中小型水电站发电机组的运行维护分析

黄志彪

（桃源县黄石水库灌区管理局，湖南常德 415705）

目前我国已经拥有多种电力生产形式，水力发电在电力生产体系中占据重要地位。为了有效满足社会生产生活中不断提高的用电需求，很多地区都投建了中小型水电站，水轮发电机组是中小型水电站必不可少的电力生产设备，而水轮发电机组的运行状态直接决定着小型水电站的电力生产效率和运营效益。水轮发电机组在长期的运行过程中，往往会出现温度异常等问题，从而危害水轮发电机组的持续稳定运行。科学合理地开展水轮发电机组运行维护作业，能够大幅度降低水轮发电机组故障发生率，与此同时也有助于延长水轮发电机组运行的寿命，所以中小型水电站需要深入探索合理的发电机组运行维护模式，并开展发电机组运维管理措施研究。

1 水轮发电机组故障

水轮机完全丧失工作能力或者丢失一部分工作能力，会造成很大的影响。这些故障会使得相应的基本工作无法落实下去，达不到技术预期要求。水轮机故障分为突发性故障以及渐变式故障。其中渐变式故障指的是长期工作状态下，发电机组振动摩擦、配件损毁严重，并且伴随着老化现象。有的则是在长期运行下出现了疲劳破损。不同的零部件在侵蚀和摩擦中会慢慢失去其功能性。突发性故障的突变荷载超过了相应的范围，以至于出现了零件的破裂和形变，这大大影响了工作推进的效率和效果，导致了一系列的质量隐患，出现了突发等情况。有的则是检修人员在操作上存在着一定的失误，检修时也没有预见性地进行调整，最后导致了故障的加大。

1.1 温度异常故障

实际运行过程中，中小型水轮发电机组会产生一定的热量，这是设备运转和零部件碰撞摩擦伴随的现象。当温度过高并且持续很长一段时间，就会不同程度的损耗设备。设备损耗、电损耗、冷却系统工作异常等一系列内容，都是需要关注的问题。发电机的轴承是最容易受到影响的，要从更全面的角度出发做深入的研究，才可以及时找准故障发生点并排除故障。要定时定期的检修，使设备的应用功能得到保证，同时解决一些隐患，有预见性的消除故障，才能够让水轮发电机组的工作效率维持在一个比较高的水平。水导油盆可能因为各种原因出现缺油的问题，不能及时散热，这也会使温度升高，让设备和零部件出现故障、无法正常使用。

1.2 水轮机甩油故障

甩油问题是很多水轮机运转时会碰到的情况，究其原因有三点：①油箱太满，比规定的界限还要多。②运转幅度过大，以至于摆动范围过高。③密封不够严密，顶部螺丝出现松动的情况，以至于油被甩了出来。没有落实这些注意事项，就会埋下安全隐患，让水轮机设备受到严重的损耗，使用时寿命会大幅缩短。在实际工作过程中，如果摆动幅度太大，就一定要停机做正式的检修工作，及时解决问题，否则故障只会越来越严重，影响设备的实际使用效果。

1.3 发电机并网受阻故障

自动准通期、手动准通期都是常见的同期控制方式。发电机还没有并网之前，就要先励磁，让发电机电压频率维持在良好状态，与系统运行的电压、频率等内容互相匹配。准通期运行要保证电压相同、相位相同、频率相同，实际工作时往往存在大大小小的误差。这些误差往往无法消除，所以电网故障往往也是无法避免的。

2 中小型水电站维护模式

2.1 发电机机组正常维护

（1）如果安装停机时间超过72 h，要检测发电机组定子线圈和转子线圈的绝缘情况。要合理拆除连接线，从实际情况出发断开定子绕组末端连接片。即，可以通过摇表的方式进行检测，如果是400 V 的低压机组，工作人员就需要用500 V 的摇表发电机绝缘电阻。如果是6.3 kV 的高压机组，定子绕组绝缘值需要每千伏超过1 MΩ，要做好科学的规范，如果无法满足标准，就要做好绝缘的处理工作。

（2）发电机长时间不运行或者受潮之后，绝缘质量都会有所下滑，最后达不到规定的标准。要想让受潮的发电机正常使用，可以合理采取短路干燥法以及铜损干燥法进行针对性的处理或通过电炉、炭火等器具来烘干，放置相应的80 ℃以下的加热设施设备在风口的地方，然后用纸蒙上其他进风口，在无励磁的情况下转动转轮。从实际应用可以看出，这种方法非常简单快捷，时间短，速度快，优势较明显。如果是几百几千瓦的小型发电机，就可以用这种方法来进行干燥处理。只用在有电源的地方使用相应的电炉，就可以完成相应的工作。没有电源的地方则可以使用炭火，然后打开水轮机导叶，在不加励磁的情况下，让发电机以额定转速运行，然后进行烘烤加热去潮。

2.2 运行中的维护

（1）保持发电机的清洁状态。相关工作人员需要清扫发电机内部，去除油污和灰尘，最大程度地避免产生发电机故障。要想机组正常运转，需从各方面着手进行有序调整，可以使用毛刷做更进一步的清理，还可以用低压气进行清扫，做全方位的清理工作，蘸上酒精，做好清除。

（2）检查维护电刷和滑环。因为其承担着电流传送的作用，是发电机安全运行的关键。在检查维护时，需要观察电刷滑环的工作状况，要排除潜在隐患，让发电机能够正常运转。检查时发电机在中心线附近的松紧和距离需要把控好，配合度也需要调整好。电刷火花量是检查时要检验的标准，如果只是产生了少量火花，说明是正常状态。如果有过大的火花，就要合理使用酒精和四氯化碳溶液打磨去污，做清洁处理。注意要让电刷和滑环有足够好的配合度，这样投入使用时才能更好地发挥效果。更换电刷时一定要使用规定的电刷。或者一定要保证相应的电刷参数完全与滑环技术相匹配，如果强行使用不匹配的电刷，会让滑环的磨损更加快速和严重。

2.3 运行中的监视和检查

（1）注意发电机发电轴承的温度情况。要监视发电机外壳温度状况。工作时最直观的检测方法就是使用手来接触检测，看是否烫手，有无异常情况出现。也可通过眼睛来观察接线头的位置，根据其颜色变化判断温度。若接线头是灰黑色的，接头温度就不算高。如果是红色，说明温度已经很高了。工作人员可以使用绝缘小棒蘸水来进行测试，需要的时候要切断电源，通过手的触摸测试进行调整和观察。如果接头螺栓没有旋紧，可能会导致接头发热，可以使用铜铝接线鼻、铝接设备线夹等一系列工具连接铜铝导线。结合面的地方适当涂上导电膏，要注意紧固发电机出线接头，缓慢用力，做好铜螺栓的紧固，然后做全面复查。

（2）当发电机地脚螺栓松动或损坏时，可能出现异常震动以及杂音，这时候就需要及时紧固，及时的消除隐患。一般来说运行2 500～3 000 h，就要对润滑油进行一次过滤或者更换新的油脂。要控制好加油量，如果油的质量比较好，加入后还有故障，温度不正常，就说明轴承可能出现了问题，需要进一步检查。更要注意有没有出现异常响声，如果出现说明产生了故障，要停机检修，找到故障的源头并及时解决，然后才能进行下一步的工作。

（3）监视励磁电流电压。有时候发电机过负荷或者缺相，就会进一步导致定子、外部电路等一系列部件出现损坏。而实时监测可以帮助企业更好地了解定子电流、电压功率以及励磁电流等一系列参数的情况，可以及时发现出现障碍的地方，然后停机检修，防止故障扩大。

（4）鼠害的预防。有一些小型发电机房气温较高，常常会成为很多老鼠的温房，所以鼠害的预防也是相关的从业人员需要注意的问题。因为老鼠往往会咬断线圈，或者把杂物拖进机房内部，使得发电机遇到种种不稳定因素。相关工作人员要及时处理老鼠，进行有效封堵，最大程度避免老鼠带来的危害。

2.4 水电站维护措施

（1）定期维护。相关的工作人员要从实际情况出发，做设备的周期性检查。要结合磨损规律确定好工作的顺序，明确间隔周期和修理类别，做针对性的维护。要从不同设备的具体情况着手制订科学的修理计划，让工作量得到更平均的分配。要在做好工作规划时，明确设备设施的维护措施，做好设备的检查，让维修管理和保洁清洁工作都能更顺利的推进。要消除安全故障，让设备能够稳定运行，通过定期的维护降低各种隐患可能给机组带来的危险。

（2）设备消缺。找到可能影响发电机组运行的设备缺陷，并将其消除掉。可以制定巡检的日期，在日常巡检时就掌握一些可能存在的异常状况，然后结合相应的需求，一步一步的排除隐患。相关领导一定要重视缺陷消除的意义，安排好工作，及时消除缺陷，提高发电机的运转效率，使其运转能够更加稳定。

（3）安全生产大检查。对于水电站来说，安全生产是非常重要的内容。要做好安全生产的检查，从实际情况出发，明确相应的规章制度并落实下去，这样才能防止各种隐患的产生，让工作的推进更加顺利。工作人员也需要做好相应的安排，根据实际情况来进行工作上的规划，防止安全事故的产生，让生产工作能更顺利的推进下去。

3 维护管理

（1）要不断的完善运行维护的规章管理制度，结合中小水电站运行的实际状况优化管理措施，严格执行“两票三制”，让检修工作的推进可以更加顺利、能够与实际情况相匹配。科学的管理是保证机组正常运转的根本，要考虑中小水电站的运行方法和运行特点，结合其未来发展的趋势做优化调整，让发电机组能够安全运行。在绝缘测量制度上也要不断完善，建立严格的干燥绝缘流程。在清洁方面也要明确工作内容。此外部件检查维护制度也是需要关注的内容，只有将所有的细节方面的内容都考虑在内，并做严格的规范，才能让中小水电站的发电工作顺利的推进下去。

（2）要定时定期的监视检查和保养，让水电发电机组处于一个最良好的工作状态中。在维护保养时，要定时定期的监视检查，看水电站是否正常运转。注意要做好重点部件的关照，从实际情况出发，定时定期的维护，消除潜在的隐患和风险。注意各种可能导致水电机组出现故障的内容，从细小的地方出发，做严格的管理。要让发电机组方方面面的状况都处于严格的监视中，这样才能在有问题产生时，及时反应，并给出相应的处理方案，让发电机组的不同系统都能够互相配合起来，正常运转。

（3）检修工作是保证发电机组正常工作的重要内容。相关单位一定要及时检修，处理消除存在的故障，根据发电机组以前存在过的问题做针对性的调整，有预防性的消除类似问题。在工作过程中要不断的积累经验，并进行数据记录。运行维护时，可以在已有的经验和数据的基础上做更深入的调整。通常运行维护包括修复性维护以及预防性维护这两类。其中预防为主，修复是不得已的情况下需要做的工作。要尽可能提前消除隐患，让故障率得到控制，避免故障的产生。而如果已经产生了故障，就需要从科学合理的角度出发来去除故障，让水电站发电机组恢复正常运行。

（4）相关工作人员要从实际情况出发，通过合约的形式做好委托运营的授权，让负责人保证生产运营的有序性，使发电机组维持稳定。相关的维护人员要能够明确发电运行的规则，以及设备维护的技术内容。受托方需要管理和组建相应的专业团队，做好专业化的分工，从每一个细节的角度出发，做综合性的管理维护和运营。

4 结束语

在国家不断推进环境保护和生态文明建设工作的情况下，电力已经成为社会生产生活中的主要能源，人们工作生活中用电设备类型和数量的不断增多，促使人们对电力已经形成一定依赖，因此对电力系统的供电质量和供电效率提出了更高要求。水电站是电力生产系统中的一份子，要想获取小型水电站建设的最大收益，关键在于保证水力发电作业的持续正常开展，但是水利发电作业能否平稳开展，往往取决于水轮发电机组的运行状态，所以建议从业人员，深入分析水电站发电机组运维方法和运维管理策略，以便保证小型水电站发电机组的稳定高效运行。