浅析水轮发电机过速原因、危害和防范

孙莉丽

摘要 水轮发电机作为水力发电厂的主要动力设备，其自身性能直接影响到了整个水电站的发电效率和供电质量。但是在水轮发电机的实际运行过程中，由于受硬件质量、人为因素等多方面的影响，很容易给水轮发电机的正常运转造成干扰影响，其中过速事故是一种较为常见、危害性大的故障问题，必须要引起水电站机组管理人员的重视。文章首先分析了发电机出现过度问题的原因，并在此基础上简述了因过速而引发的几种常见危害后果，最后结合实际工作经验，提出了几最防控水轮发电机过度的可行性对策。

关键词 水轮发电机；过速问题；危害；方法措施

1.水轮机过度的案例分析

以我国某地区水电站存在的过速事故为例进行分析。该水电站其总装机为1×150MW，系统主要以电液调速器为主。当系统进行开机并网时，发现处于空转时残压测频出现问题，且油压在调速装置中的显示表现出明显下降趋势，机组一级额定转速为115%Ne，二级为153%Ne。此时机组运行整体状况体现出过速情形，需要做好停机工作。通过分析发现，出现过速情况的原因主要由于调速装置测频因存在的A相保险熔断或其他故障问题使回路发生异常，测频信号超出或低于标准范围值，致使导叶与调速装置无法正常运行。其中出现额定转速为115%Ne的原因在于颗粒物质的存在致使导叶运行超出标准设定范围，机组因转速的上升而达到115%Ne。另外导叶停止运动时在机组惯性的影响下，会使转速急剧上升，表现出机组二级153%Ne的现状。

2.水轮发电机过速的原因分析及危害

2.1设备安装不规范、检修工作不到位

水轮发电机的种类较多，不同类型的水轮发电机，其内部结构也有较大差异，从而给设备安装人员的专业技术水平提出了较高要求。例如，根据轴线位置的不同，可以将水轮发电机分为立式和卧式；根据轴承支持方式的不同，可以将水轮发电机分为悬式和伞式等。设备组织人员在进行新机组的安装时，如果不能熟练掌握相关的设备安装技术，或是没有严格按照相关的安装规范，就很容易造成水轮发电机的运行故障。例如，水轮发电机的油管安装结束后，相关人员没有立即做好油管的清洗工作，而是直接进行注油。这样一来，油管中残留的一些杂质就会混合在燃油中，不仅影响水轮发电机的正常运行，严重情况下还会给设备操作人员造成安全威胁。因此，在设备安装过程中，一是要严格按照相关的工作规范，保证按照质量，二是要及时进行设备质量检修，及时发现并解决问题。

2.2缺乏试验控制措施和合理试验方案

理论上来说，为了保证水轮发电机投入使用后能够正常运转，需要提前进行试运行，以便于检查水轮发电机各个部件之间的质量和协调情况。但是部分操作人员为了减轻工作压力，没有按照要求开展试验工作，而是结合以往的工作经验，进行主观臆断。在这种情况下，部分水轮发电机的内部质量问题难以及时发现，例如线路短路、接触不良等，在投入使用后就会给发电站的正常工作造成影响。

除此之外，即便是开展了相关的试验工作，相关人员也没有及时做好试验记录，导致发电机表现出来的故障问题得不到的收集，也就不能为后期设备修理提供有意义的参考指导。例如，在进行水轮发电机的空载扰动试验时，如果机组转速超过设定值，而机组试验人员又没有及时进行转速调整，就会导致水轮发电机的超负荷运行，容易烧毁发动机。

2.3人员素质参差不齐，监督管理意识不强

首先，部分设备组装、管理人员缺乏工作责任意识，未能发挥监督职责，从而给水轮发电机的运行埋下了安全隐患。例如，随着使用年限的增加，水轮发电机内部不可避免的会出现一些质量问题，如果设备管理人员不能及时做好故障检修和设备维护工作，就会导致问题的扩大化，从而引发更加严重的事故。例如，在水轮发电机的调速装置安装时，如果没有严格进行安装管理，导致调速装置不能控制水轮机的输出功率，就会导致水轮发电机的转速过高。

其次，操作人员的综合素质还有待进一步提高。仍然以空载扰动试验为例，如果在压油泵启动过程中，出现油泵憋压现象，则很有可能引发油管堵塞问题，这种情况下应当及时关停设备。如果操作人员不能从专业角度找出导致油泵憋压的直接原因，或是没有及时关停油泵，就容易导致水轮发电机喷油故障。因此，操作人员的整体素质，也是决定水轮发电机运行质量的重要影响因素。

3.水轮发电机过速问题的防范措施

在明确了水轮发电机出现过速问题的主要原因和认识到过速带来的危害后，可以有针对性地采取防范措施，以保证水电站各项工作的正常、安全开展。结合实际工作经验，总结出以下几点水轮发电机过速问题的防范措施。

3.1建立健全管理机制，明确检修维护责任

水轮发电机过速问题是由多种因素共同导致的，如果相关的设备维护人员能够及时发现设备运行异样，并采取有效的整治措施，就能够在很大程度上避免故障问题的出现。首先，水电站单位内部要建立一套内容完善、落实到位的质量监督和管理制度，明确各个部门、各个工作人员的岗位职能，一方面能够督促工作人员树立工作责任意识，定期完成水轮发电机的检修和维护工作；另一方面也能够确保责任落实到人，即便是出现了发电机过速问题，也能找到直接负责人，明确过速问题的形成原因，有利于设备维护人员及时制定解决措施。另外，通过建立健全管理机制，在单位内部做到“有功必赏，有过必罚”，对于那些定期完成水轮发电机检修和维护工作，工作期间没有出现发电机过速等质量问题的操作人员，给予表彰或奖励；对于工作态度不端正，工作期间出现发电机过速并造成损失的人员，要提出批评或进行处罚等。通过这种方式，在单位内部形成积极向上的工作氛围，提升机组检修效率。

3.2加强人员技能培训，提高故障防范能力

水轮发电机一旦出现过速运转问题，如果不能及时采取应急措施，会在短时间内引发连锁反应，给整个区域的系统造成破坏影响。目前，许多水电站都安装了故障报警设备，但是仍然不能杜绝因发电机过速运转而引发的设备故障。究其原因，还是因为设备维修人员自身的专业技能不强，在接到系统故障警报后，不能及时判断故障发生原因，也没有采取有效的降速手段。因此，必须要加强对发电机操作和管理人员的技能培训，提高对过速问题的防范能力和维修能力。例如，可以在单位内部定期开展专家讲座，或是开展员工经验交流大会，提高员工的整体专业素质。除此之外，还必须开展配套的责任意识教育，明确岗位工作的重要性，在日常的管理工作中提高故障防范能力，从源头上杜绝水轮发电机过度问题的产生。

4.结论

水力發电站在保证电力供给方面发挥了重要作用，而水轮发电机作为水电站的核心设备，其运作质量直接关系到水电站的供电效率和供电质量。为此，相关的设备管理和维护人员，应当不断提升个人专业技术水平，强化岗位责任意识，一方面要总结以往水轮发电机出现过速问题的原因及维修经验；另一方面要提升自身的专业技术能力，在面对新的突发状况时，要能够及时采取应对措施，将水轮发电机过速故障的危害降到最低，保证设备运行安全。