关于水轮发电机组的常见故障及处理方法的分析

党勇兵

（广西西江开发投资集团有限公司百色分公司 广西百色 533000）

关于水轮发电机组的常见故障及处理方法的分析

党勇兵

（广西西江开发投资集团有限公司百色分公司 广西百色 533000）

在水轮发电机工作过程中，常常会出现一些故障问题，干扰水电站的正常运行，因此，必须要及时采取相应措施将故障解决，恢复水轮发电机组的正常工作。本文针对现阶段水轮发电机组常见故障进行介绍，并探讨相应的解决措施，希望能够促进故障的及时排除，推动水轮发电机组的正常运行。

水轮发电机组；常见故障；处理方法

1 前言

社会经济高度发展的时代背景下，我们对于电能等资源的需求量也日渐增加，在这种情况下，我国中小型水电站迅猛发展，为电力系统供电提供良好支持，在一定程度上减轻了供电压力，减少发电中的矿产资源消耗数量，有效推动区域经济发展。然而，水电站运营过程中，相当一部分重要生产任务均由水轮发电机组负责实施，要想保证水电站的高效、安全运行，就必须要确保水轮发电机组无异常。

水轮发电机组一般都比较复杂，该机组不但包括机械部分以及电气部分，而且还包括油系统以及水系统等各种系统。水轮发电机组在实际运行中容易受到各种内外部因素的干扰，并出现异常现象，引发水轮发电机组故障。水轮发电机组出现故障之后，其运行会出现异常，不能确保供电工作的顺利开展。因此，水轮机发电机组运行人员必须要高度重视相关检修工作，及时发现并处理相关故障问题，促进水轮发电机组的高效运行。

2 水轮发电机组常见故障

2.1 发电机负荷故障

水轮发电机在运行过程中可能会出现负荷故障，如果发电机出现过负荷现象，其具体定子电流高出额定数值，在这种情况下，水轮机有功、无功和转子电流等方面也高出额定数值。注意观察定子电流，如发现电流高于额定数值的1.1倍，就会造成过负荷保护发出动作，引发过负荷报警信号，影响发电机的正常运行。轴流式水轮发电机机组结构如图1所示。

图1 轴流式水轮发电机机组结构图

2.2 转子点接地故障

在水轮机组运行过程中，如果发电机存在转子点接地的问题，表计知识没有发生异常问题，但是警铃以及转子点接地信号灯均会出现报警信号，在这种情况下计算机报警信号同样出现相应反应。转子点接地故障会对水轮机正常运行带来一定干扰，不利于保证其高效、安全运行。

2.3 转子回路两点接地

水轮机运行过程中，可能会出现转子回路两点接地的现象，在这种情况下，警铃响起，机旁传递出转子接地信号，计算机也会发出相应的报警信号。故障出现后，转子电流会明显增加，转子电压出现下降；无功功率表指未出现下降，具体功率因数可能进相，观察期有功负荷可能会发现负荷发生下降。因为磁场存在不平衡的问题，水轮发电机机组会出现严重的振动。故障较严重的情况下，失磁保护有可能动作。

2.4 发电机高温故障

水轮机出现发电机高温故障时，与水轮发电机上位机相对应的信号为“机组温度过高”。发电机定子线圈以及热风温度等均超过额定值，严重影响水轮机正常运行。

2.5 发电机转子回路断线故障

如果水轮发电机在运行过程中出现转子回路断线故障，会发现警铃响起，收到“失磁保护动作”信号，同时计算机也会出现相应的报警信号。水轮发电机转子电流表指针摆向零的一侧，观察励磁电压可发现其出现升高。定子电流严重下降，有功以及无功均发生下降，具体数值为零。如果磁极出现断线，其风洞内部会有烟冒出，可闻及烧焦味，同时伴随出现较明显的呲呲声。

2.6 发电机冒烟着火故障

如果发电机出现冒烟着火故障，其上部盖板以及密封不够严实的位置会发现有烟冒出，这种情况下，风洞内存在大量浓烟，可危及绝缘烧焦味，情况严重的可发现大量火花。

3 水轮发电机组故障处理方法

3.1 发电机过负荷处理

针对发电机过负荷现象，在水轮发电机组运行无异常的情况下，也要给予实时监视，针对水轮机具体电压以及频率等开展动态监测。如果发现电压以及频率等出现上升，应马上针对无功负荷进行调低，或者降低其有功负荷，保证定子电流低于额定值，如果调整结束后故障仍没有消失，应通过其他方法及时消除负荷。在电压或者频率出现下降的情况下，为了防止过负荷现象的形成，应尝试着减小励磁电流，在此操作过程中应保证母线电压无异常。如果母线电压发生下降，达到事故极限值，观察发电机组可发现其仍出现过负荷现象，此时应选择限负荷运行模式，视情况需要启动备用机组，及时解决故障。

3.2 转子点接地故障解决

针对转子点接地故障，必须要针对转子点接地信号开展全方位检查，确认其可不可以实现复位明确其属于瞬时接地还是属于永久接地。借助转子电压表，针对转子正地对以及负对具体电压值开展科学测量。针对励磁回路开展全方位检查，分析具体的接地性质以及接地位置。不管接地属于金属线亦或是非金属性，均需要马上报告调度，准备进行停机。针对金属性接地，必须要准备好备用机组启动工作。如果发现转子点接的现象，必须要在2h内开展检查工作，同时完成相关处理操作，如果2h内未能及时处理的，则应该要停机之后继续处理。

3.3 转子回路两点接地处理

针对转子回路两点接地故障，因为转子电流会出现增大，可能会导致励磁回路回路受损，如果接地出现于转子绕组内部，转子绕组会出现热量过高的现象，机组严重振动会对设备造成严重损害，所以，必须要马上紧急停机，同时报告调度。

3.4 发电机高温故障处理

针对发电机高温故障，如果发现发电机具体有功负荷高于额定值，或者发现定子电流高于额定值，应降低调整至额定值之内再进行运行。如果发电机高温故障时因为测温装置不正常导致，应该退出故障测点，同时及时报告维护专业班组来进行处理。如果空冷器进出水阀具体开度不符合要求，则针对其具体开度进行科学调整。如果故障是因为机组冷却水压问题引发，应该针对供水泵进行全面检查，应用机组冷却备用水，将具体水压控制在合理范围。如果故障时因为空冷器堵塞诱发，存在水路不通的现象，应采用短时加压供水的方法或者倒换机组冷却水的方法进行解决；如果高温问题是因为空冷器进出水水阀的阀芯出现脱离引发，则应该针对机组负荷进行科学转移，促进机组处理运行的有效降低，实现对冷风温度以及热等温度的科学控制，解决高温问题。保证不干扰出力以及系统的前提下，可针对不同机组的有功负荷以及无功负荷分配进行科学调整。如果通过上述方法仍未能顺利解决发电机高温问题，且水轮机定子线圈以及铁芯实际温度高于120℃的，必须要马上报告调度停机进行处理。

3.5 发电机转子回路断线处理

针对发电机转子回路断线故障，必须马上停机进行处理，针对发电机FMK动作情况进行全方位检查，同时报告调度。如发现着火问题，必须要马上灭火。

3.6 发电机冒烟着火处理

针对发电机冒烟着火故障，发现故障之后，应立即判断属于发电机着火，在这种情况下应该紧急停机处理，同时值长马上解决故障问题，检查发电机出口开关是否出现异常，保证出口开关保持跳开状态，此外，保证灭磁开关保持跳闸，通过消防水开展灭火工作，在灭火过程中应注意查看水车室水路有没有出现堵塞，确保灭火工作顺利完成。

4 结束语

水轮发电机组运行情况直接影响水电站的实际运行，在水轮发电机组运行过程中，如发现发电机过负荷、转子回路断线以及发电机冒烟等故障现象，应具体分析故障诱发原因，立即采取针对性措施进行处理，避免故障进一步恶化，干扰发电机的正常运行。水轮机运行人员一定要加强日常运行维护管理，不断提高自身专业技能，根据相关运行规程开展故障排除及处理工作，尽可能延长水轮机具体使用寿命，确保水电站可以实现持续、安全运行，促进经济效益以及社会效益的同步提升。

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[2]朱建伟，屈炳钊.水轮发电机组油压装置常见故障分析及处理[J].云南水力发电，2015，04：89～91.

[3]陈顺永.水轮发电机组状态监测与故障诊断方法[J].甘肃科技，2010（22）.

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1004-7344（2016）10-0252-02

2016-3-18

党勇兵（1986-），男，助理工程师，本科，主要从事水电站设备维护与检修工作。