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发电机检修过程中存在的缺陷及改进措施张航

发表时间：2020/6/30 来源：《电力设备》2020年第5期作者：张航

[导读] 摘要：近年来，随着我国社会经济及科学技术的发展，人们的生活水平得到了普遍提高，在这一背景下，有效的推动了我国社会各界的发展。

        （松花江水力发电有限公司吉林丰满发电厂吉林吉林 132108）
        摘要：近年来，随着我国社会经济及科学技术的发展，人们的生活水平得到了普遍提高，在这一背景下，有效的推动了我国社会各界的发展。其中，电力行业作为人们日常生活的基础，具有不可替代的作用。目前，社会各界对电力的需求增加，在一定程度上带动了电力行业的发展。本文就对水轮发电机检修过程中存在的问题及改进措施进行深入探讨。
        关键词：发电机；检修；问题；措施
        在水力发电站当中，水轮发电机组是其中的核心设备，可以说其运行安全性会对于电力供给工作起到一定的作用，如果水轮发电机组在运行当中存在缺陷，出现运行故障，不仅仅会给水电站的经济效益造成一定的影响，在严重时则会产生严重的生产事故。但是水轮发电机组结构较为复杂，设备部件与零件数量与类型较多，不仅仅有电气部分，同时也有油系统、气系统与水系统等等，因而在系统运行过程中也会受到多个方面因素的影响，因而也对设备的维护与修理工作提出了较高的要求。
        1、水电站水轮发电机组的结构与工作原理
        水轮发电机组的主要组成部分就是定子、转子与励磁装置，定子主要有隔震系统、机座、铁芯，转子则主要包含了主轴、轮臂、轮毂、风扇、磁极、制动阀板等部件。水轮发电机组中的导水机构在关闭的过程中需要一定的时间，为了避免在关闭的过程中所造成的电网解列时的转速上升过快、过高的情况，就需要给水轮发电机的转子以更大的转动惯量。这是造成当前转子质量过重的主要原因。发电机同步运行的过程中，水轮发电机组内的励磁绕组会通过直流电流，直接形成正常运行的磁场，此时就需要借助励磁电源、励磁调节器、励磁绕组以及其他的组成设备才能获取给直流电流，如果直接给发电机提供励磁绕组与励磁电源，会使得水轮发电机组的定子与转子结构部分存在一定的气隙，而该气隙也会导致出现旋转磁场，这就称之为水轮发电机组的主磁场。经过分析发现，该磁场的变化呈现出正弦变化规律，在水轮发电机组主磁场与定子绕组实现切割时，定子绕组会伴随着时间的变化而产生正弦交流电动势，这样就能够达到发电的目的，这也是水轮发电机的工作原理。
        2、水电站发电机组所出现的常见故障
        2.1水轮发电机负荷异常故障
        水轮发电机在工作过程中，发电机所承受的电力载荷也是造成发电机损坏的重要原因，我国三峡大坝水利发电机组承载着三峡两岸许多城市的电力需求，因此工作人员必须保证三峡水利发电机组的载荷不超过额定载荷。对于任何发动机来说，一旦负载超过了额定载荷，发电机中所流通的电流就会超过其额定数值，造成发电机过热。同时水轮机与转子的电流也会因为互感而高出额定数值。最终造成整个水轮发电机组中的电流过高，而电流过高则会造成发电机整个电路系统出现温度升高、电阻增大等问题。轻则出现电路因过热而烧坏的结果，重则会直接导致整个水轮机组报废，甚至会引发电力火灾。
        2.2发电机组温度异常造成故障
        发电机组的发热原因不止负荷过高这一点，最常见的发热原因是因为转子与定子之间或者转子与转轴之间摩擦过大而导致摩擦发热，这种发热最有可能损坏的是转子的摩擦表面。而另一种原因则是上文提到的负载过大导致温度升高，升高的温度又会导致电路的损坏甚至会引发电力火灾。另外，水轮发电机组的工作环境如果控制不当，也会因环境改变而导致机器温度异常，造成水轮机组的工作出现异常甚至报废。
        2.3发电机转子回路出现故障
        水轮发电机的转子是整个水轮系统中最重要的部分，转子既要起到推动水轮发电的作用，同时还要承载起输电任务，因此可以说转子是整个水轮发电机组中最繁忙、任务最重的部位。同时因为它的结构复杂，自身重量又非常大，即使是在正常运转的情况下也会因为重量导致磨损。但回路断线故障对转子等结构来说是毁灭性的破坏，因为如果转子的回路一旦断线，那么整个转子就会进入断路状态。

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因此在发电机转子上也有相应的断路保护系统，一但发电机转子出现断路，相应的监控系统就会收到失磁保护信号，相应的报警系统也会启动，但是尽管有如此全面及时的应急系统，现代技术的缺陷仍然会导致转子断裂这种情况的发生，毕竟我们目前所能用于生产的材料达不到要求，就必须要通过人力来进行监管，并及时修复，才能避免事故的发生。
        2.4水轮机组阻碍故障与甩头故障
        水轮机组运行最多的部位便是转子，必须用润滑油对水轮机转子部分进行相应的润滑保护来减轻转子的磨损。体型巨大的转子需要用大量的润滑油才能够达到较好的润滑效果，但是如果水轮机组内的润滑油超过其额定承载范围，发电机就会出现甩油现象。一旦转子将润滑油甩出，主要会造成两种问题：第一点是因为转子缺少润滑油而导致摩擦力增大出现磨损，甚至转子的转动也会受到很大影响，使转子不能够正常运转；第二点是甩出的润滑油在温度相对较高的水轮发电机组内很可能会被点燃，而一旦润滑油被点燃则会造成非常恐怖的后果。所以必须对水轮机转子的润滑系统进行隔离保护，在防止水轮机甩出润滑油的同时保证水轮机的正常运转。
        3、水电站水轮发动机组的维护
        3.1日常维护工作
        日常维护是水电站水轮发电机组运行中的重要工作，首先需要对水轮发电机运行情况做到详细的了解，并按时进行清理，保证机组运行工作环境的整洁，不得留有积水与杂物；其次，对于水轮发电机组当中的易磨损部件及时进行更换，并做好清理工作，避免对机组运行造成影响。同时出于避免水轮发电机组受潮的影响，也需要定期清理压油装置；最后，在日常维护工作当中也要重视轴承部位的运行情况，如有损坏要及时进行更换。
        3.2加强水轮发电机组检修养护人员
        第一，水力发电厂在水轮发电机组检修养护人员中可推行任期岗位目标责任制，年初进行履职公开承诺，年中单位跟进督查，年终“双述双评”兑现交帐，以责任落实机制倒逼水轮发电机组检修养护人员干事。同步提高报酬待遇，每年表彰奖励一定比例、表现优秀的水轮发电机组检修养护人员，给予相应的现金奖励。第二，水力发电厂还应当为水轮发电机组检修养护人员构建职业生涯发展规划。水轮发电机组检修养护人员的职业生涯指的是具体职业内容的动态发展的理念，包含具体从事的哪种职业，职业发展的具体阶段，由一种职业向另外一种职业转岗等相关内容。水力发电厂可以充分参考单位未来的发展需求，为水轮发电机组检修养护人员提供职业发展机遇、发展空间以及激励政策等相关内容，使得广大水轮发电机组检修养护人员能够将自身的发展与水力发电厂的发展进行充分的结合。
        3.3优化设计方案
        水轮发电机组具有很大的重要性和特殊性，决定着社会各界的用电标准和水平，因此，在不必要的情况下，要尽可能地避免或者减少机组拆卸的次数。因为水轮发现机组内的零部件数量众多且分布复杂，一旦将其拆卸之后，再重新安装，就可能使机组的功能发生变化，产生差异，所以在检修水轮发电机组时，要尽量减少拆卸的部分，确保机组运行功能不受影响。另外，如果在水轮发电机组生产的高峰期对其进行检修，为了避免不必要的损失和麻烦，可以根据之前的检修报告对近期的检修进行预测，除非在必要的情况下，否则可以将机组检修的时间适当延期。需要注意的是，在进行水轮发电机组时，应该严格根据之前多制定的检修方案进行，除非情况特殊，否则不应修改原制定的检修方案，并在检修过程中做好记录，为后期做检修报告提供依据。
        4、结语
        总之，水轮发电机组对于水力发电厂的正常运行具有极为关键的作用。无论是运营阶段，还是施工阶段，亦或者是设计阶段都有着较为苛刻的专业技术要求，再加上水轮发电机组的结构性能复杂、配套设备数目较多，检修养护过程中任何一个环节出现问题，都会对水轮发电机组，乃至整个水力发电厂的经济效益和运营性能造成严重的影响，这些因素也都决定了水轮发电机组检修养护工作的重要性。
        参考文献
        [1]补祥高.水电站水轮发电机组的常见故障与维护研究[J].南方农机,2019,50(8):36，81.
        [2]范晓明.水电站水轮发电机组的常见故障与维护[J].工程技术研究,2018(10):201-202.