水力發電機組故障預測以及維護探討

王凱玄 楊懷榮

【摘 ?要】在電力行業不斷發展過程中，水利發電在國家戰略資源中占得一席之地，因此水力發電機的正常運作是保證該資源的重要指標。由于水力發電機組的組織結構較復雜，主要有預埋件、轉動部分、導水機構等共同組成，水輪發電機主要是靠水的沖擊將水的勢能轉化為電能，因此發電過程中交互運轉總會出現各種的問題及缺陷，對水電廠的發電計劃造成影響。基于此，發電機組運作中要制定詳細的應急預案，提出常見故障的維護保養途徑和對策，找出常見故障的解決辦法。

【關鍵詞】水力發電機組;故障預測;維護措施

引言

進入21世紀以來，我國水力發電廠在持續擴大規模和設備數量的同時，全新的水力發電設備擔任起主要的工作。但是對于新的設備存在較多不確定因素，新的設備容易出現缺陷，例如已投產的機組或新組裝的發電機組在發電運行過程中，由于新設備或者技術等原因，會降低發電機組設備的穩定性，使水輪發電機不能在設計穩定參數內運行，加大對設備零件的磨損及損耗，對水力發電設備的穩定性和安全性產生負面作用。因此我們需要提前監測可能導致故障的相關數據，全面檢查并檢測設備的運行狀況，將有用的會導致設備產生故障的信息收集起來，做好故障預測，幫助后面對水力發電設備的檢修工作。

1水電站水力發電機組運行結構

水電站水力發電機組是一個比較龐雜的運行系統，水力發電機是由很多細小的零件部位共同構成的，包括定子、轉子、機架、導軸承、推力軸承、制動器、冷卻器等，而這些設備當中又包含了其他的零件設備，比如，定子又主要是由繞組、鐵芯以及機座等共同構成的，在實踐當中，技術人員還會根據實際制造條件和運行需求，對各個發電機的內部組成結構作出相應的調整。通常情況下，水電站水力發電機組冷卻系統主要是采用密閉循環的運行方式，利用內部循環使得空間得到冷卻，以確保水電機組的穩定運行。

2水力發電機組故障預測

2.1不同預測方式的缺陷

在電力系統中，最重要的組成部分非發電機組莫屬，它的穩定是電力系統正常運行的基礎與前提，因此發電機組能否正常工作，直接決定了電力系統能否平穩運行，所以相關工作人員必須對發電機組有一個前瞻性的預測和定期檢修，這樣才能保證電力系統的可用性，同時增加它的使用年限。對于水力發電機組來說，常用的故障預測方法有兩種，第一種方法是傳統的方法，即可靠性分析法，主要是根據往常設備出現故障的時間周期或者工作人員的檢修記錄來進行推測，這種方法盡管在一定程度上起到很好的預防作用，但是只能對時間有個估計，卻不能明確地看出修復效果、設備信息以及外部因素對設備造成的影響，對故障缺少明確的預測。第二種方法是狀態監測數據，這是比較現代化的一個手段，它主要是利用先進儀器，以及現有數據對設備進行實時監測，會在第一時間收集到最新最多的信息，給相關工作人員做參考分析，所以這種方法可以很好地對故障有個預測，但是局限性在于，不能夠實現長遠控制，只能針對周期較短的一些問題進行監測。

2.2不同預測方式的共同點

上文中所講述的兩種故障預測方法，都存在一定的局限性，不能夠很好地對發動機故障做一個有效預測和防控。隨著技術的發展，有關學者針對這一局限性提出了新的預測方法，即結合了這兩種方法的所長，是兩種方法的統一與兼容。對于機械設備來說，這一綜合方法有巨大的研究和實際意義。這種新方法需要對機械設備發生故障時的影響作出一個綜合判斷，同時在這個判斷的基礎上借助最大似然法來進行模擬計算。但是即使如此，它還是具有一定的局限性。由于故障數據不能及時更新并且有著很大的不確定性，因此，目前還沒有一個完美的數學模型，可以做出最精確的預測，當前所使用的只能是基礎的比例模型。

3水力發電機組維護措施

3.1發電機組冷卻降溫

水力發電機組為水電站提供能量，但是它也會產生一定的熱量。水力發電機組正常工作中，冷卻系統會使水機組各部件在溫度允許范圍內工作。但水力發電機組溫度的也會異常升高，除了其運轉時間過長，還有冷卻水壓性能差引起。若此時工作人員沒有立即采取措施處理故障，限制事態的發展，否則那結果就不堪想象。當在面對冷卻水壓性能差所引起的升溫時，應急工作人員要保障備用冷卻水，及時恢復冷卻水壓。我們在處理發動機故障時要對癥下藥，只有這樣才能及時有效地解除安全警報。

3.2電路保護

水力發電機組是靠電來工作的，所以對電路進行維護是必不可少的工作。工作人員在檢查過程中，發現電纜、電氣元器件受潮時，應當對其進行干燥。工作人員要嚴格按照規定的干燥時間進行干燥，避免再次發生故障。其次，加熱器投入前，干燥的溫度也需要調試。對于受潮的電纜或者電氣元器件及時測量其絕緣，對于絕緣不滿足要求的，及時進行更換，防止發生短路事故。

3.3加強日常維護工作

加強日常維護工作，可以保證水力發電機組正常運行、減少常見故障的發生。日常維護工作，可以從如下3個方面展開。第一，需要深入、具體地了解水電站水力發電機組的運行原理、運行環境及運行狀況;及時處理設備運行過程中的出現的缺陷，為水電站水力發電機組的正常運行提供良好的環境。第二，實時監測溫度、振動、功率、轉速、壓力等關鍵因素，規定安全的運行數據，加強日常監測，定期抽查。第三，定期對水電站水力發電機設備組進行抽查質檢，針對磨損、老化、腐蝕的零部件，結合機組檢修期及時更換處理，對關鍵設備和零件進行定期保養、更換。

結語

綜上所述，對于水力發電站來說，最核心的就是水力發電機組，相關工作人員務必做好水力發電機組的運行維護工作，這是重中之重。想要使得水力發電機組平穩正常運轉，就一定要做好前期的狀態監測工作以及定期檢修工作，這樣才能防患于未然，水力發電機組最大化利用起來，增加企業經濟效益。

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（作者單位：華能瀾滄江水電股份有限公司）