水電站水輪發電機的運行與維護方式研究

唐竹

【摘 要】水力發電是我國電力供應的重要構成部分，與火力發電相比，水力發電具有能耗低，見效快、投資小、回報率高等特點，且水電是一種可再生的清潔能源，環境污染小，在低碳環保理念的倡導下，水電站迎來了廣闊的發展機遇和平臺。發電機是水力發電的重要設備，其運行效率和狀況直接關乎著水力發電效益。因此，探討水電站水輪發電機的運行與維護工作，加強水力發電設備管理，以此提高水電站運行的穩定性、安全性已經成為了水電站的一項重要任務。本文主要分析了水電站水輪發電機運行要點，及維護技術要點。

【關鍵詞】水電站；水輪發電機；運行；維護

水輪發電機組是水力發電的重要設施，能夠推進水輪的高效運作，在較短的時間內實現機械能向電能的轉化，進而提高水電系統工作的效率。在實際運行過程，水電站水輪發電機由于工作時間長，管理不到位及其維修空缺的原因，難免會出現磨損和故障，進而影響水力發電的正常工作，因此，做好發電機組的檢修和維護工作就顯得尤為重要和緊迫了。強化水電站水輪機組的運行和維護，能夠提高設備管理的水平，提升設備工作效率，確保設備穩定、安全運行的同時，還可以降低設備的維修成本，對水電站經濟效益的實現和發展大有裨益。筆者結合實際經驗，從水電站水輪機組運行和維護的必要性分析入手，探討了發電機組運行與維護策略。有不對之處，請批評指正。

1強化水電站水輪發電機組運行與維護的必要性

1.1維護工作可以提高工作效率及設備可靠性

設備可靠性關系到電力正常供應，而維護工作的最終目的就在于找出設備存在的問題并解決，從而為設備穩定安全運行提供保障。設備維護工作從某種意義上來講，是通過一定方法應用對潛在問題進行挖掘，提前將風險化解，很大程度上是一種事前控制。并且隨著相關技術應用，維護工作憑借于技術優勢可以通過建立模型分析，實時監測，數據分析等對設備在運行過程中可能會出現的問題進行預測，并且預測結果準確性也會大幅度提升。

1.2維護工作可以降低設備維護成本

水輪發電機組是水電站運行工作的關鍵設施，這些機組及部件都是特定為水力發電服務的，一般來說，具有很強的專業性、復雜性，且單位價值大。由于國內生產技術有限，一些核心設備或者零件則需要從國外購進。如若發電機組發生了故障，其維修將會產生高昂的成本和代價。從成本控制角度思考問題，需要在日常管理過程中，將維護工作細化，通過維護工作開展積累經驗與技術，努力實現自主創新，擺脫對外國技術的依賴，從而使成本處于可控的范圍。

2水電站水輪發電機運行要點

2.1水頭對機組的貢獻與運行狀況影響比立式機組顯著。運行水頭如果降低，機組的貢獻與運行狀況就會立刻變化，會出現機組運行狀況較低、轉輪控制室受擾動較強等故障。某發電廠因河流破壞嚴重、雜物過多，在機組持續運行幾天后，入水口擋污欄就被污染物嚴重塞堵，擋污欄里外壓強差甚至達到25KPa，致使水頭破壞過度，機組貢獻大幅降低。所以，要保障機組的穩定運行，需要調節水庫運行狀況，時常清除擋污欄前的污染物。

2.2對廠輸電穩定性要求強。如果終止廠輸電，那么就會因潤滑油泵不能對機組軸承給油而導致機組故障停運，所以在倒換廠輸電時必須保障潤滑油泵的穩定持續運行。

2.3持續運行的協助設施多和可靠性要求強。支撐機械旋轉部分的潤滑油泵只要終止運行，便會導致機組因故障停運。而冷凝周期水泵與機組冷凝的通風機，最初設計也是只要終止運行，機組便會因故障停運，后改進為終止運行后只傳遞信號而不停止運行，從而降低了機組停運的概率，提升了機組持續安全運行的穩定性。強壓支軸油泵屬于離散運行，在機組啟動和終止時需保證穩定運行，不然將導致燒瓦故障。

2.4需有反應及時、運行穩定和性能強大的調速裝置。燈泡貫流式機組由于發電裝置處于水下燈泡中，體積不大，轉動慣量和轉輪力矩也不大，轉換行程小，若無優良的調速裝置，便會增加超速飛輪現象出現的幾率。某廠機組的速度控制裝置配置了武漢三聯的調速裝置，不但實現了機組啟動和終止行程的智能化，還保障了燈泡貫流式機組的健康可靠運行。

2.5對周期冷凝水的品質需求。因為燈泡貫流式機組構成緊密，占用面積小，維護難度大，若要使得氣體冷凝器不積垢，冷凝水則需采納純凈水和過濾后的純水。

2.6需時常清除入水口擋污欄中的污染物。在機組入水口處設置擋污設備，令水上污染物難以飄到擋污欄前；對粘著在擋污欄上的半飄浮污染物需用去污設施在機組停運或低負載時進行清除。假如機組長時間持續運行，那么每臺機組至少每月清除一回，汛期與水量過大狀況下需徹夜除污。

2.7檢驗溫度。在開機環節里要檢查軸承油流量與軸承油氣溫，如軸承油流量異常或溫度異常，則易發生燒瓦事故。

3水輪發電機組維護技術分析

3.1新裝機組維護關鍵技術

為了保證發電機安全工作，如果發電機裝配不久、或者停止運行3晝夜時間，當再次啟動其運轉時，實施絕緣檢測則十分必要，具體的檢測工作流程為：拔除發電機和其他設備之間的一切連線，同時將發電機接線盒中的定子繞組末尾的連接片切斷。要根據發電機組的電壓高低來選擇搖表類型，例如：發電機組電壓為400V時，所選的搖表電壓則要稍微偏高，大于400V，這樣才能確保絕緣電阻搖測的精準性、合理性。通過搖測要保證各個設備、部件的絕緣電阻值處于合理標準。當發現定子繞組或轉子繞組等的絕緣度不達標時，則要對其加以處理，提高其絕緣度。

3.2受潮維護技術

一些水電站水輪發電機組因為長時間未工作、未運轉，其內部各個部件可能由于受潮而發生腐蝕變質等現象，這樣其絕緣度必然下降，對此，則需要實施干燥處理，恢復其絕緣度。實際的干燥處理技術都包括：電爐干燥法、短路干燥法等。其中電爐干燥法較為常用，具體的操作流程為：將電爐（功率通常達到2000W）同發電機進風口連接，然后開啟水輪機導葉，使發電機在額定轉速狀態下逐漸進入運轉狀態，這其中要特別關注的是，所連接的電爐，功率必須控制在合理范圍，過大功率可能燒毀發電機，為了安全起見，保持發電機爐中溫度在80度以下，通常的干燥時間為半天-2天，不可以毫無依據地延長干燥時間。

3.3發電機組的檢查

水電站水輪發電機組的質檢必須細致、耐心、全面，從外到內、由表面到里面都要逐一進行質檢。檢查發電機組外部有無裂縫、受損等現象，同發電機相連的螺栓緊固與否，是否出現松弛、脫落等問題。深入觀察發電機組的調速器、水輪機等的運行狀態、轉動情況等，主要觀察其運轉靈活、變通與否，以及傳動帶的松緊度正常與否，其接頭牢固與否，同時，也要檢查發電機的不同閥門、導葉等，查看其有無破損現象，出現受損問題需及時進行調換。

3.4注重監視與檢查

發電機組運行過程中必須時刻做好狀態檢查、清理除灰等工作，為發電機組創造一個清潔、整潔、干凈的環境，例如：發電機組四周要積極排除一切雜物，及時清理發電機組表層的油漬、污漬、灰塵等，保持發電機組的干凈、整潔，其中要重點清理好電刷滑環處，確保其處于干凈、整潔狀態，電刷與滑環作為整個發電機內部非常重要的組成部分，主要負責電流傳輸、電能輸送等工作，只有確保這兩大部件功能正常，才能發揮其關鍵作用。實際的檢修與運行維護中要加強監視與監督，通過觀看、觀察、聽聲、聞味等來識別發電機組有無異常故障。

參考文獻：

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（作者單位：四川華電瀘定水電有限公司）