關于水輪發電機組的常見故障及處理方法的分析

黨勇兵

（廣西西江開發投資集團有限公司百色分公司 廣西百色 533000）

關于水輪發電機組的常見故障及處理方法的分析

黨勇兵

（廣西西江開發投資集團有限公司百色分公司 廣西百色 533000）

在水輪發電機工作過程中，常常會出現一些故障問題，干擾水電站的正常運行，因此，必須要及時采取相應措施將故障解決，恢復水輪發電機組的正常工作。本文針對現階段水輪發電機組常見故障進行介紹，并探討相應的解決措施，希望能夠促進故障的及時排除，推動水輪發電機組的正常運行。

水輪發電機組；常見故障；處理方法

1 前言

社會經濟高度發展的時代背景下，我們對于電能等資源的需求量也日漸增加，在這種情況下，我國中小型水電站迅猛發展，為電力系統供電提供良好支持，在一定程度上減輕了供電壓力，減少發電中的礦產資源消耗數量，有效推動區域經濟發展。然而，水電站運營過程中，相當一部分重要生產任務均由水輪發電機組負責實施，要想保證水電站的高效、安全運行，就必須要確保水輪發電機組無異常。

水輪發電機組一般都比較復雜，該機組不但包括機械部分以及電氣部分，而且還包括油系統以及水系統等各種系統。水輪發電機組在實際運行中容易受到各種內外部因素的干擾，并出現異常現象，引發水輪發電機組故障。水輪發電機組出現故障之后，其運行會出現異常，不能確保供電工作的順利開展。因此，水輪機發電機組運行人員必須要高度重視相關檢修工作，及時發現并處理相關故障問題，促進水輪發電機組的高效運行。

2 水輪發電機組常見故障

2.1 發電機負荷故障

水輪發電機在運行過程中可能會出現負荷故障，如果發電機出現過負荷現象，其具體定子電流高出額定數值，在這種情況下，水輪機有功、無功和轉子電流等方面也高出額定數值。注意觀察定子電流，如發現電流高于額定數值的1.1倍，就會造成過負荷保護發出動作，引發過負荷報警信號，影響發電機的正常運行。軸流式水輪發電機機組結構如圖1所示。

圖1 軸流式水輪發電機機組結構圖

2.2 轉子點接地故障

在水輪機組運行過程中，如果發電機存在轉子點接地的問題，表計知識沒有發生異常問題，但是警鈴以及轉子點接地信號燈均會出現報警信號，在這種情況下計算機報警信號同樣出現相應反應。轉子點接地故障會對水輪機正常運行帶來一定干擾，不利于保證其高效、安全運行。

2.3 轉子回路兩點接地

水輪機運行過程中，可能會出現轉子回路兩點接地的現象，在這種情況下，警鈴響起，機旁傳遞出轉子接地信號，計算機也會發出相應的報警信號。故障出現后，轉子電流會明顯增加，轉子電壓出現下降；無功功率表指未出現下降，具體功率因數可能進相，觀察期有功負荷可能會發現負荷發生下降。因為磁場存在不平衡的問題，水輪發電機機組會出現嚴重的振動。故障較嚴重的情況下，失磁保護有可能動作。

2.4 發電機高溫故障

水輪機出現發電機高溫故障時，與水輪發電機上位機相對應的信號為“機組溫度過高”。發電機定子線圈以及熱風溫度等均超過額定值，嚴重影響水輪機正常運行。

2.5 發電機轉子回路斷線故障

如果水輪發電機在運行過程中出現轉子回路斷線故障，會發現警鈴響起，收到“失磁保護動作”信號，同時計算機也會出現相應的報警信號。水輪發電機轉子電流表指針擺向零的一側，觀察勵磁電壓可發現其出現升高。定子電流嚴重下降，有功以及無功均發生下降，具體數值為零。如果磁極出現斷線，其風洞內部會有煙冒出，可聞及燒焦味，同時伴隨出現較明顯的呲呲聲。

2.6 發電機冒煙著火故障

如果發電機出現冒煙著火故障，其上部蓋板以及密封不夠嚴實的位置會發現有煙冒出，這種情況下，風洞內存在大量濃煙，可危及絕緣燒焦味，情況嚴重的可發現大量火花。

3 水輪發電機組故障處理方法

3.1 發電機過負荷處理

針對發電機過負荷現象，在水輪發電機組運行無異常的情況下，也要給予實時監視，針對水輪機具體電壓以及頻率等開展動態監測。如果發現電壓以及頻率等出現上升，應馬上針對無功負荷進行調低，或者降低其有功負荷，保證定子電流低于額定值，如果調整結束后故障仍沒有消失，應通過其他方法及時消除負荷。在電壓或者頻率出現下降的情況下，為了防止過負荷現象的形成，應嘗試著減小勵磁電流，在此操作過程中應保證母線電壓無異常。如果母線電壓發生下降，達到事故極限值，觀察發電機組可發現其仍出現過負荷現象，此時應選擇限負荷運行模式，視情況需要啟動備用機組，及時解決故障。

3.2 轉子點接地故障解決

針對轉子點接地故障，必須要針對轉子點接地信號開展全方位檢查，確認其可不可以實現復位明確其屬于瞬時接地還是屬于永久接地。借助轉子電壓表，針對轉子正地對以及負對具體電壓值開展科學測量。針對勵磁回路開展全方位檢查，分析具體的接地性質以及接地位置。不管接地屬于金屬線亦或是非金屬性，均需要馬上報告調度，準備進行停機。針對金屬性接地，必須要準備好備用機組啟動工作。如果發現轉子點接的現象，必須要在2h內開展檢查工作，同時完成相關處理操作，如果2h內未能及時處理的，則應該要停機之后繼續處理。

3.3 轉子回路兩點接地處理

針對轉子回路兩點接地故障，因為轉子電流會出現增大，可能會導致勵磁回路回路受損，如果接地出現于轉子繞組內部，轉子繞組會出現熱量過高的現象，機組嚴重振動會對設備造成嚴重損害，所以，必須要馬上緊急停機，同時報告調度。

3.4 發電機高溫故障處理

針對發電機高溫故障，如果發現發電機具體有功負荷高于額定值，或者發現定子電流高于額定值，應降低調整至額定值之內再進行運行。如果發電機高溫故障時因為測溫裝置不正常導致，應該退出故障測點，同時及時報告維護專業班組來進行處理。如果空冷器進出水閥具體開度不符合要求，則針對其具體開度進行科學調整。如果故障是因為機組冷卻水壓問題引發，應該針對供水泵進行全面檢查，應用機組冷卻備用水，將具體水壓控制在合理范圍。如果故障時因為空冷器堵塞誘發，存在水路不通的現象，應采用短時加壓供水的方法或者倒換機組冷卻水的方法進行解決；如果高溫問題是因為空冷器進出水水閥的閥芯出現脫離引發，則應該針對機組負荷進行科學轉移，促進機組處理運行的有效降低，實現對冷風溫度以及熱等溫度的科學控制，解決高溫問題。保證不干擾出力以及系統的前提下，可針對不同機組的有功負荷以及無功負荷分配進行科學調整。如果通過上述方法仍未能順利解決發電機高溫問題，且水輪機定子線圈以及鐵芯實際溫度高于120℃的，必須要馬上報告調度停機進行處理。

3.5 發電機轉子回路斷線處理

針對發電機轉子回路斷線故障，必須馬上停機進行處理，針對發電機FMK動作情況進行全方位檢查，同時報告調度。如發現著火問題，必須要馬上滅火。

3.6 發電機冒煙著火處理

針對發電機冒煙著火故障，發現故障之后，應立即判斷屬于發電機著火，在這種情況下應該緊急停機處理，同時值長馬上解決故障問題，檢查發電機出口開關是否出現異常，保證出口開關保持跳開狀態，此外，保證滅磁開關保持跳閘，通過消防水開展滅火工作，在滅火過程中應注意查看水車室水路有沒有出現堵塞，確保滅火工作順利完成。

4 結束語

水輪發電機組運行情況直接影響水電站的實際運行，在水輪發電機組運行過程中，如發現發電機過負荷、轉子回路斷線以及發電機冒煙等故障現象，應具體分析故障誘發原因，立即采取針對性措施進行處理，避免故障進一步惡化，干擾發電機的正常運行。水輪機運行人員一定要加強日常運行維護管理，不斷提高自身專業技能，根據相關運行規程開展故障排除及處理工作，盡可能延長水輪機具體使用壽命，確保水電站可以實現持續、安全運行，促進經濟效益以及社會效益的同步提升。

[1]張生賢.水輪發電機組常見故障及處理措施分析[J].科技創新與應用，2014，33：115.

[2]朱建偉，屈炳釗.水輪發電機組油壓裝置常見故障分析及處理[J].云南水力發電，2015，04：89～91.

[3]陳順永.水輪發電機組狀態監測與故障診斷方法[J].甘肅科技，2010（22）.

TM312

A

1004-7344（2016）10-0252-02

2016-3-18

黨勇兵（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事水電站設備維護與檢修工作。