淺談水電站運行中機電設備的故障處理

鮑永濤

松花江水力發電有限公司吉林白山發電廠 吉林 吉林 132000

1 水電站機電設備故障處理的重要意義

水電站機電設備的故障處置是水電站監管的關鍵組成部分，對于水電站的可持續發展具備深刻的影響。設備故障處理工作和機電設備的安全性運行緊密有關。可以有效的保證水電站機電設備安全性平穩運行。在對于水電站機電設備展開故障除去的過程之中，技術人員必需融合自己的工作實踐，急速累積經驗，提升水電站的維護的專業性。生產工人也需豎立良好的終身研習意識，便能精確提升他們的技術水平與管理能力。運用先進的機電設備保障與修理技術，機電設備可長年處在健康狀態。防止設備運行故障將對于水電站運行的經濟效益造成損害。

2 水電站運行中機電設備的故障處理

2.1 案例概況 本水電站1985年正式建成發電。裝機容量4×50兆瓦，采用國產軸流定槳式水輪發電機組，年發電量4.3億千瓦時，在東北電網中承擔調峰調頻和事故備用任務。

2.2 機電設備故障及處理辦法

2.2.1 發電機部分 在發電機運行過程制中，一些參數將發生變化，超出正常允許范圍之內，并且一般發出相關的故障信號。有幾種比較常見的異常情況:

(1)水輪發電機運行無電壓。1)定子繞組與發電機配電板間的接線是油脂或是水解的，或是短路接線螺釘斷開連接，造成定子繞組損毀。2)碳刷和滑環接觸不良或是碳刷壓力缺乏。處理方法是消毒滑環表面，使碳刷和滑環表面相互對應，并且適當增加碳刷壓力。3)勵磁機電刷損毀或是彈簧壓力缺乏會造成電刷位置絕不準確。解決方案是把碳刷變更到準確的位置。4)勵磁回路開路或是勵磁變阻器損毀。查找故障點，設法消除。

(2)水輪發電機機端電壓低。主要原因有:1)水輪機轉速太低。處理:調整水輪機轉速至額定值。2)勵磁回路電阻過大。處理:減小勵磁變阻器的電阻以增加勵磁電流。3)檢查勵磁調節器運行工況是否異常，如存在異常現象設法消除故障。4)定子繞組與勵磁繞組存在短路或是接地現象。處理:檢查故障，予以清除。

(3)水輪發電機機端電壓高。主要原因有:1)機組轉速高。處理:減小水輪機導水葉開度，降低機組轉速。2)磁場變阻器短路，調壓失靈。處理:找出短路點，予以消除。

2.2.2 水輪機部分

(1)機組過速故障；分析機組出現過速的原因有:

(1)機組在帶負荷運行時，由于各種原因突然甩掉負荷，如果此時導葉不能關閉，或者關閉過慢，水輪機組的轉速就可能增高到額定轉速的115%-140%，甚至更高。(2)在機組正常開停機過程中，發生調速器失控，機組轉速同樣會急劇上升而發生過速。

(3)在機組正常開停機(或緊急停機)過程中，發生多根剪短銷剪短，也會出現機組過速和劇烈震動。

處理:發生機組過速故障后，機組過速保護動作，事故停機出現。(1)首先，監視停機過程，自動不良，手動幫助。(2)調速環鎖錠未投入應手動投入。(3)進行機組轉動部件檢查，是否由于過速停機而造成損壞或松動。(4)檢查機組調速系統、導水機構各部件，查明是否由于其故障而造成機組過速，并設法消除。

2、水導瓦溫度過高故障；

引起水導瓦溫度過高的原因有以下幾方面:

(1)潤滑油減少:由于軸承油槽密封不良，或排油閥門關閉不嚴密，造成大量漏油或甩油，潤滑油因減少而無法形成良好的油膜，致使軸承溫度升高。處理:如果軸承密封損壞漏油，應更換密封。檢查各閥門位置是否正確，不正確調整閥門位置。

(2)油變質:軸承內的潤滑油因使用時間較長，或油中有水份或其它酸性雜性，使油質劣化，影響潤滑性能，尤其當軸承內大量進水(例如冷卻器漏水等)時，使潤滑及冷卻的介質改變，直接影響軸承的潤滑條件，瓦溫會急劇上升。處理:進行油質化驗，不合格更好潤滑油。

(3)冷卻水中斷或冷卻水壓降低:冷卻水管堵塞、閥門的閥瓣損壞、管道內進入空氣等都會影響冷卻器的過流量，使冷卻器不能正常發揮作用，引起軸承油溫升高。處理:調整技術供水流量和壓力至合格范圍，并加強機組運行監視，如溫度繼續升高，則停機查明原因、處理。

(3)機組振動:在運行的水輪發電機之中存在各種振動，這些振蕩是由機械振動，電振動與空化振蕩引發的。1)機械振動:由機械原因引發的振動稱作機械振動，渦輪轉子偏壓；水輪發電機的中心軸絕不準確，相連不好；軸承有缺陷、間隙這么大或是調整變更絕不當；旋轉部件和固定部件磨擦在某處。2)水力振蕩:水力振蕩是流入轉輪的水流引發的振動，其振幅隨流量的增加因而增大。導致葉固定螺釘脫落，葉片開度不同，移動的水流也不均勻；在蝸殼之中，在水管的碎屑之中存在不平穩的流動，這造成尾水管的水壓周期性地變化，引發裝置的振動與水流。3)電氣振動:因為喪失嚴重的平衡與電量的忽然變化，單元的振動稱作電振動，其振幅隨激勵電流的增加而增大。激勵電流被去除，振蕩消亡。發電機三相電流的嚴重不均衡造成電磁力不平衡；因為電氣事故引發的電流瞬時變動，發電機與汽輪機的速度絕不能恒定同步；定子與轉子間的間隙不均勻，造成旋轉磁場不平穩。

2.2.3 電氣設備部分 (1)電抗器接地:電抗器接地，限同步裝置故障與電抗器，壓器壓器與線路共振故障引發的發電機之中性線電流不均衡，可實行毀壞諧振點，使電抗器短路或是補償電容器的方法來精確地克服由故障引發的有利影響。(2)中性點絕不接地系統電壓不平衡:中性點絕不接地系統的絕不均衡電壓把造成高壓與低壓熔斷器熔融，進而使其提供的保護也消亡。(3)發電機內部短路:在設備運行的時候，發電機組電壓指示針指向零，發電機斷路器自動跳閘，機組差動保護動作。檢查風洞或是發電機內部，會有火星或是煙霧，伴隨著絕緣的燃燒氣味，此現象預示著發電機內部存在短路故障。

總之，通過綜合上述電站的故障現象，通過設備的早期預測與故障的處理，找到問題的根本原因重要是因為設備制造質量的不受控制。因此，下列是對于廣大設備制造商與安裝單位的一些要求，在生產與施工之中，請必須依照適當的規范控制質量。保證運行之中的機電設備能長時間安全精確地運行；否則，將在未來的操作之中埋下安全隱患，給操作單元造成巨大損失。