水電站機械常見故障檢修技術的應用分析

趙文歡

摘 要 水電站是節水發電工程的核心，其運行狀況直接影響到整個發電運行。因此，必須保證水力發電廠良好可靠的運行。許多水電站引進了新型發電機械設備，水電站機械化水平不斷提高。但是，水電站的機械設備在水電站使用過程中受到各種因素的影響和故障，阻礙了整個水電站的正常運行，這就需要采用科學有效的維修技術，保證機械設備的良好工作性能，延長其使用壽命。

關鍵詞 水電站 機械設備 故障維修技術

中圖分類號：TV7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）04-0046-03

隨著經濟的發展和人民生活的改善，人們對電力資源的需求也越來越大，因此電力行業對生產效率的要求越來越高。作為水力發電的核心設施，水力發電廠的關鍵作用是改變自然。水電站水滴產生的能量和大量的電能供應給人類的生產和生活。因為水力發電電動機在水力發電廠的安全運行中起著非常重要的作用，為此需要研究常見的故障，保障技術在水力發電廠機械設備中的應用，以確保系統的穩定安全運行。由于站點技術復雜，設備相對較多，一個站點會出現很多故障和問題，因此要做好水力發電廠機械設備的日常維護保養工作，才能保證水力發電廠的安全性和完整性。

1 水電站機械設備維護的重要性

水力發電廠的機械設備分為一次設備和二次設備，一次設備的核心作用是負責產生和運輸電能，而二次設備的關鍵作用是監控和保護一次設備，避免與發電和電能傳輸相關的設備故障。這就需要對水力發電廠的執行器進行維護，以便發現問題并處理隱患。確保電能不流失，設備正常、安全、高效地運行，創造更好的經濟性。因此，設備的定期保養和維修對于水力發電廠的正常運行至關重要。[1]

2 水電站機械常見故障維修技術的應用

2.1 穩定性故障排除技術的應用

穩定性測試是水力發電機日常維護工作的重要組成部分。可以綜合測試機械系統設備運行的可靠性和安全性。在實際工作過程中，水電站機械設備的可靠性缺陷主要通過試驗來確認，主要有調相測試、負載測試、瞬態過程測試常用的測試方法。在上述方法中，調相測試是專用于確定發電機故障的測試。測試是通過發電機組在發電機運行條件下不同轉速下的測量數據對發電機組進行分析，可以及時的調整參數差異，保持機械設備的穩定性。

2.2 水輪機密封缺陷修復及修復技術應用

水輪發電機組作為水力發電廠機械設備系統的組成部分，可以將水能轉化為旋轉機械，所以機械能驅動發電機發電。水輪機的密封失效是一種相對常見的失效類型，對電廠的整體運行會產生負面影響。在這個階段檢測和處理這些故障的主要方法是確保密封修復控制技術的控制方法來解決空心護罩損壞后出現的問題。一般情況下，空心護罩損壞后很難修復和更換，尤其是水電機組。因此空心護罩的損壞需要特別注意，因為它還會導致水力發電廠的其他安全問題。

3 發電機常見故障檢修技術應用

3.1 絕緣設置失敗

發電機絕緣設置不當，不僅會影響發電機的穩定運行，而且還容易引起安全事故，因此必須通過維護來保證發電機組的絕緣性能。發電機絕緣失效主要包括主絕緣損壞和絕緣損壞，如果發電機設計生產不足或舊工況較差，很容易損壞主絕緣，因此可加強鐵芯，防止電腐蝕。如果鐵芯不穩定，必須通過擰緊線圈槽楔或在綁扎的非晶格玻璃絲表面噴涂環氧漆來加固。同樣如果勵磁系統的直流和交流電路存在設備故障或雙重接地，發電機轉子絕緣也會失效。在因回路設備故障而絕緣不良的情況下，必須首先檢查回路，確定故障點，然后必須綁扎或撬開漏電的電源。同時勵磁系統雙接地時，需要減少導電環表面的飛邊，清理外殼上的灰塵，改變引出線到電極的方向。[2]

3.2 設備溫度過高

機組溫度過高問題是水力發電機運行中的普遍現象。排除故障時，要根據發電機的用電負荷和運行中的定子電流密度，判斷熱負荷是否正常，然后采取針對性的解決辦法。排除第一類誘發因素，計算風冷式冷水機去除的發電機在運行狀態下的總損失和總傳熱能力，如果后者小于前者，則風冷式冷水機總熱量應在機組中增加交換容量并且改善它。此外，還可以修改風扇和導風板結構，以提高系統的散熱能力，來應對因通風系統故障導致的發電機組溫度過高現象。

4 高壓適配器常見故障維修技術應用

4.1 變壓器中的熔斷器

當變壓器運行中葉片閉合時，由于物理設備運行，線路電壓升高，此時鐵芯飽和，勵磁電抗性能減弱，導致有效阻抗下降線路的電流值遠高于正常水平。熔斷器工作電流過高是最直接的原因，電壓互感器熔斷其根本原因是鐵磁飽和。處理該故障問題時，要避免壓石感應引起的鐵磁飽和線性，可將電抗器并聯到系統中，避免過壓引起的過流現象，還要保證正常穩定運行。

4.2 斷路器異常狀態

斷路器的異常狀態特別表現為拒跳、拒合，無法實現對電能傳輸的有效控制。斷路器是否沒有跳閘可以通過觀察保護燈和電路燈的狀態來判斷，當兩者都亮時，斷路器拒絕跳閘。此時必須及時斷開開關并檢查，根據線刀控制的好壞和線路是否跳閘，采取相應的維修措施排除故障。如果出現拒絕錯誤，可以通過檢查控制電源和保險絲來制定維護計劃。開關斷開后，綠燈和紅燈熄滅，電路中會有電流流動，所以需要判斷是新保險絲熔斷還是刀片接觸不良。如果交替閃爍，則需要判斷電路是否異常。

5 變壓器常見故障維修技術應用

變壓器是水力發電廠重要的機械裝置，起著調節電壓的作用，是輸變電過程中的核心設備。

5.1 油位異常

由于變壓器油位異常容易引起故障，因此需要檢查油位是否過高或過低，并采取適當措施控制在合理范圍內。如果冷卻器出現故障，很可能是油位太高，主要原因可能是因為冷卻器堵塞，無法流動。可以通過清潔污垢或排出多余的油來解決油位過高的問題。如果油位過低，應盡快加入適量的油。如有漏油，必須及時進行修理。

5.2 核心過熱

變壓器的鐵芯與電磁性能有關，以閉合磁路的形式存在，線圈的布置必須取決于鐵芯。鐵芯過熱是變壓器常見的異常問題，電源電壓過高、鐵芯閃動、繞組短路、油路堵塞、鐵芯接地等都會引起鐵芯過熱，因此需要詳細排查故障原因。如果供電電壓過高，必須根據變壓器的實際運行情況適當降低電壓。如果鐵芯有眩光，必須將鐵芯表面打磨光滑。當繞組發生短路故障時，應提高絕緣性能。當油道堵塞時，必須及時清除油道中的雜質，以保證通暢。如果鐵芯發生接地故障，應選擇寬度和厚度為30mm以上和0.5mm以上的銅板更換原板，并用絕緣子覆蓋外露部分。

6 主閥常見故障及維修

6.1 打開時不平整

為有效降低主閥開啟過程中產生的振動和驅動力，以平壓靜水開啟閥門，主閥在現實生活中不平的原因如下：D導葉泄漏量較大，沒有關閉或者間隙較大;蝸殼排水閥未關閉;旁路管道堵塞，手動閥未開啟或液壓閥堵塞。考慮到這些常見的缺陷，檢修時應注意以下幾點：當主閥完全關閉時，應對導葉進行移動清除異物，將導葉完全關閉，還要檢查兩對蝸殼排水閥和旁通管閥，確保它們處于正確位置。[3]

6.2 手動開關不起作用

故障原因：液壓低、液壓閥、操作電磁閥堵塞和油路短路。如果油路短路，油壓裝置內的壓力會繼續降低，會導致主閥不工作?？紤]到這些常見故障，維修時應注意以下幾點：如果閥門不能正常打開，應停止操作，更換電磁閥閥門。如果油路短路，應先進行復位操作，然后進行維修。

7 調速器的常見錯誤及維護

7.1 簽發主壓力閥

當主壓力分配閥分向開啟側時，導葉開啟至最大開度。當主壓力閥處于關閉位置時，會發出導向葉片。如果故障導致裝置跳閘，裝置會超速，一般在靜止狀態下很難發現該故障，因此應該增大或減小導葉的開度，有助于發現故障。針對這種常見的缺陷，維修時應注意以下幾點：如果主壓力閥是從開啟側發出，應關閉主閥。網格上的單元進行敲擊或重復遞增和遞減，而未連接網格的單元則在單元停止后進行上述處理。

7.2 反饋中斷

水電站調速器反饋有自復中式和機械雙站兩種，機械回彈主壓閥和負壓有重要作用。此外，電反饋中的拉桿斷裂或斷開會產生非常嚴重的后果。考慮到這種常見故障，在維護過程中應注意以下事項：機械回中當鋼絲繩斷裂時，機械液壓系統不能回中，這與主壓力閥在關閉側有下降信號時發出的情況非常相似。因此，當有增加調節信號時，必須關閉主閥。如果有下降信號，則需要對系統聯動裝置施加沖擊或重復施加增減沖擊。關閉主閥時，未經批準不得擅自改動調速器進行進一步處理。

7.3 伺服電機油運轉

嚴格來說，伺服電機中的油流不是故障，但伺服電機中的油滿是關鍵和危險點。由于這樣的事故在很多水電站都發生過，因此有必要對其進行分析，以便在實際工作中引起人們的注意?？紤]到這個常見問題，在維護過程中需要注意以下幾點：防止漏油作業，需要嚴格檢查注油工藝漏油槽無異常后，重新進行正式操作。

8 水輪機常見故障及維修

8.1 軸瓦溫升異常

如果軸瓦溫升高，應首先檢查潤滑油，如果潤滑油不夠，必須及時補充，也可以更換調整冷卻液壓力或切換供水方式。還要檢查執行單元的振動是否超過標準，如果振動不能消除應立即停機進行測試，監測停機是否正常，檢查軸瓦是否燒壞，如果是，應立即進行更換。

8.2 超速事故

超速事故的原因包括啟動和卸荷停機時調速器故障、甩負荷后調速器動態劣化或完全失效、操作員故障和測速裝置故障。

8.3 異常振動

設備異常振動的原因包括機械側的轉子不平衡，電磁方面的不對稱運行，這些常見故障在維修時需要注意。因此應盡量避免在振動區域工作，減少有功和無功負載。剪斷銷剪斷時，必須按有關規定及時處理。如有異常振動難以排除，威脅設備安全運行的話，應立即停機。

9 提高水電站機械常見故障維修水平的方法與對策

9.1 充分了解水電站設備管理

為確保生產設備的安全性和可靠性，必須首先了解水電站生產設備的方方面面，充分了解每個型號、每個部件、每個尺寸、每個編號，并進行分類和仔細檢查。編制不同設備系統的技術臺帳，各部分的詳細記錄和每個部件和每個零件都必須清楚地標明名稱和編號，以便生產設施得到有條不紊的組織管理。[4]

9.2 保持定期檢查工作習慣

許多水電站為了注重效益和效率，對設備特別是輔助設備進行了維護和檢查。

由于缺乏維修的考慮，缺乏資金和人力，最終會導致各種機器和設備出現故障，使水力發電廠運行不正常。因此，相關機械設備的操作和維護人員必須符合技術規范，定期檢查是必要的，同時還要了解設備大修后如何維護，設備是否符合質量標準要求。

9.3 加強設備維護

在實際操作中，既要有保養計劃，又要把保養工作落到實處。突發出現的缺陷必須在短時間內修復和完善，修復時間越短，收益損失越少。為了在最短的時間內處理和解決問題，需要在平時有一個事故修復小組，以確保事故發生后，工作人員可以有條不紊地進行搶修。水力發電廠經理可以根據以往經驗制定應急搶修計劃，進行分工、事故判定方法、修理完成后的調試工作，這些準備工作是為了在發生事故后，做到不驚慌，及時采取措施，在最短的時間內以最好的質量完成緊急搶修服務。

9.4 維護工作標準化

根據各水電站的實際情況，根據設備結構和特點，制定維護和運行規程。

明確設備維修人員數量、維修職責和工作內容。檢驗標準的標準化，學習前沿技術和新技術，并將其應用到實際生產中，提高維修效率和質量。檢修作業可一次性將設備檢修到位，對所有問題進行檢修，達到實際檢修目的。對所有大修項目形成定期、標準的大修工作流程，每個部分都應經過全面檢查和驗收。[5]

10 結語

綜上所述，水力發電廠機械設備的檢修和維護是保證水力發電廠正常運行的基礎。因此，設備的檢修尤為重要，需要進行完善的設置，以保證設備的安全可靠運行。同時維修體系和各領域人才的培養，需要全體員工團結協作、齊心協力，交流經驗教訓，做好設備維修工作和人員培訓，保障設備安全。水力發電廠機械故障種類多，維修技術復雜，要有效消除機械故障，必須加大維修技術研究力度，同時考慮到水力發電機的常見故障、高壓適配器的常見故障、變壓器的常見故障，需要對機械設備進行全面的檢查和應用，找出故障的根本原因。采用針對性維修技術，解決故障問題，確保水電站機械設備安全可靠運行和機械設備沒有出現各類機械故障的缺陷和隱患，是水力發電廠安全穩定運行的堅實基礎。

參考文獻：

[1] 李繼寶.水電站水電機組常見故障及檢修分析[J].科技風，2019（14）：44-45.

[2] 楊志成.水力發電廠電氣設備運行維護與故障分析[J].電力系統，2019（08）：154-155.

[3] 張維生.長灘河水電站[J].湖南水利水電，2018（01）： 77-78.

[4] 李旭.水輪發電機組運行維護探討[J].內燃機及附件， 2018（01）：158-159.

[5] 劉野，張曉創.水力發電廠機電設備檢修與維護[J].橡塑技術與裝備，2016（04）：99-100.