解析水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)要點(diǎn)

熊顯丕

（國(guó)網(wǎng)四川富順縣供電有限責(zé)任公司，四川 自貢 643200）

解析水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)要點(diǎn)

熊顯丕

（國(guó)網(wǎng)四川富順縣供電有限責(zé)任公司，四川 自貢 643200）

作為水利發(fā)電站正常工作的重要組成部分，水輪發(fā)電機(jī)組實(shí)際作用的充分發(fā)揮，有利于提高水利發(fā)電站的工作效率，完善發(fā)電站的服務(wù)功能。結(jié)合現(xiàn)階段水利發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際概況，可知某些影響因素的客觀存在，影響著機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，加大了水輪發(fā)電機(jī)組相關(guān)構(gòu)件長(zhǎng)期使用過程中的故障發(fā)生率。因此，為了避免這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要技術(shù)人員水輪發(fā)電機(jī)組組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取有效的措施對(duì)機(jī)組進(jìn)行必要地維護(hù)，最大限度地增強(qiáng)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。基于此，本文將對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)要點(diǎn)進(jìn)行深入地分析。

水輪發(fā)電機(jī)組；維護(hù)要點(diǎn)；服務(wù)功能；影響因素；組成結(jié)構(gòu)

采取必要的措施增強(qiáng)水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，明確機(jī)組的維護(hù)要點(diǎn)，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，充分地滿足水利發(fā)電站實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)開展中的各種需求。實(shí)現(xiàn)這樣的發(fā)展目標(biāo)，需要技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組組成結(jié)構(gòu)的了解，從不同的方面對(duì)可能影響機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)因素進(jìn)行必要地分析，制定出可靠的維護(hù)措施消除水輪發(fā)電機(jī)組使用中的可能存在的安全隱患，確保水利發(fā)電站能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

一、水利發(fā)電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式分析

結(jié)合水利發(fā)電站的實(shí)際工作概況，可知其中的水輪發(fā)電機(jī)組在實(shí)際的工作中有著自身獨(dú)特的運(yùn)行方式，為水利發(fā)電站工作效率的提高帶來了重要的保障作用。結(jié)合水輪發(fā)電機(jī)組組成結(jié)構(gòu)的功能特性，可知起主要的運(yùn)行方式包括：（1）從工作負(fù)荷的角度來看，主要分為單機(jī)運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)行方式；（2）從調(diào)速器控制角度來看，可分為手動(dòng)運(yùn)行與自動(dòng)運(yùn)行方式。相對(duì)而言，并網(wǎng)運(yùn)行方式在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中使用較為普遍。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組采用并網(wǎng)運(yùn)行方式完成相關(guān)的生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際工況的具體要求進(jìn)行必要地改變，并通過發(fā)揮各種控制設(shè)備的切換作用，確保水輪發(fā)電機(jī)組能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定、高效的工作狀態(tài)。在可靠的切換模式工作過程中，為了保證水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全，需要充分地考慮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)程，降低設(shè)備使用中的故障發(fā)生率。與此同時(shí)，技術(shù)人員在設(shè)置機(jī)組運(yùn)行過程中的調(diào)速器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)時(shí)，應(yīng)充分地考慮機(jī)組工作負(fù)荷的相關(guān)限制，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的正確認(rèn)識(shí)。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組采用單機(jī)帶孤立負(fù)荷的運(yùn)行方式時(shí)，可采用一臺(tái)機(jī)組承擔(dān)所有的工作負(fù)荷。此時(shí)，為了保證水輪發(fā)電機(jī)組的工作效率，技術(shù)人員應(yīng)完善勵(lì)磁裝置及調(diào)速器的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，最大限度地滿足使用者的各種負(fù)荷要求，維持機(jī)組工作過程中的電壓穩(wěn)定性。某水輪發(fā)電機(jī)基本參數(shù)見表1。

表1　某水輪發(fā)電機(jī)基本參數(shù)

二、水輪發(fā)電機(jī)組試運(yùn)行過程中的帶負(fù)荷試驗(yàn)

為了保證水輪發(fā)電機(jī)組投入使用后的正常工作，需要開展試運(yùn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。試驗(yàn)中采用加大負(fù)荷的方式，對(duì)小負(fù)荷、一般負(fù)荷、較大負(fù)荷及滿載負(fù)荷工作狀態(tài)下水輪發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行綜合地評(píng)估，及時(shí)地處理不同負(fù)荷下機(jī)組的水力功能特性、電氣性能等存在的問題進(jìn)行有效地處理，消除后期機(jī)組正常運(yùn)行中可能存在的安全隱患。與此同時(shí)，在對(duì)試運(yùn)行開展甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，必須按照額定負(fù)荷下的25%、50%、75%、100%的順序逐漸地加大負(fù)荷，確保試驗(yàn)開展的有效性及試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。甩負(fù)荷試驗(yàn)中水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速上升的最大值應(yīng)小于允許值。試驗(yàn)中技術(shù)人員也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)組機(jī)械性能、水力性能及電氣性能的全程把控，并做好相關(guān)的記錄工作。

三、水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中存在的主要問題

（一）定子繞組絕緣使用中的老化

作為水輪發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，定子繞組絕緣在長(zhǎng)期的使用中容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，間接地降低了定子繞組絕緣的工作性能。像定子繞組絕緣的受熱老化、機(jī)械老化及電老化，都會(huì)給水輪機(jī)組的正常運(yùn)行埋下較大的安全隱患。定子繞組受熱老化故障排除的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)定子繞組絕緣使用中溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將構(gòu)件正常工作中的溫度控制在合理的范圍內(nèi)；針對(duì)定子繞組絕緣的機(jī)械老化，應(yīng)采取減少電磁振動(dòng)的措施，優(yōu)化構(gòu)件的工作性能；對(duì)于定子繞組絕緣使用中的電老化，應(yīng)采取有效的措施及時(shí)地消除絕緣內(nèi)部的空氣，并增強(qiáng)槽部防暈結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

（二）定子繞組單相接地的有效保護(hù)

結(jié)合水輪發(fā)電機(jī)組的行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求，需要加強(qiáng)對(duì)定子繞組單相接地的有效保護(hù)，延長(zhǎng)定子繞組的使用壽命。機(jī)組運(yùn)行過程中發(fā)生單相接地故障時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)地對(duì)故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，采取必要的措施排除故障。一般情況下，定子繞組發(fā)生故障時(shí)最長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)超過2h。與此同時(shí)，當(dāng)定子繞組內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)地采取減負(fù)荷停機(jī)的措施排除故障。除此之外，由于水輪發(fā)電機(jī)組使用中單相接地故障發(fā)生次數(shù)的增多，容易造成定子繞組短路故障的出現(xiàn)，影響著機(jī)組運(yùn)行中的電氣性能可靠性。因此，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合專業(yè)技術(shù)手段的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)定子繞組單相接地的有效保護(hù)。

（三）發(fā)電機(jī)滅火裝置的性能可靠性

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)水利發(fā)電站的實(shí)際概況，可知發(fā)電機(jī)滅火的預(yù)防措施主要采用的是用水滅火的方式，需要技術(shù)人員通過手動(dòng)操作及時(shí)地消除發(fā)電機(jī)使用過程中出現(xiàn)的火災(zāi)安全隱患。當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)使用中出現(xiàn)火苗時(shí)，應(yīng)及時(shí)地開展滅火作業(yè)，并通過關(guān)閉滅火裝置的滲漏排水閥，啟動(dòng)消防泵的方式，及時(shí)地排除發(fā)電機(jī)使用中的這類故障。同時(shí)，當(dāng)滅火作業(yè)完成后，需要在防毒面具的作用下進(jìn)入設(shè)備工作現(xiàn)場(chǎng)，確保安全隱患的徹底排除。在對(duì)發(fā)電機(jī)性能可靠性評(píng)估的過程中，由于供水閥及排水閥的試驗(yàn)流程復(fù)雜，一定程度上影響了發(fā)電機(jī)檢修工作效率。某水輪發(fā)電機(jī)組的總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

四、水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)要點(diǎn)

（一）定期對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格地檢查

利用定期檢查及巡回檢查的方式，及時(shí)地消除水輪發(fā)電機(jī)組相關(guān)設(shè)備的嚴(yán)格檢查，促使機(jī)組能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。具體的檢查要點(diǎn)包括：（1）將水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中的相關(guān)參數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)，對(duì)于超出規(guī)定范圍的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)地糾正；（2）對(duì)機(jī)組一次回路與二次回路的連接處安全性能進(jìn)行綜合地評(píng)估，確保這些區(qū)域工作電流、電壓的穩(wěn)定性；（3）采取有效的措施對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行異味檢查，加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)使用過程中的振動(dòng)檢測(cè)；（4）加強(qiáng)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中的軸承溫度實(shí)時(shí)把控，優(yōu)化機(jī)組的服務(wù)功能。

（二）加強(qiáng)信息化技術(shù)的有效使用

結(jié)合水輪發(fā)電機(jī)組各部分組成結(jié)構(gòu)的功能特性，選擇可靠的信息化技術(shù)對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行進(jìn)行全程把控，最大限度地降低水輪發(fā)電機(jī)組的故障發(fā)生率。在可靠的信息化技術(shù)支持下，構(gòu)建出功能完善的信息監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組不同工作時(shí)段的實(shí)際概況進(jìn)行實(shí)時(shí)地分析，加強(qiáng)各類故障有效處理的同時(shí)全面提升水輪發(fā)電機(jī)組的維護(hù)水平，為機(jī)組的正常運(yùn)行提供可靠地保障。

（三）全面提升用油管理水平

采取有效的措施全面提升用油管理水平，可以提高水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，減少機(jī)組運(yùn)行過程中各類故障的發(fā)生。實(shí)現(xiàn)這樣的發(fā)展目標(biāo)，需要做到：（1）及時(shí)地做好機(jī)組用油的記錄工作，利用專業(yè)設(shè)備的作用對(duì)機(jī)組的用油狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)地檢測(cè)，避免用油過程中混入各種雜質(zhì)；（2）加強(qiáng)不同設(shè)備不同工作時(shí)段的用油管理，避免用油不當(dāng)損壞設(shè)備現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)，有效地區(qū)分機(jī)械油與絕緣油，確保各種設(shè)備的正常工作。

結(jié)語

圖1　某水輪發(fā)電機(jī)組的總體結(jié)構(gòu)示意圖

在可靠的技術(shù)措施支持下，有利于提高水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，降低機(jī)組使用過程中的故障發(fā)生率。在制定相關(guān)維護(hù)措施的過程中，技術(shù)人員應(yīng)充分考慮水輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行的具體要求，找出其中的維護(hù)要點(diǎn)，促使各種維護(hù)措施在實(shí)際的應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期的效果。在未來水利發(fā)電站建設(shè)的過程中，將會(huì)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性要求更高，客觀地決定了選擇有效的維護(hù)措施的必要性。

[1]馮翊屾．水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)要點(diǎn)簡(jiǎn)析[J]．科技風(fēng)，2015（24）：54．

[2]夏鑫．水輪發(fā)電機(jī)組模型參數(shù)辨識(shí)與故障診斷方法研究[D]．華中科技大學(xué)，2015．

[3]徐永．大型水輪發(fā)電機(jī)組軸系動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析[D]．華中科技大學(xué)，2012．

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