水轮发电机组工作中存在的问题及维护注意点论文

水轮发电机组工作中存在的问题及维护注意点论文

　水力发电站已经成为我国当前重要的电力发电方式之一，其在我国电力产业中占有重要的一席之地，也是我国主要的发电方式。保证水力发电站的运行正常关系到我国人民生活的长治久安，关系到我国社会主义事业建设的顺利发展，因此，相关工作人员必须保证水轮发电机组的正常运行，定期对水轮发电机组进行维护，在发现问题的时候尽快进行维修，做好日常设备的管理工作。

　 1 水轮发电机概述

　水轮发电机的主要作用是将水轮机旋转的机械能最终转换成为电能，其结构与性能的好坏对电站的安全、稳定、高效运行起到了至关重要的作用。其组成主要包括定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件。水轮发电机依照布置方式，可以分为卧式和立式两种。卧式水轮发电机适合中小型、贯流及冲击式水轮机，而一般低、中速的大、中型机组则采用立式发电机。同时，依照推力轴承位置进行划分，其立式发电机又可以分为悬式和伞式两种，推力轴承位于转子上方的发电机称为悬式发电机，其适合用于转速100r/min以上。推力轴承位于转子下方的发电机称为伞式发电机，无上导的成为全伞式，有上导的称为半伞式，其适用于转速在150r/min以下。影响水轮发电机运行的因素主要包括机械振动、电磁振动、水力振动。机械振动的干扰力主要来自机械部分的不平衡力、摩擦力和其他力；电磁振动的干扰力主要来自发电机电器部分的电磁力；水力振动的干扰力来自引水系统和水轮机水力部分的振动。因此，在关注水轮发电机组运行的过程中要注意其影响因素对水轮发电机组所产生的重要干扰，同时在维修、维护的过程中也要注意其影响因素的检测与检查。

　 2 水轮发电机组运行的常见问题

　1） 定子绕组运行温度监测。定子绕组运行温度监测一般情况下通过测温器进行检测，制造厂商在槽内安装电阻型测温计，通过测温计检测设备温度，其监测过程是通过使用特制的线棒埋设热电偶，通过热电偶的热传导作用对温度进行测试，一般进行温度测定的环境为额定工况下，绕组热电温度最高处比槽内线棒间温度高30℃~40℃。

　2） 定子绕组绝缘老化。定子绕组绝缘作用非常重要，其能够起到减缓机械老化、减缓电老化、减缓承受热老化的作用，此三者如果作用不好，则会让设备的老化速度加快，对设备的长期使用产生损害。对于机械老化，企业在解决此问题的时候大多在端部应用环氧适形材料，通过玻璃丝带加固，槽位进行毛毡垫条，双侧打紧槽楔，此方法能够解一时的燃眉之急，但是经过多年的运行之后，其稳定性依然受到挑战，尤其槽楔部分，松动明显，需重新固定。对于电老化，其重点为绝缘体外表面的防晕结构，此结构对于端部和槽部的完善情况还有待改善，绝缘内部的空气消除还没有达到理想目标。对于热老化，则主要考虑对其温度的检测，要注意温度不要超过绝缘体所承受的最高值。

　3） 定子绕组绝缘污秽。当前阶段，很多水轮发电机组内部都会出现积灰现象，常年使用所产生的油污也比较严重，积灰与油污的产生对于设备的运行影响较大，同时也会影响铁芯的散热情况，严重情况下还会引发火灾事故。通常在检修过程中，使用压缩空气吹扫，或者使用毛刷、白布与溶剂进行清洁，次清洁方式容易使设备清洁不到位，无法达到更本清洁的目的。

　4） 发电机灭火装置。现阶段我国使用的灭火装置大多为水器灭火，灭火设备也多为人为操作进行灭火。灭火应当为在发电机组管控设备出现跳闸情况，管理人员发现设备出现冒烟情况或者闻到有焦糊味道的时候，立即进行灭火操作。首先使用手动关闭灭火装置的渗漏排水阀，之后打开供水阀，保证水源的充足供应，启动消防阀，同时要对发电机的孔盖和门进行关闭，给水延续到发电机下部盖板已经漏水为止。但是当前阶段对于供水阀、排水阀、消防阀的检修不到位，在使用过程中发现阀门无法使用，引起火势蔓延。

　 3 水轮发电机组的维护要点分析

　31 做好设备检查工作

　做好设备的定时检查和巡回检查能够保证及时发现问题，及时对问题进行解决，保证水轮发电机组的正常高效运行。在进行检查和巡回检查的时候要注意以下问题。1） 对水轮发电机组的运行参数做好记录，其运行参数必须在规定的范围之内，如发现运行参数超出范围应当进行及时记录，并进行及时检查。2） 对一次回路、二次回路的连接处进行检查和记录，确定连接处没有发热、变色现象，电流、电压是否正常、稳定，有无异响，油断路器部位有无漏油情况，油色、油位是否正常。3） 发电机有没有不正常的声响，水轮机的声音是否正常，如发现有不正常声音出现应立即进行检查与检修。4） 对发电机进行异味检查，如出现焦臭味道则说明发电机出现异常情况，应对其进行检查与维护。同时，还要对发电机的摆动和振动进行检查和检测，查看器摆动幅度已经振动情况。5） 对水轮发电机组本身进行检查，查看器轴承温度是否有发热情况，如果出现局部过热也属于不正常现象，日常检查可以用手背进行测试，感觉不烫手即可，如果必要也可以使用专业工具进行测试，确保其温度正常。6） 检查各个部位的电刷，电刷部位只允许有少量火花产生，超过范围值则属于不正常，需进行故障排除。

　32 做好日常清扫工作

　根据水轮发电机组的运行情况做好日常的清扫工作，正常来说每天都应当对其进行打扫与检查，保证设备的正常运行与清洁。在对设备进行清扫的时候要注意清扫设备的积灰和油污，避免因为积灰和油污给设备带来损害，影响设备的正常运转，及时清扫影响设备运转的隐患。

　33 做好用油管理

　水轮发电机组的用油情况比较突出，做好设备的用油管理也是设备正常运行的必要条件。1） 对设备的用油情况做好记录，及时观察设备用油的状态，避免设备用油过程中掺入水分和杂质，降低用油纯度，对设备造成损害。2） 对设备的使用油做好记录，对设备专用油做好管理，避免设备在使用油的时候见油就用，有的甚至把机械油与绝缘油混合使用，对设备造成严重损害。杜绝此情况应当设定专门管理人员对油进行管理，机械油与绝缘油分门别类进行管理，保证设备的用油适当。

　 4 结语

　水轮发电机组的正常运行对于整个发电站来说影响重大，其关系到我国水电站的经济效益。因此，做好设备的运行管理与维护非常重要，其不仅仅关系到水电站的长久发展，更关系到我国社会主义的实现。发电站应当对此引起高度重视，结合实践对设备进行管理与维护，让水轮发电机组更好的为水电站服务，更好的为祖国社会现代化建设服务。

　 [参考文献]

　[1] 黄光辉，郭鸿鹅。水轮发电机组运行与维护探讨[J]云南水力发电，2013

　[2] 梁海滨。水轮发电机组运行与维护要点分析[J]科技创新与应用，2013

　[3] 孙鑫，杜巍。试论强化水电站水轮发电机组运行与维护的必要性[J]民营科技，2012

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该现象分为以下三种情况：

1机组手动空载频率摆动为05~10HZ，自动空载频率摆动为03~06HZ。

分析：机组手动空载频率扰动大，调速器参数设置不当。

处理方法：进一步调整PID调节参数(bt，Td，Tn或Kp，Ki，Kd)，调整继电器的反应时间常数。

Ty，最小化机组自动空载频率的摆动值。

2机组手动空载频率摆动03~04HZ，自动空载频率摆动03~06HZ，调节PID调节数。

Bt、Td、Tn或Kp、Ki、Kd无明显影响。

分析：继电器的反应时间常数Ty过大或过小。

处理方法：调整电液(机械)伺服系统的放大系数，使伺服电机的反应时间常数Ty减小或增大。当伺服电机在调节过程中高频抖动时，Ty过小，当伺服电机运动缓慢超调时，Ty过大。

3机组手动空载频率摆动02~03HZ，自动空载频率摆动大于等于上述值，PID参数不调整。

显著的进步

分析：继电器对导水机构和/或导水机构的机械/电气反馈存在过大的死区。

处理：机械液压系统处理，减少反馈机构死区。

4微机调速器使被控机组频率跟踪待并网频率，后者摆动较大，导致机组频率摆动较大。

分析：被控机组要并入的电网是小电网，频率摆动较大。

处理：调整微机调速器PID调节参数：Tn向稍大的方向变化。

第二，并网机组的继电器装置开度自动减小。

当机组并网自动运行时，导叶接力器开度自动减小(也称“滑负荷”)，该现象分为以下四种情况：

1继电器开度(机组负荷)与电网频率关系正常，调速器自动从开度/功率调节模式切换到频率调节模式。

分析：随着电网频率的增加，调速器根据静态特性(bp)降低负荷。

处理：如果被控机组并入大电网，不具备电网调频功能，可以取较大的bp值，调速器可以工作在开模式或功率模式。

2由三个因素构成：YPID处于大仓位；电液转换器的平衡电流(电压)在开启方向；导叶向关闭方向移动。

分析：电液转换器卡在关闭侧。

处理：检查并处理电液转换器开关并清洁机油滤清器检查电液转换器并消除堵塞现象。

3它由三个因素组成：YPID与导叶实际开度Yg一致；机组负荷接近空载状态；机组二次回路电源消失或切换。

分析：机组油开关误操作

处理：检查机组送至微机调速器的油开关辅助触点，确保机组二次回路不间断供电。当机组的油开关断开时，有些微机调速器在一定转速下将电气开度限制降低到空载，或立即关闭到空载位置。

4它由三个因素组成：YPID与导叶实际开度的反馈指标基本一致；导叶实际开度明显小于YPID调速器发出“导叶故障”信号。

分析：导叶行程电反馈位移

处理：将调速器切换到手动，检查导叶接力器位移，调整并可靠固定开度变送器的锁紧紧定螺钉。

第三，导叶接力器出现跳跃运动或抖动现象。

调速器继电器抖动现象分为以下四种情况：

1它由两个因素组成：电气设备的启动/停止

处理：机组的频率信号(残压信号和/或齿盘信号)应通过各自的带屏蔽的双绞线连接到微机调速器上，屏蔽层应在一点可靠接地。不要将频率信号线平行或靠近强电源线或脉冲信号线布置。

3抖动现象没有明显的规律性，似乎与机组运行的振动区域和运行人员的操作有关。

分析：接线松动，接触不良。

处理：检查微机调速器接线端子、电液转换器等电/机械转换装置、导叶接力变送器、机组功率变送器、水头变送器、调速器内部接线的连接情况，并进行相应处理。

4当调节器输出变化较大时，主压力分配阀跳动，油管抖动，接力器过度动作。

分析：导叶接力器反应时间常数Ty小

处理方法：降低电液(机械)伺服系统的放大系数，使伺服电机的反应时间常数Ty取较大值。

四。运行期间自动切换调节模式

调节模式的自动切换可分为以下两种情况：

1并网机组的调速器工作在功率调节模式，并自动切换到开度调节模式。

分析：机组功率变送器故障或断开。

处理：检查微机调速器在切换开度调节模式下读取的机组功率值。如果机组功率与导叶实际开度相差较大，可确认机组功率变送器故障或断线，应检查并排除故障。

2机组并网调速器工作在功率调节或开度调节模式，并自动切换到频率调节模式。

p>分析：电网频率变化过大或测频环节有故障

处理：机组并入小电网或带孤立负荷，这种切换是合理的，若电网频率变化过大，不必强行切换至功率调节或开度调节模式下工作。

机组并入大电网，若电网频率十分稳定，则这种切换应足够重视，应观察电网频率变化情况，并检查微机调速器的频率测量及显示结果。可将其切换至开度调节/功率调节模式工作，观察一段时间，以确认频率测量环节的工作是否正常。

五、甩负荷过程中出现的不正常现象

其现象分为以下六种情况：

1、甩100%负荷过程中，导叶接力器关闭到最小开度后，开启过于迟缓，或重启过快，使调节时间过长

分析：PID调节程序中负限幅整定不当

处理：合理设定负限幅值

2、甩>75%额定负荷过程中的水压上升值过大

分析：导叶接力器关闭时间过短

处理：检查是否接力器最短关闭时间过短，若是，按调节保证计算，加长导叶接力器关闭时间值

3、甩>75%额定负荷过程中的机组转速上升值过大

分析：导叶接力器关闭时间过长

处理：检查是否接力器最短关闭时间过长，若是，按调节保证计算，缩短导叶接力器关闭时间

4、甩>75%额定负荷过程中的水压上升和/或机组转速上升值过大

分析：两段关闭特性不合要求

处理: 按调节保证计算，调整两段关机速度及拐点，或重新进行过渡过程仿真计算，寻求合理的两段关闭速度及拐点，重新进行整定

5、甩>25%额定负荷时，导叶接力器的不动时间过长

分析：调速器转速死区ix偏大

处理：①检查并减小机械液压系统死区

②适当增大综合放大系数

③适当加大Tn或KD值

6、机组油开关未动作，仍在“合上”位置，但送给调速器的机组油开关接点断开，导致甩负荷或减负荷

分析：机组油开关接点误动作（断开）

处理：①完善机组二次回路电源接线，防止机组油开关辅助继电器误动作

②微机调速器程序中对油开关辅助接点进行断开延时处理（但应慎重）

六、 与水头有关的故障现象

水头有关的故障现象分为以下三种情况：

1、开机过程中，机组频率到不了额定频率50Hz

分析：空载开度运行值偏小

处理：①人工设定的水头值高于实际水头值，使查表插值得到的空载开度值小于应有的空载开度，需人工设定正确水头值

②程序中的设定的空载开度值偏小，应根据水电站实际空载开度修正

2、导叶接力器增大不到合理的最大开度

分析：①电气开限增大不到应有的最大值②导叶反馈调整偏大

处理：①人工设定的水头值高于实际水头值，使查表插值得到的电气开限最大值偏小，应人工设定正确水头值

②程序中的电气开度限制最大值的节点值小于应有的值，应修正上述节点值

③导叶反馈调整偏大

3、机组效率降低，运行中振动偏大

分析：①双调整调速器可能是协联关系不正常 ②机组运行于气蚀区

处理：①人工设定的水头值不等于实际水头值，使插值得到的协联关系不正确，应人工设定正确水头值②避开气蚀区运行工况。

水电站运维管理技术服务

相关问答：调速器的输出端没有电是什么原因？

调速器的输出端没有电是什么原因？

答；常用的调速器的工作原理都是利用双向可控硅来进行调压，一般无输出都是由于所控制的电机或灯泡负载过载而将双向可控硅烧毁，或者调速的电位器内部氧化，产生接触不良引起的。下图为简单的调速器控制实物图。

这种调速器一般控制功率都不大，使用中经常出现故障。下图是这种调速器的电路图。

调速器的电源电流经过开关，流向双向可控硅的T2，再由T1流入负载(电扇或灯泡)，也就是说，这些负载与双向可控硅是串联在一起的。

如果提问者对电子技术感兴趣，且家中有万用表和焊接电烙铁就好办了。

将调速器拆开，看双向可控硅是否损坏，这里我教提问者和有类似需要的阅读者简单方法，

用指针式万用表或数字万用表来进行简单的测量；

首先，用万用表首先找出主电极T2。将万用表拨至R×100挡，用黑表笔接双向晶闸管的任一个电极，红表笔分别接双向晶闸管的另外两个电极，如果表针不动，说明黑表笔接的就是主电极T2。否则就要把黑表笔再调换到另一个电极上，按上述方法进行测量，直到找出主电极T2。

找到T2后接下来，再按下述方法找出T1和G极。由上图可知道双向晶闸管T1与G是由两个PN结反向并联的，因设计需要和结构的原因，T1与G之间的电阻值，依然存在正反向的差别。用万用表R×10或R×1挡测T1和G之间的正、反向电阻，如一次是22Ω左右，一次是24Ω左右，则在电阻较小的一次（正向电阻）黑表笔接的是主电极T1，红表笔接的是控制极G。

主电极T2与控制极G之间的正反向电阻值，在正常情况下两次测量时的电阻值均接近无穷大∞；若测的电阻值均很小，则说明该晶闸管已经击穿或存在漏电短路。

到当地的电子器件商店购买损坏的元器件(包括双向可控硅，调速电位器)，回家自己慢慢的捣鼓，一般情况下都是很简单的。