水电站水轮发电机组的常见故障与维护

董新华

摘要：现如今，水电站运行过程中需要诸多配套电气设备同时运转，而想要实现这一整套技术难度相当大，运行过程相对复杂，另外，这些电气设备复杂及精密程度与以往水利发电体系更大。在此种情况下，水电站水轮发电机组设备运行维护工作难度相对较大，工作者应对的维护问题更加复杂，假设不能有效促进维护和检修技术改革工作，则不能确保水电站发电过程的可靠性及平稳性。为此就需要总结发电机组运行中的常见故障类型，把握检修关键技术并做好故障处理以及维护工作，从而更好地促进水电站发展。

关键词：水电站；水轮发电机组；常见故障；维护措施

前言：新时期水电站的有效建设，对水轮发电机组的性能可靠程度要求更高。在此背景下，为了延长水电站水轮发电机组的使用寿命，降低这类设备运行故障发生率，则需要加强水电站水轮发电机组的故障分析与检修维护工作。鉴于此，文章首先分析了水电站水轮发电机组常见的故障，然后对其检修与维护措施进行了研究，以供参考。

1水电站水轮发电机组及常见故障

1.1温度异常故障

在发电机组运行中也会由于转子和定子之间旋转时产生摩擦问题，或者是与转轴出现摩擦问题而引发过热问题，摩擦问题会对转子的表面造成摩擦损坏，或者是由于负载过大而导致温度异常，这都会引发过热问题而损坏电路，或者是导致电力火灾问题。加之如果在高温环境中运行，没有做好冷却降温等工作，严重时可能会导致机组运行异常以及报废的问题。

1.2甩油故障

发电机组运行中，转子会长时间处于旋转状态，为了保证其正常运行并降低出现磨损问题的概率，则需要做好对转子部分的润滑保护工作。由于转子的体积和重量比较大，因此所需要的润滑油数量也比较多。但是如果润滑油量过多则可能会引发甩油故障，也就是将润滑油甩出，这就会导致润滑油数量的减少，进而加剧转子旋转过程中的磨损问题。还可能会由于机组内部温度较高，当润滑油被甩出之后则在机组内部出现被点绕而引发火灾的问题。为此就需要做好对机组内部润滑油的隔离保护工作，避免出现此故障。

2水电站水轮发电机组维护方法

2.1高温故障维护方法

针对水电站水轮发电机组产生的温度异常现象，技术人员要针对实际情况，积极探寻产生问题的原因，以便于采取合适的对策进行处理。通常情况下，水电站水轮发电机组在长期运行中，都会产生相应的温度异常现象，主要表现为温度逐步升高，倘若这种现状得不到及时的处理，就会造成重大故障问题的产生，导致水轮发电机组运行受阻。因此，技术人员在对水电站水轮发电机组进行日常维护的时候，必须牢牢树立故障防范意识，明确工作职责，一旦发现水电站水轮发电机组产生有功负荷大于额定负荷值的现象，要引起高度重视，并及时对额定值做出适当的调整。此外，针对由于测温装置性能较差而引起的温度异常故障，要首先将测温装置从故障部位移除，之后立即通知专业操作人员对测温装置以及水轮发电机组的其他运行设备进行检查与维护，最大限度减轻温度异常故障带来的不良影响。而对于冷却水压性能问题造成的温度异常故障，则必须由技术人员对技术供水系统进行全方位检查，同时，设置机组对备用水进行冷却，将水泵的水压有效控制在规定范围之内，进一步降低水电站水轮发电机组高温故障的产生机率。

2.2强化日常维护工作

针对此机组运行中的常见故障，在日常工作开展中，不仅要求工作人员掌握机组结构、工作原理以及实际运行环境、参数等具体情况，还需定期对设备中的积水进行清理，保证机组设备和系统在适宜的环境中运行。另外做好对机组内部各监测点温度的实时监测以及其他运行速度和输出功率等参数的监测工作，科学与合理整定运行数据。此外还要通过定期对机组的抽查质检工作，重点排查常见的磨损、老化以及甩油等问题，及时更换出现严重磨损或腐蚀、老化等问题的零部件，做好对各个零部件的注油等润滑保养等工作。

2.3信息融合的故障诊断技术

此技术在水轮发电机检修工作开展中比较常用，而且比较常用在机组的局部故障检测作业中。此技术的原理是通过两个子神经网络的应用，结合3层BP神经网络，控制总平方误差目标为0.02，置信门限为0.95。在应用此技术开展故障检测时，如果出现人工神经网络目标的输出数据显示转子的不平衡数值为0，则证明此部位正常，不存在故障。但是如果结果表明尾水管偏心涡带的输出数据为1时则证明出现了故障。此技术由于融合了BP神经网络以及D-S证据理论，在实际的故障诊断中表现出确诊率较高以及诊断结果更加可靠和准确等优点。

2.4反向选择故障判别算法

由于我国自身技术的限制，尤其是水轮机中核心零部件的设计与生产制作技术的限制，表现出核心技术以及所生产的核心部件与国外先进水平之间存在一定的差距。针对设备自身质量原因不可避免引发的故障，则需要通过反向选择算法开展故障诊断与排查工作，通过此种方法也推动目前的水轮发电机组故障检修工作。在应用此技术时，需对发电机组参数进行提前设置，如果在线监测到其运行参数超出了提前设定的定值，监测信号会表现出奇异的特征，提醒工作人员及时开展检修工作，并自动触发保护系统加以保护。此种算法的理论基础是免疫原理，结合人工智能技术表现出具有较高自动化和智能化水平的特点，可以针对水轮发电机组运行中的潜在故障隐患开展诊断工作。

2.5装配检修系统

发电机检修系统的应用有助于降低其运行中的故障概率，为此可以基于先进的互联网、无线传感以及大数据技术等构建故障检测和检修系统，开展对发电机组运行中常见故障的在线检修工作。以其中的无线传感技术为例，在实际应用中需要在系统设备上进行监测点的设置，而且在设置时要符合完整感知的要求，控制监测点的布置密度合理，满足实际需求。还要保证信号传输的通畅性，以及监测数据可以正常的像系统输入并开展分析工作。通过大数据技术的应用构建完整的数据库，在数据库中存储机组各个系统以及设备的正常运行参数，通过此检修系统实时收集系统和设备运行参数，并与数据库中的参数进行对比分析，以此来判断系统和设备是否存在异常。为了达到上述目的，要求此数据库中应包括机组运行标准参数、全天运行数值以及系统和设备的历史运行数据、检修维护记录、故障维修方法等内容。最后是进行智能警报系统的安装。结合上述大数据技术的应用，在检修系统监测到系统异常问题时，则可以判断故障表现极其可能造成的危害，同时发出相应的报警来提醒工作人员及时赶到现场进行检修和维护，最大化减少故障发生概率及其造成的危害。

结束语：

总而言之，中国现阶段水电站水轮发电机组维护工作中存在诸多问题，解决这些问题的关键在于维护素养与管理意识。所以，水电站相关管理人员在开展发电机组设备管理工作时必须提升自身维护管理意识，对科学的检修维护方案进行有效制定，融合信息技术与传统技术，科学使用相关设备，能第一时间发现设备潜在的各种故障问题，并加以处理，进而促进水电站的可持续发展。

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