水輪發電機組運行異常問題及處理措施研究

張元

摘要：水輪發電機組是水利工程的重要構成部分，機組結構復雜，長時間處于運行狀態，很容易出現運行異常問題。如何加強水輪發電機組的管理，有效降低運行異常問題的出現概率，提升水輪發電機組運行狀態，是需要重點思考的問題。本文簡要分析了水輪發電機組運行異常問題及其解決方法，提出切實可行的水輪發電機組運行異常問題的綜合處理措施，以期能夠為加強水輪發電機組管理提供有價值的參考資料。

關鍵詞：水輪發電機組;運行異常問題;處理措施

隨著現代社會建設進程的不斷深化，各地區的水利工程建設規模逐漸增加，建設復雜程度愈發提升，其中的水輪發電機組長時間處于復雜環境的作業狀態中，很容易出現異常問題，比如：溫度異常、振動異常，從而引起機組運行故障，造成經濟效益與社會效益的損失。因此，工作人員需要根據水輪發電機組的異常情況進行分析，提出針對性的解決思路，有效控制水輪發電機組的溫度異常與振動異常問題，確保其運行狀態穩定[1]。在實際過程中，還需要加強對水輪發電機組運行異常的維護與綜合處理，根據機組情況制定科學的定期清洗、養護方案;在日常運行中對水輪發電機組進行檢查與維護，同時靈活運用關鍵維護技術，為水輪發電機組的穩定安全運行提供保障。

一、水輪發電機組運行異常問題及其解決方法

（一）溫度異常及其解決方法

水輪發電機組對于水利工程而言具有至關重要的作用，水輪發電機組運行狀態穩定，則有助于水利工程整體的平穩、安全運行，其中水輪發電機組的運行溫度直接影響著水輪發電機組的運行狀態與性能，若機組溫度過高，則會加劇機組設備的老化，引起機組運行故障，甚至會產生嚴重的安全事故，威脅工作人員的人身安全。若不能夠及時發現水輪發電機組的運行溫度異常并且加以維護，則很可能造成不可挽回的后果，因此，需要加強對水輪發電機組溫度的關注。

根據水利工程中的水輪發電機組運行情況，可以將溫度異常問題及其處理措施總結為如下幾點。

（1）發電機組異常運行引起的溫度異常。在水輪發電機組運行過程中，需要在規范要求的狀態之下運行，若機組端電壓過高，則會增加鐵損數值，促使定子鐵心的溫度增加;若機端的電流數值過大，則會增加銅損，促使機組內線圈的溫度提升。若機組的功率過低，則會導致轉子電流增加，促使其溫度增加。這些均是由于發電機運行異常引起的溫度變化，針對這些溫度異常問題，技術人員可以直接檢查發電機組的電壓情況，檢查發電機是否在限定工作狀態之下運行，若不是，則根據規范要求調整發電機組運行狀態，確保其處于規范運行狀態之內[2]。

（2）通風冷卻系統運行問題引起的溫度異常。通風冷卻系統是水輪發電機組的重要構成，可以分為水冷、風冷兩種類型。在冷卻系統運行中，若進入系統的風、水介質的溫度高于設計閾值，則冷卻系統的散熱能力弱化，導致發電機組溫度難以充分散出，引起發電機組溫度異常。若冷卻系統內進入泥沙等雜質，會影響冷卻系統的散熱功能，導致機組溫度增加。此外，水輪發電機組冷卻系統為風冷類型，若風道結構設計不合理，或者出現風道內積塵，引起風道通風不暢，也會增加機組的溫度，以期溫度異常問題。針對這些由于冷卻系統引起的溫度異常問題，建議技術人員先觀察溫度異常的情況，判斷之后對冷卻系統的運行環境進行檢查，觀察是否存在擋板遮擋、進水溫度異常、空冷器的出風口存在阻礙扥問題，并且做出調整。還需要檢查測溫元件，排除溫度數值誤報的情況，之后檢查空冷器、進出水管道、風道，及時去除內部阻礙與塵土，確保冷卻系統運行正常。

（3）由于元件損壞引起的溫度異常。在水輪發電機組運行過程中，由于其長時間處于連續作業狀態之下，很容易元件損壞的問題，比如：絕緣件損壞、短路等，導致鐵心消耗增加，溫度提升，燒壞定子繞組。針對這種情況，需要加強日常檢查，及時更換陳舊設備。

（二）振動異常及其解決方法

根據水利工程中水輪發電機組的實際情況，機組典型振動異常主要為以下兩種。

（1） 由于不平衡故障引起的振動異常問題。在水輪發電機組的運行過程中，由于機組安裝不嚴謹，導致機組及其構件的緊固程度不足，影響機組的運行狀態，長期下去出現機組的轉子、轉輪部位質量不平衡，促使機組轉動部分被施加徑向離心力。一般來說，這樣的振動異常是可以被儀器檢測出來的，具體特征為：轉子振動的位移諧波能量集中站在一倍轉頻;振動軸心軌跡呈現橢圓形、圓形。若出現這種情況，則需加強對機組整體安裝、零構件安裝的檢查，及時發現安裝不良的位置，及時解決問題。

（2）由于動靜摩擦引起的振動異常問題。在水輪發電機組安裝過程中，需要保證固定部件與轉動部件之間存在一定空隙。但是正是由于這種空隙，一旦機組部位出現強烈激勵作用，會影響機組轉動部件的運行軌跡，促使其旋轉中線偏離幾何中線，導致轉動部件發生摩擦碰撞。若發現這種情況，則需采用關鍵維護技術進行養護，以此提升機組轉動部件的運行性能。

二、水輪發電機組運行異常問題的綜合處理措施

（一）定時定期清洗檢查發電機組

為了確保水輪發電機組處于良性運行狀態之下，建議技術人員根據機組實際情況，制定科學的清洗檢查方案，及時清洗機組結構、定期檢查機組運行狀態，避免出現機組風道內部積塵、機組冷卻系統內進入雜質等問題，確保機組運行狀態穩定。在實際過程中，技術人員需定期檢查水輪發電機組的各項運行指標數值，將各項指標數值均記錄下來，形成資料;之后檢查發電機與水輪機，若出現上述等異常情況，則立刻分析原因，制定解決方案，對其進行檢修，或者更換部件。還需要對水輪發電機組的一次回路、二次回路進行檢查，觀察各個回路的連接點是否出現顏色異常、溫度變化等問題;檢查軸承溫度，若出現溫度超過規范范圍的情況，則立刻檢修。此外，在水輪發電機組的日常運行中，還需要進行抽查性的檢查，觀察運行過程中的機組狀態，采用儀器設備獲取機組運行的諧波數據與圖像，分析諧波分布情況與數值變化，及時發現異常情況，及時解決異常問題[3]。

（二）精準分析振動異常

根據水輪發電機組的振動異常與溫度異常分析，可以看出，機組異常問題引發原因較為復雜，若能夠精準檢測與判斷異常情況，則可以更有效地展開處理措施。以振動異常窩里，技術人員可以引入大數據技術對機組的振動數據進行分析。通過開展振動頻率數據分析，搭建正弦曲線信號分解圖，根據正弦波幅值、頻率構成頻譜等判斷機組的振動情況，及時發現振動異常為，精準聚焦振動異常的引發原因。在這一過程中，技術人員必須要確保數據的及時性與真實性，根據實時數據進行分析，這樣才能夠在復雜的振動現象中精準確定機組待檢修部位。此外，隨著水輪發電機組運行時間的增長，狀態檢修數據不斷增多，此時技術人員還可以利用大數據技術對以往歷史數據記性發掘，借助數據推導機組運行情況，判斷機組運行異常的類型及其原因。

（三）科學接觸保養零部件

水輪發電機結構復雜，機組零部件的使用性能對機組的運行狀態具有較大影響，建議技術人員加強度水輪發電機組內每個零部件質量的控制力度，嚴格把控零部件的運行情況、受損情況，尤其是要重點檢查零部件連接位置。在日常工作中，技術人員要根據水輪發電機組的運行計劃，制定零部件日常保養規劃，每個一個月檢查零部件連接情況，檢查軸承空隙，觀看空隙是否過大，若是則更換零部件，若不是則可以對零部件進行防腐保養，確保擋水板、水封等零部件處于良好運行狀態中，維護水輪發電機組運行的穩定性與安全性。在水輪發電機組運行2-3年之后，需要進行一次全方位大保養，重點檢查軸承誤腐蝕、轉輪焊接開焊等問題，及時檢修。

（四）靈活運用運行養護關鍵技術

根據上述對水輪發電機組的運行溫度異常問題、振動異常問題進行分析，可以發現，新機組安裝質量、機組運行過程中的性能狀態是影響異常問題的主要因素。因此，建議技術人員采用關鍵技術對機組進行運行養護。（1）落實新裝機組的維護關鍵技術。在安裝新機組時，需要對其進行絕緣檢測，將所有連線拔出，切斷發電機接線盒中的定子繞組末尾連接片;之后根據機組的實際情況進行進行檢測與分析，確保新裝機組的絕緣性良好、安裝質量彍。（2）根據水輪發電機組的運行異常問題來看，其長時間處于復雜作業環境中，若機組受潮，則會影響機組的運行性能，從而運氣溫度異常、振動異常。技術人員可以采用短路干燥法、電爐干燥法等方法進行處理，優化機組的運行狀態。

結語：

綜上所述，無論是水輪發電機組的溫度異常問題、還是振動異常問題，要想根本上規避問題，歸根結底都是要加強對水輪發電機組的運行維護與檢查，靈活運用關鍵維護技術，促使水輪發電機組時刻處于良好運行狀態中。根據上述分析與研究，可以發現，振動異常更加復雜，這既需要工作人員根據水輪發電機組的情況，掌握器運行規律，做好日常的檢修與維護工作，以便于及時發現機組運行的振動問題，避免異常問題被忽視，造成更多經濟效益損失。

參考文獻

[1]梁德帥.水利工程水輪發電機組運行異常問題及處理措施探析[J].地下水，2020，42（03）：235-236.

[2]譚振杰.淺析水輪發電機的運行及故障處理[J].設備監理，2020（01）：49-50.

[3]姚懷禮.水利工程水輪發電機組運行異常原因和處理對策[J].電力設備管理，2019（04）：95-97.