测出故障所在，针对不同的故障采用不同的修复技术。

2.2 水轮机密封故障检修技术

在利用水力发电的过程中，将水的势能转化为电能，但是由于空气阻力和摩擦生热，在将势能转化为电能的时候总会出现能量损失的状况，所以需要找到办法使得势能和电能的转化率变高，这样才可以完成高效的水能利用。水轮机就是一种可以使水流的势能转化为电能的主要设备，它可以帮助加快水能转化，有效提高转化效率，对水利站的水力发电有着极大的优势，虽然水轮机增大了效益优势，促进了能量的转化，加快了能量转化进程，但是在发现和利用其优势的时候，也要注意水轮机出现的故障问题。由于水轮机长时间的高效使用，出现问题是在所难免的，如果没有及时检查出来故障问题，可能就会对整个发电过程造成巨大的经济损失，所以要定期检查。现在检查水轮机主要的手段为使用密封技术，这种技术可以使检修快速有效。

2.3 静态检修技术

静态检修技术就是以静态的方式完成检修过程，这样既可以确保检修过程中的检修安全，又可以节约能源，达到可持续发展的目的。通过不同的接线方式逐段找到系统出现的故障，用静态检修技术检查系统故障，提高了系统的安全运行率，加快了检修系统的速度。由于其可以有针对性地检查出某段的具体问题，所以可以在节约时间和资金的前提下，完成系统的故障检修，同时降低了工作人员的工作量，优化了检修过程，并且提高了系统的安全性。

2.4 专家诊断技术

在水电站机械设备检修的过程中，通过计算机设备来进行专家检测，依靠计算机来检测励磁系统的故障问题，这样可以快速地分析数据，完成整体的数据检验。根据计算机分析的数据，可以预估设备的使用时长和设备的健康情况，这样可以更加系统地评估故障问题，提升工作效率。

3 察汗乌苏水电站的检修

任何设备都会有损耗，所以要定期检修，这样才会提高检修效率。如果因为担心资金的消耗而放弃检修，长此以往，工作效率会大大降低，水电站所产生的经济效益和发电效益也会大大降低，所以要定期对设备检修，及时更换老化或受损零件，防止因为设备损害而造成巨大损失；并且在一定程度上，还提高了水利站的安全性，保护了人民的安全。以察汗乌苏水电站为例简要说明。察汗乌苏水电站位于新疆维吾尔自治区，是我国电力体制改革后在新疆开工建设的第一个水电项目。由于该水电站不仅具有水电站原本的发电作用，还有防洪的作用，所以对察汗乌苏水电站的检修工程极其重视。对于察汗乌苏水电站的检修要从多个方面来进行，因为在一定程度上，察汗乌苏水电站不仅影响着电力传送，还对于新疆人民的生命安全起着巨大的作用，所以对察汗乌苏水电站的定期检查就显得极为重要。

察汗乌苏水电站的检修案例分析：

察汗乌苏水电站1号机组B修推力甩油处理过程中，常常会出现所谓的阻油现象，这就需要进行检测和维修，采取静态检修过程，发现是油旋转过程中和加热器产生了碰撞，导致所谓的阻油现象。与此同时，专家对机器进行了检修，检测出测量镜板与推力头同心度发生较大偏差。由于在加垫调整轴线过程中上下起落造成镜板与推力头同心度不均匀，造成机组运行时镜板带动油旋转，造成偏心液压泵作用，使油槽内部增压，使油上窜。这些问题的发现都告诉我们要对设备进行及时检修，这样才能保证水电站的正常运行。减少故障率和大幅度维修次数，降低水电站在运行过程中的危险性，会使工作效率和经济效益大大提高。

4 水电站机械设备的维修措施

4.1 改进相关检修制度

机器设备的日常维修应按具体计划进行，既要保证施工的有序性，又要保证维修过程中没有疏漏。另外，必须预防设备可能出现的故障。预防工作应以相关制度的要求为标准，限制和规范检修程序，维护人员应严格遵守制度，规范自己的工作。在设备保养方面要注重开展预防工作，对日常保养要认真负责，保养记录要及时存档，保养人员要对因保养措施不当而造成的错误负直接责任，从重罚处。

4.2 重视微小故障的及时维修

由于发电机组故障而造成的损失是巨大的，不但影响电力生产，而且会引起安全事故。所以，我们不能忽视设备的故障。不能因为是小问题，就不给予足够的重视。小问题会逐渐发展成更严重的问题，而想要修复问题，就需要更多的人力物力，所以在日常维护上还是要认真负责为好。要做好维修工作，必须对相关维修人员进行技术培训。如氢发生器在运行过程中，控制仓内温度不断升高，导致设备出现故障，影响正常运行。针对这一情况，通过对数据的认真分析，最后决定对冷却方式进行相应调整，从而有效地控制坯料温升。

4.3 优化水电站维护管理方法

水力发电站的日常工作中，需要完善的管理体系来保证水电厂正常运行，这是一种节约资源、维护设备非常有效的方法。检修管理必须到位，合理安排检修工作，以避免检修过程中有所遗漏。水电站一般都建在偏远地区，由于信息闭塞，对一些相关管理文件的修订或更新在实际执行中往往知之甚少。缺乏有效的管理，阻碍了维修工作的顺利进行，设备维修不及时，在运行中易发生故障，对能源行业的发展极为不利。

4.4 创新水电站机械故障维修技术

各种发电技术要求匹配不同的维修技术。但是，目前发电设备的相应维修过程十分复杂，维修时间长。所以，断电维修阻碍了发电的顺利进行，很不适合电力生产。这就要求检修技术不仅要创新，而且要更新传统的发电方式。其前提是发电效率高，不易发生机械故障，而且维修过程必须简单、易操作，不需花费大量时间，且不影响电力行业的顺利生产。

4.5 水电站机械维修的重点

日常的机械设备检修工作中，要注意重点，尤其是在机械联轴器部位的详细检修上。连接件是水轮机能量系统的重要组成部分，在日常使用中，由于机械部件的工作磨损和振动，会对设备造成损坏。同时其外部环境的影响也不容忽视，各暴露部位都要进行防腐处理，以保证日常保养工作的顺利进行。水电站机械全部采用电力作为能源，供电安全是关键。触电事故的严重性是非常大的，所以做好机械设备的绝缘处理非常重要。

5 结束语

综上所述，想要维护水电站的正常运行就需要定期检修，这对于水电站的发展具有极其重要的意义，所以要建立完善的检测管理制度，将使得检测更加有效，提高经济效益；要培养高素质检修人才，促进我国的检修技术全面发展，在保证经济利益和生产效益的前提下，完成对设备的维护和检修。为了保障水电站的可持续利用，在降低成本的情况下，也要保证设备完好，就需要定期检查，当查出故障的时候，及时维修，避免造成巨大的经济损失。