水電站水輪機組運行維護及故障處理

姚盛松

（重慶市渝寧水利水電開發有限責任公司，重慶 405800）

1 水輪機組的運行分析

1.1 水輪發電機機組運行方式

水輪發電機組的運行方式，按帶負荷方式有并網運行、單機運行兩種基本方式，按調速器控制方式有自動運行、手動運行兩種方式。各種運行方式及其要點在下表巾簡要列出。

1.2 水輪發電機機組帶負荷運行中應該注意的問題

并網運行是中小水輪發電機組的基本運行方式。并網運行機組運行工況的改變，要通過控制設備的切換來進行，如自動≒液壓手動、發電≒調相等。運行方式的切換，應按運行操作規程進行，以保持切換中機組穩定與安全。并網運行機組的調速器永態轉差系數bp值，要根據機組在系統中的地位及擔任負荷的性質來確定。中小機組并人大電網都擔任基荷，其調速器的bp值取8%。當系統的變化負荷可為調頻、調峰機組所承擔，保持系統頻率不變時，該bp=8%的機組負荷維持不變。只有當系統負荷變化較大，引起系統穩定頻率有改變時，該機組的負荷才會有少許相應改變。如果并在大電網的小機組誤把bp調成很小值共至為零，則該機組會在滿載和零值之間發生功率擺動。只有系統的無差調頻機組，才允許bp值調整為零。

機組單機帶孤立負荷運行，則孤立小系統的所有負荷都由L臺機組承擔。這種情況下運行的機組，對其調速器、勵磁裝置的自動調節功能將有較高要求。以保證既滿足用戶有功負荷、無功負荷需求，又保證電能頻率和電壓的穩定。

1.3 試運行機組帶負荷試驗

試遠行機組首次帶負荷運行試驗，要采用逐漸加大負荷的方式，并分別在小負荷、中等負荷、較大負荷和滿載下穩定運行一定時間，以便在各種負荷下全面檢驗機組的水力的、機械的、電氣的性能。

在逐漸增加負荷的過程中，要仔細尋找機組可能存在的振動區，以便正常運行時避開這個不利的工況。

對于試運行機組還要進行甩負荷試驗。甩負荷試驗要在周密準備、統一組織下進行，要嚴格接著額定負荷的25%、50%、75%、100%的順序由小到大逐級進行。只有當小負荷下進行的甩負荷試驗一切正常，即機組水壓上升、轉速上升的最大值和過渡過程都符合規定要求，不超過允許值，無任何異常情況時，才允許進行甩更大一級負荷試驗。甩負荷試驗過程要嚴密監視機組的水、機、電等一切情況，并要對主要數據做好記錄。

甩負荷試驗后，要對機組進行令面的檢查，如果一切均為正常，即可進行帶額定負荷2h試運行，然后才能轉入正常使用。

2 水輪發電機組的正常維護要求

2.1 定時巡回檢查記錄

定時記錄和巡回檢查定時記錄和巡回檢查是日常維護中的重要內容。

定時記錄水輪發電機組的各項運行參數，運行參數必須在規程規定的允許范圍之內。

檢查一次回路、二次回路各連接處的接觸情況有無發熱、變色，電壓、電流互感器有無異常聲響，油斷路器的油位、油色是否正常，有無漏油。

水輪機、發電機有無不正常的聲音，運行中的正常聲音是均勻的“嗡嗡”聲，如果有不正常聲音，則應立即查明原因并予以排除。

檢查發電機有無異常氣味 (如焦臭味)，振動、擺度是否過大。

檢查水輪發電機組發電機本體以及軸承溫度是否有過熱或局部過熱現象，對未設測溫裝置的發電機(包括軸承)可以用手背接觸，如果感覺不燙手，一般可以認為是正常的。

檢查各部電刷，只允許有少量的火花運行，如超過一定范圍應按電刷冒火故障進行維修。

主軸及導葉套無嚴重漏水現象，剪斷銷正常且無破損。

油、水、氣系統無漏油、漏水、漏氣及阻塞等現象。各軸承油位、油色、溫度正常。

2.2 定期清理

保持日常清理根據水電站的機組運行情況，定期對水輪發電機組進行必要清掃清理，保持水輪發電機組設備的清潔，做到四周無雜物、無積水和及時處理掉有可能導致水輪發電機組不能正常運轉的安全隱患。

2.3 加強用油管理

水電站中用油問題比較突出。主要反映對設備用油狀態的管理和失察上，如設備用油乳化嚴重，甚至由于管理不善而混入大量水分和雜質；出現未知油質狀況，見油就用的情況，有的甚至把機械油與絕緣油混合使用，致使潤滑不良，機件損壞。為了不使用油混亂，機械油與絕緣油應分別保管，作上記號，專人負責。

3 水輪發電機組故障的處理

組合軸承漏油若運行中發現發電機內部油霧嚴重，可能是組合軸承端蓋因密封不當而滲油，發電機大軸法蘭與鏡板連接螺栓的橡皮密封圈未起到作用，滲油順螺紋流出?？梢愿鼡Q軸承蓋密封圈，在大軸法蘭與鏡板的連接螺栓部位加一個銅墊止漏。

定子引出線電纜外表皮破裂定子引出線電纜多處出現縱向表皮破裂，這種現象大多屬于產品質量問題，可以臨時包扎，并在電纜支架墊以橡皮，以免進一步損壞形成兩點接，之后應進行更換。

定子溫升過高在運行中如果發現發電機定子線圈在帶額定負荷時溫度過高，可拆除導風板、封堵風道并將冷卻風機的風扇葉片角度進行調整，把風機馬達容量適當加大，定子溫度便會有明顯的改善。

大軸位移水輪發電機組運行時因水推力的作用，軸承的支撐件剛度不夠而變形，機組轉動部分往下游方向產生較大的軸向位移，造成運行中發電機轉子制動環與制動夾鉗碰刮，水導軸承與軸承蓋碰刮，主軸密封轉動環與平面密封環產生較大間隙而甩水等現象。對于此類現象，可采取在管形座每塊肋板上加焊支撐的辦法，使軸向位移減小到安全范圍。

機組冷卻效果差機組冷卻系統為密閉循環冷卻，其冷卻水由表面冷卻器在流道中實現熱交換。在江水溫度28℃以上時，熱交換能力明顯不足，引起冷卻水水溫過高，從而機組風溫、油溫、瓦溫等都超過了報警值，在未確定改造方案的情況下采取限負荷運行方式，然后進行技術改造。

轉輪接力器出現拉缸事故轉輪接力器拉缸，活塞兩腔連通竄油。有時是因操作油管連接鎖片及其螺栓損壞并掉入油缸而引起原因是外操作油管連接設計不合理，應重新制作轉輪接力器。

軸流機組的葉片扭矩及變形軸流式機組除了轉槳式機組外，還運行著很多定槳式機組。當運行工況偏離最優區時，定槳式機組轉輪葉片；中角會發生變化，或當轉槳式機組協聯關系不正確時，轉輪葉片不再具有無撞擊進口，水流對葉片產生沖擊。隨著作用在葉片上負荷的變化，產生的葉片扭矩、變形等也相應變化，這些變化過程反映為振動過程。應保證使轉輪葉片加工后的翼型與模型一致，并嚴格控制加工精度。轉輪葉片，應采用數控機床加工。在安裝過程中，要對安裝質量采取保證措施。還要采用優良的抗蝕材料。除了水輪機轉輪外，其上冠、下環均應采用不銹鋼材料。

結束語

水輪發電機組是整個電站的主要設備之一，能否保證水輪發電機組長期、正常運行會直接影響到水電站的經濟效益，因此，工作人員在日常的工作使用中，一定要嚴格遵守水輪發電機組的運行使用規程，科學使用，做好必要的日常維護、維修工作，對水輪發電機組故障和電動機故障，應采取科學有效的處理措施和方法，這樣才能使水輪發電機組正常運行，延長它的使用壽命，使水電站的安全生產得到有力保障，以此創造更大的生產經濟效益。

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