试述水轮发电机的运行及故障分析处理

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　　摘 要 随着我国经济与社会的蓬勃发展，在工业生产中水轮发电机得到广泛应用，且能在一定程度上影响到工业生产效率与质量。鉴于此，本文在对水轮发电机运行检修手段简要分析的基础上，对当前水轮发电机运行中的故障进行探讨，并提出相应的解决措施，希望给予我国相关行业以些许参考和借鉴。
　　关键词 水轮发电机;运行故障;解决措施
　　随着经济与科学技术的快速发展，电力作为当前我国社会发展的重要能源支撑，水电技术得到了显著进步。但现阶段关于水电发电机的运行检修技术尚不成熟，缺乏相关的经验，因而需进一步加强工作人员的检修意识，加强技术改造，确保水水轮发电机的正常运行。
　　1 水轮发电机运行问题
　　1.1 接地故障
　　水轮发电机组运行中所出现的机内或机外故障，可能会造成发生单相接地故障，若无法及时有效排除故障，则会转变为匝间或相间短路，从而损毁电机。
　　1.2 绝缘老化
　　通常情况下，为了能够确保定子绕组运行中的安全性，在其外层均含有绝缘层，但在运行时定子需同时承受于电、热以及机械影响，且该影响因素之间可起到相互转化作用。其中电老化因素在于绝缘内部伴有空气隙或者防晕结构故障;热老化因素自傲与设备运行中的温度过高，且超过了绝缘层的承受温度范围;机械老化则是因电磁振动所致的绝缘磨损与松散[1]。
　　1.3 温度过高
　　在水轮发电机运行的过程中，造成定子绕组运行温度过高的主要因素在于受到端部漏磁以及通风不畅影响，因而与正常温度相比会增高8-15℃支架。端部漏磁会造成线棒电流分布不均，从而股线的温度出现的温度差可达25-30℃之间;通常情况下，造成通风不畅的原因在于定子中部具有较大风速，而两端的风速较低，从而会导致中部温度低于两端温度，造成温度异常。
　　1.4 激磁回路多点接地
　　因磁极线圈振动磨卡、机组内部积灰、线圈内绝缘污秽等因素均会在一定程度上降低激磁回路绝缘能力，从而在过电压情况下，造成灭磁开关被击穿，甚至会造成飞弧接地的发生。若是因两点接地所致的短路，则会所引起的短路会扩大对机组的损坏范围;若为变压器线圈短路，则会导致变压器着火。
　　2 故障分析处理
　　2.1 水力故障
　　出现该故障的主要原因在于机组的运行状态与设计情况不一致所致。当在叶片振动区进行设计时，机组运行状态便会加剧振动，且随着水流因上游垃圾或碎石块等会造成其卡在叶片间，出现严重情况时便会导致转轮的堵塞[2]。
　　2.2 电气故障
　　机组运行中所出现而对振动因素主要包括转子零件的缺损、定子铁芯压装不紧实以及转子与定子间隙不均匀等。当机组存在带负荷运行状态时，则会出现因铁芯不紧实而所致的振动，为了更好地解决该问题相关人员可采用压紧铁芯方式。除此之外，当转子与定子间存在不均匀间隙时，便会造成转子圆度欠缺，且随着机组从空载到上负荷，便会逐渐增大其振动幅度;若转子上的零件出现裂纹或松动，则会在一定程度上对转子平衡造成破坏，因而加剧振动状态。
　　2.3 油膜振荡
　　出现该故障原因在于当机组的转速高于一阶临界状态两倍速度时，则会在一定程度上加剧其振动范围，从而造成油膜振荡的发生。导致该类现象的原因在于主轴稳定性，因而需加强相关人员对机组运行状态监控，建立确保机组正常运行的标准，旨在及时地发现其中问题。近年来，随着我国水轮发电机在信号处理以及传感器等新技术的应用，能够事前预控运行状态，并根据监测数据做出相应处理。
　　2.4 机械故障
　　机械故障原因在于主轴过细、轴系不对称以及转子不平衡等原因所致，其中因转子不平衡所致的离心力也是造成机组振动的原因。同时转子转速与其振动的幅度之间具有一定的相关性，也就是当转速越高，则会扩大其振动幅度。而导致轴系不对称的原因在于缺乏安装资质或者技术人员的技术水平欠缺等，轴系不对称会在一定程度上增加机组的振动幅度，主轴过细则会影响其刚度，特别是在超负荷运行中，因刚度不够极其容易造成绕度振动的发生[3]。
　　3 检修要点分析
　　3.1 状态检修
　　在对水轮发电机组参数及运行状态，利用计算机监控专家系统能够对其予以全面的记录、监视、预测以及检测等。当设备在运行过程中出现任何异常情况时，相关人员需对其进行科学合理的诊断，并为其提供真实可靠监测报告，对其予以针对性检修，以确保机组安全稳定的运行。因此，可以于机组重要部位安装双重化自动化传感元件，也就是当机组中的某一自动化传感元件发生故障，通过计算机监控专家系统便能对其进行及时准确处理，且会对机组的安全运行予以准确判断。
　　3.2 定期检修
　　定期检修制度的制定是基于大量的机组运行资料而成，经过相关人员的分析与总结，检修周期均严格按照机组运行故障时间间隔予以决定。通常情况下，水轮发电机组检修工作尽可能地安排在枯水季節，可通过数小时将已经发生损失机组尽可能地降低发电损失，针对电网而言只要具备一个足够备用容量，便完全可以进行部分机组的检修工作。除此之外，由于安排充足的定期检修时间，因而能够周全考虑到各种突发情况，同时也能处理不易监测到水轮发电机组缺陷。鉴于此，对于一般的缺陷与小故障均留待枯水季节时予以处理，尽可能地避开丰水季节，提高企业的经济效益与社会效益[4]。
　　4 结束语
　　总而言之，城市化进程逐步加快，社会对电力能源的需求量持续增加，电力施工项目作为城市建设的重要工程，在水电方面也取得了一定成就。但在实际运行过程中仍然存在较大问题，为确保水轮发电机的安全稳定运行，就需要相关人员要及时检查发电机，以做到及时发现问题并解决问题，避免故障的发生。
　　参考文献
　　[1] 李中保.水电厂水轮发电机组常见故障及维护[J].建筑工程技术与设计，2018，（33）：3254.
　　[2] 胡广.水电站水轮发电机的运行与维护方式研究[J].建筑工程技术与设计，2018，（33）：3068.
　　[3] 杨文才.水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施[J].数字通信世界，2018，（11）：273.
　　[4] 李寿永.水电站水轮发电机组的常见故障与处理技术分析[J].建筑工程技术与设计，2018，（27）：1947.
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