摘要：随着中国特色社会主义建设的快速发展，我国对电力的要求也越来越大，这就促进了我国电力的快速发展。水电厂水轮发电机组是比较复杂的，其中涉及电气以及机械两个部分，并包括水系统、气系统以及油系统等辅助设备。水轮发电机在实际运行过程中会受到诸多因素的影响，容易出现故障，使得水轮发电机组的运行受到限制，不能正常供应电能。文章对水电厂水轮发电机组常见故障及维护进行了探讨。
关键词：水电厂；水轮发电机组；常见故障；机组维护；电力系统
1水电站水轮发电机组的结构与工作原理
组成水轮发电机的主要成分是定子、转子和励磁装置。隔震结构、定子机座和定子铁芯组成水轮发电机的定子。而水轮发电机的转子是由主轴、轮臂、轮毂、磁轮、风扇、端压板、磁极、制动阀板等组成的。因为，水电站的水轮发电机组的导水机构的关闭是需要一定时间的，所以，为了要防止水轮发电机在关闭时电网解列的过程中机组的转速升的过高、过快，这就要求水轮发电机的转子要具有足够强大的转动惯量。这也就使得发电机的转子比较笨重，在发电机进行同步运行中，水轮发电机组中的励磁绕组一定要通过直流电流，从而建立起发电机运行时的所需磁场。而这个通直流电的励磁绕组所提供的这个系统包括：励磁电源、励磁调节器、励磁绕组及其相关设备，所以，它的总称就是励磁装置。由于，水轮发电机的转子是由水轮机带动的，它给发电机提供励磁绕组和励磁电源，因此，就会在水轮发电机的定子和转子之间产生气隙，而这个气隙就是形成的一个旋转磁场，叫做水轮发电机的主磁场。并且，它的变化规律是按照时间的正弦规律变化的，当水轮发电机的主磁场与定子绕组产生切割时，就会在定子绕组中产生随时间变化的正弦交流电动势，从而来发电，这就是水轮发电机的工作原理。
2水轮发电机组常见故障
水轮发电机组故障是指水轮机完全或者部分丧失其工作能力，也指其达不到所确定的基本工作参数所要求的全部或部分技术要求的工作状态。其所发生的故障一般分为渐变式故障和突发性故障。渐变式故障是由于发电机组在工作状态下由于长时间的振动或摩擦，导致其配件发生较为严重的损坏、老化现象或由于交变荷载长期作用下零件产生的疲劳破损，介质的长期侵蚀、相邻部件相互摩擦作用所导致；突发性故障大多数情况是由于突变荷载超过了材料所允许的范围所引起的零件破裂、形变，或是由于制作质量隐患产生的突发断裂，也有可能是因为检修人员对机组的错误操作，致使机组没有预见性地发生故障。以下即是对水轮发电机组的几项主要故障进行讨论：
2.1温度异常故障
中小型水轮发电机组在运行过程中由于设备的运转和零件的摩擦，必然会产生热量，如果长时间温度过高就会导致设备机械的损耗。一般有设备损耗、磁损耗、电损耗和冷却系统工作异常的故障。其中，最容易受高温影响的是发电机导轴承，故障时用常规检测方法根本无法解决问题，只能通过全面检修才能真正作用于故障发生点，使故障解决排除。所以定期对设备进行全面检修十分必要，预防性地解决故障问题，提高水轮发电机组的工作效率：另外，由于水导瓦温的铸造和水轮机主轴的车削、剖光的设备问题，水导油盆缺油，无法及时散热致使水导瓦温升高，而造成设备破损、故障甚至出现事故。这些都是由于温度异常引起的常见故障。
2.2水轮机甩油故障
水轮机在运转过程中经常会出现甩油状况，其发生原因主要有以下三种：①水轮机油箱加油太满，超过了规定界限；②水轮机运转幅度过大，摆动范围超过允许值；③油箱顶部密封螺钉松动，封闭不严，造成油甩出。这项问题常见，但是隐藏着极大的隐患，油箱太满，或者摆动幅度过大都会造成水轮机运行过程中的设备损耗，影响设备的正常使用寿命。如果摆动幅度太大必须停机检修设备，预防故障更加严重。加强密封处理，减少甩油现象再次发生。
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2.3发动机并网受阻故障
水电厂水轮发电机的同期控制方式多为自动准通期和手动准同期，它是指在发动机并未并网前已经励兹，调解发动机的电压和频率，使其与系统运行的电压、频率和相位达到一致（或是基本一致）时，对发电机断路器进行合闸，使发动机与系统进行并列运行，其方式的不同在于并网过程中采用手动和自动的区别。准同期的运行标准是电压相同、频率相同、相位相同，但是在实际操作中并没有那么理想，总会有一定误差存在，这种误差不能消除只能尽可能减小，所以无法避免并网故障的可能性。
3水电厂水轮发电机组的维护策略
通过对水电厂水轮发电机组常见故障的分析，要处理故障就需要做好水轮发电机的检修与维护故障，及时分析水轮发电机组运行中的隐患，及时对破损的零部件进行更换，保证水轮发电机组能够正常运行。
3.1科学地检查水轮发电机组
要使水轮发电机组的故障发生几率减小，就需要及时对发电机组进行检查，具体如下：明确水轮机的外壳有无开裂，是否完好，螺栓连接是否牢固。调速器、传动装置等是不是能够灵活地运行，与联轴器有效的连接，传动带的接头是牢固的，其松紧度也能够与发电机的运行需要相适应。对全部的阀门以及导叶进行检查，保证其处于正常开关状态。各个轴承以及润滑的位置按照要求润滑，油质以及油面都满足实际需要。电气设备检查如下：保证发电机以及控制屏的接线是安全的，检查绝缘是否存在破损。将发电机的转子转动，观察判断是否存在异常的撞击和摩擦声响。检查电刷与换向器之间的接触是否良好，保证电刷的压力合适，刷握过程中检查各个开关能否灵活地分合，将全部熔断器的熔体插上。控制屏上面的开关位置是正确的，发电机是空载状态的。
3.2强化水轮发电机的维护
结合水轮发电机组的实际情况，定期进行清理，使水轮发电机组干净整洁，周围没有杂物和积水，并将影响水轮发电机组正常运行的问题及时处理。要定期对压油装置的油泵进行切换，避免电动机受潮。定期给调速器杠杆连接位置注油，避免出现锈蚀的情况。汽水分离器也需要定期清扫、放水，避免有杂物将其堵住。备用机组要进行橡胶水导轴承备用润滑水的投入试验。为蝶阀轴承定期注油。如果河流中泥沙比较多，还需要对轴承、转轮以及导叶等受泥沙磨损情况进行观察。如果是北方的水电厂，还需要避免冰冻损坏水轮机的转轮叶片。
3.3提高管理人员水平
要定期对水电厂的技术以及管理人员进行教育培训，使其掌握更加丰富的理论知识，能够对发电机组中出现的故障科学分析，提高其操作水平以及技能。教育培训过程中，对于养护、检修、故障处理等不同工作人员制定针对性的培训计划以及活动，可以开展现场的技术问答、讲座、实际操作、基本功表演等。通过老带新的方式培训新进入水电厂的工作人员。在对发电机进行监督管理时，还需要完善的管理制度以及值班方式，有专门的工作人员负责，并对其具体分工。在现场运行的章程中需要明确规定“无人值班，少人值守”管理制度设备巡回检查制度。
结束语
总之，水轮发电机组的故障与维护是非常重要的，要想在这方面的工作有所提高，就要不断地对工作的人员进行培训，不断总结经验，提高技术水平，从而在学习的过程中保证水电站水轮发电机的安全性和稳定性。
参考文献：
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[2]李煜庭.水轮发电机组运行与维护要点分析[J].黑龙江科技信息，2010.
[3]马彩萍，宋建英.积石峡水电站水轮发电机组参数选择[J].水力发电，2011，3（11）：45~46.
论文作者:王汉仁,刘路辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/11
标签：水轮论文; 机组论文; 水轮发电机论文; 故障论文; 水电厂论文; 水轮机论文; 发电机论文; 《电力设备》2017年第22期论文;