陈子克

摘要：文章基于水电厂水轮发电机的构成原理，分析其运行中的常见诊断方法以及总结其运行中的常见故障类型和原因，提出了相应的发电机维护措施，以供參考。

关键词：水电厂;水轮发电机;常见故障;维护措施

1引言

水轮发电机是水电厂的关键组成部分，在复杂和恶劣的环境中长时间运行时也难免会出现各种类型的故障而影响其正常运行。最为主要的影响就是会降低供水产能并造成水电厂运营成本损失。这就要求水电厂的运维管理人员具有丰富的知识储备和高超的检修维护技能水平、设备故障应变处理能力等，还要在工作中不断积累和总结工作经验，总结水轮发电机运行中的常见故障并研究相应的维护措施。

2水电厂水轮发电机构成原理

水轮发电机的主要构成部分有定子、转子和励磁装置，其运行中为了避免在导水机构关闭时出现机组转速提高的问题，需要发电机转子本身具有较大的转动惯量，为此，水轮发电机通常体积和重量较大。此外，其中的励磁装置的主要组成部分是电源和调节器，其主要作用就是利用电流来形成磁场，推动发电机运行，具体地说就是通过其中的电源和绕组在定子和转子之间形成旋转磁场，在绕组切割旋转磁场时就会在切割导体内部形成随正弦函数变化的交流电。

3水电厂水轮发电机常见诊断方法

针对水轮发电机运行中的常见故障，通常采取查看和询问的方式进行诊断，这也在水电厂长时间运维管理中总结下来的经验。具体地说就是在发电机出现故障时，首先需要检修维护人员观察发电机组的外观，掌握其型号、使用年限等基本信息，同时也对故障具体表现和特征进行仔细观察，还要查看发电机的运行和检修记录等，通过记录中的数据对比等判断其中的异常。然后是通过询问的方式，也就是询问值班人员的方式来掌握其日常运行状态和故障前后的详细情况，结合其维修保养记录以及日常使用量、检测次数等来判断机组故障类型和原因。基于上述方式对发电机故障进行诊断之后，不仅需要及时检修发电机并恢复正常运行，而且还要给值班人员提供一定的建议和策略，有效预防故障发生并提供给值班人员相应的自检方法等来保证发电机的正常运行，或者尽量降低发电机故障所造成的危害。

除了上述比较常用的诊断方法，目前还可以通过先进精密仪器的应用来准确分析故障原因，缩短故障诊断时间，为值班人员提供一些科学建议。比如目前所用的水轮发电机组状态监测和故障诊断系统中，主要有状态监测子系统和故障诊断子系统两部分。前者中主要包括的模块有振动检测、发电机气隙监测、发电机定子绝缘监测、水轮机汽蚀监测、水压脉动监测、流量监测、温度监测等模块。后者则主要有转动部件的诊断模块、发电机的诊断模块、轴承的诊断模块以及水涡轮的诊断模块等。

4水电厂水轮发电机的常见故障

由于电气和机械是水轮发电机的主要构成部分，因此其常见故障也主要分为电气故障和机械故障两种类型，其中的电气故障主要有超负荷运转、温度过高、转子接地等，机械故障则主要有振动异常和空蚀等故障。

一是针对发电机超负荷运转引起的电气故障为例，在此故障发生时警报装置会发出相应警报，表现出定子电流值比额定电流值的1.1倍还要高。针对此故障，需要值班人员及时降低发电机组的励磁电流来保证发电机组的正常运行，避免对正常的发电计划造成影响。

二是针对发电机组温度过高故障来说，通常在出现涡流现象时会造成转子、定子和铁芯上出现部分电流，随着其运行时间的延长就会造成热量的不断聚集而导致温度升高，严重时会导致上述部件的局部熔融问题。

三是针对发电机组转子两点接地故障来说，在出现此故障时由于电流一定会经过故障点而形成回路电流，这就会引发发电机组故障。但是如果是一点接地则通常不会出现上述情况，只是在出现一点接地转移时会改变转子的正负极，从而会引发转子两点接地问题，直接导致温度过高或剧烈振动等危害。

四是针对剧烈振动故障来说，发电机正常运行中会出现轻微且规律的振动，只要振动幅度在允许范围之内则不会影响机组正常运行。然而由于多数机组故障会以振动异常来表现，因此振动故障的原因比较复杂，也难以仅仅通过振幅监测来诊断具体故障原因，需要配合其他诊断手段来排查故障原因。

五是针对空蚀故障来说，其通常是由于水力因素引起的、损坏发电机组的故障，而且通常其危害比较大且无法挽回。这就需要提前做好空蚀问题的排查和检测维修工作，避免此故障的发生并降低此故障造成的危害程度。

5水电厂水轮发电机的维护措施

目前人们对于电能的依赖程度不断提高，因此对电网运行的稳定性和可靠性有着较高要求，对于供电企业来说，需要发电机组长时间处于稳定运行状态且尽量减少停机检修次数。但是这也增加了发电机组出现故障的概率以及发电机维护工作难度。因此，首先针对引发发电机组故障的复杂原因，增加了检测难度，需要利用先进仪器来监控发电机组运行。其次要选拔具有较高业务水平和丰富理论知识储备的机组检修管理人员，同时要做好对管理人员的培训与考核，保证其掌握正确和先进的设备检修与管理技术。再次是在发电机组运行中做好定期维护清扫工作。比如要定期切换压轴装置中的油、定期向调速器杠杆连接部位注油、定期做好气水分离器的清扫工作等。最后就是定期做好发电机组中发电机和控制屏接线、接线绝缘层的检查工作、检查装置是否灵活以及外壳是否出现破损等。

6结语

水轮发电机是水电厂的核心设备，为了保证其正常运行，需要总结其运行中的常见故障，基于其原因做好故障快速诊断和排除工作，同时还要通过有效的维护工作来降低故障发生概率。还可以通过先进在线监测技术的应用，实时掌控发电机运行情况并进行调整和优化，合理制定发电机检修计划和内容，实现水轮发电机的“零故障”运行，提升水轮发电机以及整个水电厂的运行稳定性、安全性以及运行效率。

参考文献：

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[2] 吕泰良. 水电厂水轮发电机组常见故障及维护[J]. 黑龙江科技信息， 2018， 000（019）：40-41.

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