水电厂水轮发电机组常见故障及维护

Electric Power System Equipment运行与维护

Operation And Maintenance2020年第1期

2020 No.1

水电厂水轮发电机组常见故障及维护

何兴伟，曾翠竹

（中国水利水电第五工程局有限公司，四川成都 610000）

［摘 要］本文介绍了水轮发电机的构成原理与组成，对水轮发电机的常见故障进行了讨论，对水轮发电机的诊断方法进行了阐述，并提出了相应的维护措施。［关键词］水电厂；水轮发电机；常见故障；故障维护［中图分类号］TV734　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）01–0073–02

On the Common Faults and Maintenance of Hydroelectric

Generating units in Hydropower Plants

He Xing-wei，Zeng Cui-zhu

［Abstract］This paper fi rst introduces the constitution principle and composition of the hydrogenerator, then discusses the common faults of the hydrogenerator, which mainly include the overload operation in the electrical fault of the generator set in the hydropower plant; the high temperature or the grounding of the rotor and stator in the working operation of the generator set in the hydropower plant; the machinery with strong vibration of the Hydrogenerator in the hydropower plant The mechanical failure of cavitation occurred in hydro generator of hydropower plant and the stability of power grid system decreased. This paper expounds the diagnosis methods of hydro generator in hydropower plant, including observing the appearance of hydro generator unit in hydropower plant, asking the equipment management personnel and relevant staff of hydro generator unit in hydropower plant, using scientifi c and advanced detection instruments to diagnose hydro generator unit in hydropower plant. According to the above fault progress I, the corresponding maintenance measures are proposed, including strengthening the maintenance work of the water turbine generator unit and improving the comprehensive quality level of the management personnel of the water turbine generator unit. It provides the related documents for the common faults and maintenance of the hydroelectric generating units.

［Keywords］hydropower plant; hydro generator; common fault; fault maintenance 1 水轮发电机的构成原理与组成

水轮发电机组的组成构造是由励磁装置、转子以及定子组合而成的。水轮发电机组中的励磁装置中主要包括调节器、绕组以及励磁电源等装置；水轮发电机组中的转子主要包括制动阀板、磁轮、磁极、轮臂、风扇、轮毂以及主轴等结构；水轮发电机组中的定子主要包括隔震装置、底芯以及定子机座等结构。

发电厂水轮机正常运转带动转子运动，帮助发电厂水电机组中的转子以及定子之间进一步产生旋转磁场，旋转磁场会根据正弦函数的图像变化进行磁场的变化，在发电厂水轮发电机运转生成的旋转磁场和水轮发电机的定子绕组相交，二者进而发生切割现象，在切割的导体内部会随之生成与旋转磁场一样，随着正弦函数的图像变化而进行电流方向与大小的变化的交流电。

2 水电厂水轮发电机常见故障

众所周知，水电厂水轮发电机组中的关键的构成部分可以分为电气部分和机械部分，所以可以推测，常见的水轮发电机可能会出现的故障问题进一步可以分为水轮发电机的电气故障问题以及机械故障问题。水电厂的水轮发电机组的超负荷运转、水轮发电机组的温度过高以及水轮发电机组的转子接地等问题，是水轮发电机组电气部分经常会遇见的故障问题。水轮发电机组机组振动幅度与振动噪音过大、水轮发电机组的空蚀等问题，是水轮发电机组机械部分经常会遇见的故障问题。

2.1 水电厂的发电机组电气故障问题中的超负荷运转

电机中定子经过的电流大小的数值高于额定电流大小数值的1.1倍，相关工作人员需要立即对水电厂发电机组的励磁电流进行操作施工，降低到合理的电流大小，避免水电厂发电机组的工作效率底下，防止水电厂发电机组无法正常运转，控制水电厂的发电机组电气故障问题中的超负荷运转对正常的发电计划产生的影响。

2.2 水电厂发电机组的工作运行时温度过高或者转子、定子的接

地

当水电厂发电机组的工作运行时温度过高，造成其原因是因为工作运行时的涡流会造成一部分电流流经在发电机组的转子、定子以及铁芯上，如果没有相关工作人员对其进行控制解决，在发电机组工作一段时间后，发电机组的转子、定子以及铁芯就会慢慢发热，如果没有及时发现温度过高的情况，发电机组的转子、定子以及铁芯甚至可能让部分熔融，进而导致安全事故的发生。

当水电厂发电机组的转子、定子两点接地的时候，电流一定会经过故障发生点，造成回路电流的出现，进一步引发水电厂发电机组出现故障。当水电厂发电机组的转子、定子一点接地的时候，电流一定会经过故障发生点，尽管在此时成回路电流出现的几率不大，但是当一点接地转移的时候已经改变了转子、定子的正负极，就引发了转子、定子的两点接地，两点接地会进一步导致水电厂水轮发电机组出现温度过高的同时，还有极大的可能出现机械设备强烈的振动。

2.3 水电厂水轮发电机出现强烈振动的机械故障

在水电厂发电机组的日常运行过程中，水轮发电机组的运转达到其工作规定的峰值，超过负荷值时，水轮发电机相应的警报装置给相关工作人员发出警报。这个时候，水轮发

水电厂水轮发电机出现强烈振动的机械故障在日常水轮发电机组运行的过程中很难被及时发现。原因在于水轮发电机组的正常运作过程中就会产生适当的机械振动，往往振动的幅度比较大，当水电厂水轮发电机出现强烈振动的机械故

2020.1 电力系统装备丨73

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2020 No.1

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Operation And Maintenance电力系统装备

Electric Power System Equipment障时，相关工作人员很难对其产生原因进行排查。

2.4 水电厂水轮发电机出现空蚀的机械故障

在水电厂水轮发电机正常工作运行时，往往会出现由于水力因素造成的空蚀现象发生，相关工作人员如果不能及时发现并且对问题进行解决，就很有可能会造成水电厂水轮发电机组发生一定程度的损坏，通常情况下空蚀现象导致的损坏基本上都是不可挽回并且对机械设备的实际危害很大，因此水电厂水轮发电机组出现的空蚀问题，需要相关工作人员对水轮发电机组进行及时排查工作，在发现安全隐患的同时，证水轮发电机组足够整洁，尤其是注意水轮发电机组的周边是否存在积水现象，如果有的话，需要及时排除现象。

水电厂水轮发电机的相关工作人员还需要注意日常定期对发电机组进行维护清扫工作。例如为了避免水轮发电机的油泵受潮，相关工作人员需要对水轮发电机组的压轴装置中的油泵进行定期切换处理，尽可能控制水轮发电机组出现受潮现象的可能降到最低；调速器杠杆的连接处在日常运行中极易生锈，相关工作人员还需要定期给水轮发电机组的调速器杠杆连接处进行注油处理，避免水轮发电机组的调速器杠结合水电厂水轮发电机组的实际情况，选择相应对的维修检测，在一定程度上控制发生的安全隐患及经济财产损失的可能。

3 水电厂水轮发电机组的诊断方法

3.1 观察水电厂水轮发电机组的外观

相关工作人员在对水电厂水轮发电机组进行诊断工作的时候，首选就是观察水电厂水轮发电机组的外观，根据水电厂水轮发电机组的外观以及机械设备的相关说明书，充分掌握水电厂水轮发电机组的使用年限、设备类型、故障状况以及使用状况等。通常情况下，经验丰富的水轮发电机组诊断人员可以通过直接观察发现水轮发电机组的具体故障点。

3.2 询问水电厂水轮发电机组的设备管理人员以及相关工作人员

相关工作人员在对水电厂水轮发电机组进行诊断工作的时候，还需要向水电厂水轮发电机组的设备管理人员以及相关工作人员进行询问，进一步了解水轮发电机组的详细且具体情况，例如发电机的保养状况；设备的具体使用情况；设备发生故障时的具体情况等。在进行询问工作的同时，相关工作人员需要将机械设备的实际状况以及关键特点记录下来，结合机械设备的具体实际情况，同水电厂水轮发电机组的设备管理人员以及相关工作人员进行讨论，选择最佳的水电厂水轮发电机组的保养措施，尽可能做好水电厂水轮发电机组的日常保养工作。

3.3 使用科学、先进的检测仪器对水电厂水轮发电机组进行诊断

相关工作人员在对水电厂水轮发电机组进行诊断工作的时候需要使用科学、先进的检测仪器。在水电厂水轮发电机的日常维护工作中，出现的一系列故障的产生原因，很有可能无法通过简单的方法对其进行检测，相关工作人员可以使用先进的检测仪器，准确、快速的找出机械设备的存在的故障点以及造成故障发生真实原因。不仅如此，还可以对水电厂水轮发电机组进行监控管理，在一定程度上可以减少无法及时发现水电厂水轮发电机运行过程中出现的故障问题，也可以帮助相关工作人员反复观察出现故障时候水电厂水轮发电机的运行情况，结合监控录像进行故障的反省讨论。4 水轮发电机的日常维护

4.1 加强对水轮发电机组的维修养护工作

在相关工作人员对水电厂水轮发电机组开展实际维护工

作过程中，需要注意对水轮发电机组进行定期清理工作，保

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杆连接处发生锈蚀现象；气水分离器也是发电机组里特别容易造成堵塞的一个部件，一旦发生堵塞，发电机组将无法正常运行，所以气水分离器的清扫工作也需要定期仔细完成。

水电厂相关工作人员必须要重视水轮发电机组的检查工作，需要定期对其进行检测，不定期对其进行抽查检测。具体的检测包括发电机组的外壳保护是否存在破损情况、水轮发电机组的各个装置是否可以灵活运行、控制屏与发电机之间的接线以及接线的绝缘层是否存在破损痕迹、水轮发电机与控制屏的接线是否安全、水轮发电机组的外壳螺栓的连接处是否牢固等。尽可能够保证水轮发电机组的正常运行工作，还在一定程度上减少了水轮发电机组的发生安全隐患的可能，有效提高水电厂水轮发电机组的安全使用情况。

4.2 提高水轮发电机组管理人员的综合素质水平

水电厂水轮发电机的相关工作人员的综合组织水平可以对水轮发电机组的维护工作造成一定影响。在相关工作人员的招聘中，需要对其进行严格的理论知识考核与实际动手操作能力的考核。在水电厂水轮发电机的相关工作人员的日常工作中，定期开展一些相关水电厂水轮发电机的知识学习培训，帮助水电厂水轮发电机的相关工作人员提高自身的专业素质水平，尽可能在相关工作人员掌握理论知识的同时，提高相关工作人员的水电厂水轮发电机组的故障分析能力，保证其在日常工作中可以更加准确、及时的找到故障点，保证自己对于水轮发电机组故障点发生原因分析的准确性与有效性，有效地提高相关工作人员的实际操作水平与故障分析能力。5 结语

综上所述，水电厂的相关工作人员要加强自身的专业素养，进过不断的学习培训，学习到最新的水电厂水轮发电机组的相关知识体系，在一定程度上提高自己的实际操作技术水平。对于水电厂常见的水轮发电机组可能会出现的故障，相关工作人员一定要总结每一次的故障经验，及时对故障的产生原因与故障维修过程进行反思，进一步提高水电厂相关工作人员的工作效率，为人民生活工作正常用电保驾护航。

参考文献

[1] 陈建东.浅谈水电厂水轮发电机组常见故障与维护[J].电子元器件与信息技术，2018（12）：63-65，78.

[2] 吕泰良.水电厂水轮发电机组常见故障及维护[J].科学技术创新，2018（19）：40-41.