水电站水轮发电机常见故障及维护管理探讨

【摘 要】水轮发电机的维护管理是关键环节且是水电站发展的关键环节，应予以高度重视。本文首先简要阐述了水电站水轮发电机的结构与工作原理，随后就其常见故障进行概括，重点讨论了水电站水轮发电机的维护管理，以期为水电站水轮发电机的维护管理工作提供一定的借鉴。

目前，由于国民经济的快速发展，世界人口也在不断增长，与之俱来的环境问题持续恶化，为了降低环境污染，大力发展可持续道路，我国迫切需要利用清洁能源来满足人们对日常用电的需求。而水力发电是一种清洁、可再生的能源，开发水电资源可以有效降低温室气体排放量。由此我国致力于发展水力发电，到目前为止，水力发电已成为我国日常用电的重要来源之一。而水电站的维护管理对于水电站的长远经济效益有着十分显著的影响，由此应将强对水电站发电设备的运营维护管理，从而有效保障水电站的安全运营，使其带来源源不断的经济效益。水力发电的主要设备是水轮发电机组，其运行状况是决定水电站能否顺利完成生产任务的关键因素，在水电站发电中起着非常重要的作用。因此，探究水电站水轮发电机的维护管理具有重要意义。

1水轮发电机的结构与工作原理

目前，水电站的维护工作是水轮发电机的工作中的主要环节，水轮发电机的部件构成十分的复杂，主要由定子、转子及励磁装置等设备构成。转子主要是由风机、磁极、轮毂、端压板、磁轮、轮臂、主轴、制动阀片等构件组成。

水电站主要是由水轮机带动转子的作用，水轮发电机组的发电原理为在与发电机同步运行的过程中，水轮发电机的励磁绕组必须通过直流电流，从而产生发电机所需的磁场。在不断切割旋转磁场和定子绕组的过程中，定子绕组产生了正弦电动势，且随着时间变化不断的产生电能，从而完成发电工作。

2常见故障

2.1温度故障

在正常情况下，水轮发电机组在工作运行的过程中会不断产生热量，从而使得温度会不断的发生变化。当水轮发电机组长时间工作时，其就会不断产生热量，使机体温度不断攀升，当异常升温达到一定程度时，将会对水轮发电机组，特别是导向发电机的轴承带来极大的损伤。如果没有定期维护、进行降温处理，便会造成水轮发电机组运行故障，可能会使得机组推力瓦温度过高会烧毁推力瓦，而转子线圈温度太高会使的线圈的绝缘损坏从而引发严重的事故，为发电站带来严重的经济损失。如果轴瓦的温度几乎上升到极限，就必须减少机组出力，甚至使其停止运行。由此需要在日常运行与维护工作中强化对温度问题的重视，采取积极有效的方案加强事故的防范。

2.2甩油故障

如果水轮发电机的工作振幅过大，超过了限定的范围，就会引发甩油故障。如果油箱里的油太多，超过了规定的标准值，也会使得水轮发电机在工作时，出现甩油故障。此外，油箱顶部是否有效密封也是影响甩油故障是否出现的重要影响因素，部分甩油故障的发生都是由油箱的密度不好而造成的。甩油故障会导致发电站水轮发电机的不良消耗增加，使得水轮发电机无法正常运行，埋下安全隐患。

2.3定子接地故障

水轮发电机定子绕组或与定子绕组直接相连的单相短路形成的电路称为发电机定子接地现象。定子接地可分为永久接地、瞬时接地以及连续接地三种类型。当发电机运行时由于水輪发电机有轻微的接地，它将改变发电机转子的正负两极，从而导致转子的两个点出现接地故障，转子的力量不能被充分利用，进而导致发电机出现振动和转子过热。

3水电站水轮发电机的维护管理

3.1日常检查维护

水轮发电机组的定期维护通常从定期检查、多次反复检查和在机组正常运行状态下停机维护等几个关键方面开始。定期检查和多次反复检查是水轮发电机组日常维护的关键点。工作的具体内容包括进行固定的检查并且就检查结果进行详细的记录，有关发电机组的操作要标注出来。当发现运营参数发生变化出现故障时应及时检修，深入分析故障原因，及时解决问题，消除安全隐患。例如，各个回路连接位置状态，尤其是接触部位，查看温度是否升高，有无变色、变压等现象。对于轴承、发电机等关键部件的温度也应进行确认，可通过人工测试、设备测试等方式进行检查。

3.2日常维护要点

水轮发电机的实际日常维护工作可以从以下几个方面进行：首先，部件与日常维护工作具有紧密联系，由此水轮发电机的每个部件的质量必须过关、并且应保障清洁工作的质量。在检修中注意各部件之间的连接是否紧密，维护中还应确认各个工作部件能否顺利和灵活操作。当水轮发电机运行1-3天后，滚动轴承的维护非常重要。

在维护工作中如果发现轴承间有着很大的空隙，且出现麻点时，应考虑更换新的零件。当发电机组持续运行时间达到2500-3000小时的时候，应检查轴承，更换胶圈、皮带等易损坏部位。另外，要对水封、挡水板等部位进行积极排查，确保其质量水平，观测其工作状态。每隔2-3年需要对水轮发电机组进行一次较大的维修，尤其要考虑轴承是否出现腐蚀状况、转轮焊接是否有开焊状况，另外胶圈是否有损坏迹象。其次，机组的维护。在水轮发电机组的运行过程中，要严密监测各油压表的各项指标。特别是调速器和压油槽的指数应该近似相等。如果发现他们之间的数值差别很大，应及时停止维修工作。在发电机组即将停止运行时，通常会出现一个逐渐减速和缓冲的过程，机组要经历低转速运行。有必要对其进行集中控制，不要太久。当转速达额定的35% -40%时，可以通过加闸来控制其运动。此外，为了防止发动机受湿气侵蚀，应经常检查油泵，必要时应对其进行切换和更新，确保油泵能够保持正常的工作。

3.2故障处理方法

3.2.1温度故障处理

针对出现的温度故障，水电站相应人员必须及时检修水轮发电机，并采取有效的预防措施。当水轮发电机的有功负荷或者定子电流超出额定值时，应该及时进行调整;如果测温设备出现问题，应立即离开故障控制点，由维修人员进行处理;如果是空冷器有问题，应调整空冷器的出水阀开度，以上措施不明显时，定子线圈和铁芯绕组却温度超过120℃，应与停机调度有关。

3.2.2甩油故障处理

针对甩油故障，有关水电人员在定期检修时，应结合水轮机的实际功率和油箱盖的情况，将水轮机油箱承载油量控制在合理范围内。另外，油的使用要科学，保持有的清洁，清洁的油呈现状态为清凉、透明的。

3.2.3定子接地故障处理

在假接地的情况下，判断真假接地的关键指标是相对接地电压不增加，线路电压不平衡。根据系统监控，以及内部接地的报告和调度，运行备用机组或转移负荷，从而有效地解决停机故障。充分检测外部接地情况后，明确实际的原因，严格按照调度要求上报实际调度处理情况。在接地选择过程中，及时检查发电机的接地电压，一旦发现线圈呈现故障，应立即停止运行设备。

结语

综上所述，水轮发电机是水电站的关键设备之一，对于水电站能够安全运营，不断获取经济效益有着直接影响。因此，其维护工作应作为水电站的重点关注工作，严格遵守水轮发电机组的相关规程，科学管理和使用设备，做好日常维护、维修工作。及时发现问题，并将问题扼杀在萌芽之中，最大限度的保障机组的正常运行，延长其使用寿命，以确水电站的安全稳定运行。

参考文献：

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[2]系阳.水电站水轮发电机组的常见故障与处理技术分析[J].通信电源技术，2019，36（07）：276-277.

[3]李积宝.水电站水轮发电机组的常见故障与维护分析[J].科技风，2019（14）：190.

作者简介：

崔跃、男、1990-08、吉林榆树、汉，本科，助理工程师，国电大渡河猴子岩水电建设有限公司，水电站运维方向、水电站水轮发电机常见故障及维护管理探讨。

（作者单位：国电大渡河猴子岩水电建设有限公司）