浅谈水电站运行中机电设备的故障处理

鲍永涛

松花江水力发电有限公司吉林白山发电厂 吉林 吉林 132000

1 水电站机电设备故障处理的重要意义

水电站机电设备的故障处置是水电站监管的关键组成部分，对于水电站的可持续发展具备深刻的影响。设备故障处理工作和机电设备的安全性运行紧密有关。可以有效的保证水电站机电设备安全性平稳运行。在对于水电站机电设备展开故障除去的过程之中，技术人员必需融合自己的工作实践，急速累积经验，提升水电站的维护的专业性。生产工人也需竖立良好的终身研习意识，便能精确提升他们的技术水平与管理能力。运用先进的机电设备保障与修理技术，机电设备可长年处在健康状态。防止设备运行故障将对于水电站运行的经济效益造成损害。

2 水电站运行中机电设备的故障处理

2.1 案例概况 本水电站1985年正式建成发电。装机容量4×50兆瓦，采用国产轴流定桨式水轮发电机组，年发电量4.3亿千瓦时，在东北电网中承担调峰调频和事故备用任务。

2.2 机电设备故障及处理办法

2.2.1 发电机部分 在发电机运行过程制中，一些参数将发生变化，超出正常允许范围之内，并且一般发出相关的故障信号。有几种比较常见的异常情况:

(1)水轮发电机运行无电压。1)定子绕组与发电机配电板间的接线是油脂或是水解的，或是短路接线螺钉断开连接，造成定子绕组损毁。2)碳刷和滑环接触不良或是碳刷压力缺乏。处理方法是消毒滑环表面，使碳刷和滑环表面相互对应，并且适当增加碳刷压力。3)励磁机电刷损毁或是弹簧压力缺乏会造成电刷位置绝不准确。解决方案是把碳刷变更到准确的位置。4)励磁回路开路或是励磁变阻器损毁。查找故障点，设法消除。

(2)水轮发电机机端电压低。主要原因有:1)水轮机转速太低。处理:调整水轮机转速至额定值。2)励磁回路电阻过大。处理:减小励磁变阻器的电阻以增加励磁电流。3)检查励磁调节器运行工况是否异常，如存在异常现象设法消除故障。4)定子绕组与励磁绕组存在短路或是接地现象。处理:检查故障，予以清除。

(3)水轮发电机机端电压高。主要原因有:1)机组转速高。处理:减小水轮机导水叶开度，降低机组转速。2)磁场变阻器短路，调压失灵。处理:找出短路点，予以消除。

2.2.2 水轮机部分

(1)机组过速故障；分析机组出现过速的原因有:

(1)机组在带负荷运行时，由于各种原因突然甩掉负荷，如果此时导叶不能关闭，或者关闭过慢，水轮机组的转速就可能增高到额定转速的115%-140%，甚至更高。(2)在机组正常开停机过程中，发生调速器失控，机组转速同样会急剧上升而发生过速。

(3)在机组正常开停机(或紧急停机)过程中，发生多根剪短销剪短，也会出现机组过速和剧烈震动。

处理:发生机组过速故障后，机组过速保护动作，事故停机出现。(1)首先，监视停机过程，自动不良，手动帮助。(2)调速环锁锭未投入应手动投入。(3)进行机组转动部件检查，是否由于过速停机而造成损坏或松动。(4)检查机组调速系统、导水机构各部件，查明是否由于其故障而造成机组过速，并设法消除。

2、水导瓦温度过高故障；

引起水导瓦温度过高的原因有以下几方面:

(1)润滑油减少:由于轴承油槽密封不良，或排油阀门关闭不严密，造成大量漏油或甩油，润滑油因减少而无法形成良好的油膜，致使轴承温度升高。处理:如果轴承密封损坏漏油，应更换密封。检查各阀门位置是否正确，不正确调整阀门位置。

(2)油变质:轴承内的润滑油因使用时间较长，或油中有水份或其它酸性杂性，使油质劣化，影响润滑性能，尤其当轴承内大量进水(例如冷却器漏水等)时，使润滑及冷却的介质改变，直接影响轴承的润滑条件，瓦温会急剧上升。处理:进行油质化验，不合格更好润滑油。

(3)冷却水中断或冷却水压降低:冷却水管堵塞、阀门的阀瓣损坏、管道内进入空气等都会影响冷却器的过流量，使冷却器不能正常发挥作用，引起轴承油温升高。处理:调整技术供水流量和压力至合格范围，并加强机组运行监视，如温度继续升高，则停机查明原因、处理。

(3)机组振动:在运行的水轮发电机之中存在各种振动，这些振荡是由机械振动，电振动与空化振荡引发的。1)机械振动:由机械原因引发的振动称作机械振动，涡轮转子偏压；水轮发电机的中心轴绝不准确，相连不好；轴承有缺陷、间隙这么大或是调整变更绝不当；旋转部件和固定部件磨擦在某处。2)水力振荡:水力振荡是流入转轮的水流引发的振动，其振幅随流量的增加因而增大。导致叶固定螺钉脱落，叶片开度不同，移动的水流也不均匀；在蜗壳之中，在水管的碎屑之中存在不平稳的流动，这造成尾水管的水压周期性地变化，引发装置的振动与水流。3)电气振动:因为丧失严重的平衡与电量的忽然变化，单元的振动称作电振动，其振幅随激励电流的增加而增大。激励电流被去除，振荡消亡。发电机三相电流的严重不均衡造成电磁力不平衡；因为电气事故引发的电流瞬时变动，发电机与汽轮机的速度绝不能恒定同步；定子与转子间的间隙不均匀，造成旋转磁场不平稳。

2.2.3 电气设备部分 (1)电抗器接地:电抗器接地，限同步装置故障与电抗器，压器压器与线路共振故障引发的发电机之中性线电流不均衡，可实行毁坏谐振点，使电抗器短路或是补偿电容器的方法来精确地克服由故障引发的有利影响。(2)中性点绝不接地系统电压不平衡:中性点绝不接地系统的绝不均衡电压把造成高压与低压熔断器熔融，进而使其提供的保护也消亡。(3)发电机内部短路:在设备运行的时候，发电机组电压指示针指向零，发电机断路器自动跳闸，机组差动保护动作。检查风洞或是发电机内部，会有火星或是烟雾，伴随着绝缘的燃烧气味，此现象预示着发电机内部存在短路故障。

总之，通过综合上述电站的故障现象，通过设备的早期预测与故障的处理，找到问题的根本原因重要是因为设备制造质量的不受控制。因此，下列是对于广大设备制造商与安装单位的一些要求，在生产与施工之中，请必须依照适当的规范控制质量。保证运行之中的机电设备能长时间安全精确地运行；否则，将在未来的操作之中埋下安全隐患，给操作单元造成巨大损失。