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摘要：伴随着技术不断革新，水轮发电机工作效率逐步提升，但也暴露出了很多问题。由于水电厂水轮发电机组结构复杂，涉及电气、机械两个板块以及水循环、气循环、油循环等辅助装置，工作时会受到很多因素影响，容易发生故障，为了保证水电厂正常工作，就要对发电机组所出现的故障进行高效处理。这篇文章分析了水轮发电基础容易出现的故障类型，并尝试提出高效可行的维护方案。
关键词：水轮发电机组；常见故障；维修方式
引言
实际运行过程中，水轮发电机装置会产生振动，这种振动一方面会对其内部某些零件造成破坏，另一方面还会导致不同零件连接处出现松动问题，而零件的松动以及断裂会导致整个发电机组出现故障，进而影响到整个水电厂的正常运行。因此维修人员要对发电机组常见的故障进行深入分析，通过了解故障发生的根本原因来制定出具有针对性的维护措施，确保发电机组时刻处于稳定的工作状态当中。
一、水轮发电机组工作原理
水轮发电机组导水部件的关闭要花费一些时间，为防止关闭过程中机组转速的提升，要确保水轮发电机部件中的转子转动惯量保持在很高水平。这种情况会造成转子工作压力过大，其内部励磁绕组要利用直流电流形成内部磁场，保证机组正常运行。励磁绕组负责发电过程中涉及励磁电源以及绕组等设备的工作，水轮机做功带动转子转动，在定子与转子之间产生气隙，该行业中将这种气隙命名为“旋转磁场”，这种磁场根据时间正弦规律而产生变化，若该设备中的主磁场与定子绕组进行切割，定子绕组会产生正弦交流电动势产生电流，完成发电任务。
二、常见故障类型
（一）机械部分
第一，剧烈振动。水轮发电机组运行的时候，往往会产生比较强烈的振动，这一问题对于机组内部的零件会产生比较大的影响，且该影响具有一定隐蔽性，工作人员在巡检以及维修时很难及时发现。长时间振动之下，发电机组内部零件会出现破损问题，影响各个零件的完整性以及使用时长。
第二，空蚀问题。除了振动问题外，空蚀也是较常出现的问题。空蚀问题的成因比较复杂，简单而言就是液体流动时，由于液体汽化而产生的空泡。该问题对于机组内部零件的影响比较大，不仅会影响到水轮机正常运行，还会降低其做功效率，并且埋下安全隐患，在特点条件下引发安全事故，威胁到工作人员的生命安全。
第三，工作强度高。在经济高速发展宏观背景下，电器装置数量快速增多，水电厂中水轮机组的工作强度不断提升，对于发电单位而言，为了完成供电任务，除了增加机组数之外就是要延长机组工作时间，而这种方式会影响到针对发电机组的检修频率，机组长时间处于高负荷工作状态中却得不到必要的维护，极易引发各种事故，影响电网稳定性[1]。
（二）电气部分
第一，机组超负荷工作。在做功过程中，若发电机中定子电流大于额定电流1.1倍，保护系统就会自动发出报警信息，此时发电机组超负荷保护被破坏，为了避免破坏进一步加剧，负责维修的人员要及时对其进行调整，让其恢复到正常状态。此外，为了延长发电机组的使用寿命，还要降低其励磁电流以及无用功率数值，通过这种方式来提升发电机组做功效率。
第二，运行环境温度过高。发电机组在做功的时候，其内部的铁芯、转子以及定子等部件会由于运动而在电机内部产生电流，这种电流是在涡流现象中产生，会造成这些零件温度升的升高，若工作人员没有对温度问题进行妥善处理，就会导致电机内部问题持续上升，对于其内部电路系统以及其他零件造成损伤，比如说由于温度过高而发生熔融故障，造成整个发电机组停摆[2]。
第三，转子、定子接地故障。在日常工作中，电机内部转子接地问题主要有两种表现形式。
第一种是转子天点发生接地，转子运行的过程中并不会出现回路电流问题，所以没有电流能够经过接地区域；第二种是转子回路两点接地故障，如果发生了这种问题，电流通常会经过经故除点，若此时机组发生一点接地问题，能够引发转子正负极的改变，让一点接地转化为两点接地，一方面可能会引发转子过热问题，另一方面也会在电机内部产生强烈震动，造成零件破损。
三、故障维修具体方式
（一）注重故障预防
第一，维护人员要依据发电机运行曲线寻找到其振动区域并作出高效规避，借助这种方式让电机在做功时可以尽量不受振动影响。此外，通过对电机运行曲线的分析，维护人员还可以减少反复停止、启动电机问题，以此来避免定子、铁芯、以及线棒等零件出现热胀冷缩问题。对于振动的尽量规避，能够防止其内部零件的变形后者位移，延长零件使用寿命。
第二，维护人员要针对记住通风冷却效果进行阶段性评价。以评价结果为基础对电机中的冷却系统进行详细检测，通过这种方式来寻找并处理电机冷却系统工作中会出现的问题，确保该系统可靠性。
第三，定期检测定子铁芯硅钢片位置，对于其位置的变化情况进行详细记录。同时还要对铁芯拉紧螺杆零件的拉紧力以及绝缘情况进行查验，利用这种定期检查对发电机组中潜在问题进行及时查验以及处理。
第四，维护人员要对定子线棒、连接母线、以及电缆等部件进行定期测温，确保其温度是始终处于安全范围之内[3]。若在检测过程中发现某些零件的温度出现异常，那么相关工作人员就要对温度异常问题进行深入分析，并制定出高效合理的解决方案。
（二）注重基础性维护
除了加强对于故障预防重视程度之外，工作人员对于针对发电机组所进行的基础性维护工作也要给予足够重视。第一，维护人员要对发电机组日常运行情况进行巡检，并且做好相应记录工作，对于以往记录中比较容易出现问题的零部件要进行重点检测，确保其安全性以及可靠性。而实际检测过程中，由于待查环节比较多，因此要有计划地进行设备运行状态检查和设备运行参数检查工作，通过这种方式来提升巡检工作质量。此外，维护人员还要加强对于发电机组一次回路、二测回路的检测力度，一些维护人员对于该装置基本用油情况缺乏高效管理，致使设备工作中发生了机油乳化问题。想要解决这一问题，就要对机油的使用问题提高重视程度，依据容积率以及添加量来调整维护方式。
（三）加强过流设备维修效率
对于过流部件所开展的维修工作也是提升发电机组维修效率的一项重要措施。在工作过程中，水流经过压力管喷嘴装置射出引发转轮旋转，为了保证该环节的工作效率，负责维护的工人要对压力管喷嘴设备的各项参数，比如喷针开度、出水流量等进行核查，防止转轮在射水线偏移的情况下，丧失轴对称性进而出现横向力，使得转轮振动增加。此外，对于水流通过水轮机间隙进行调整，若发现问题要进行快速处理并对问题进行详细记录[4]。
从水电站角度出发，要定期举办学习班来提升维护人员的专业技能水平以及职业素养。一方面当维护人员在巡检过程中发现了问题，可以在第一时间进行妥善处理。另一方面能对待本职工作可以抱有足够的耐心，对于发电机组的各项细节进行仔细查验，及时发现潜在威胁并进行妥善处理，避免问题进一步扩大。
四、结束语
对于水电厂而言，想要顺利完成发电任务，就要保证水轮发电机组的稳定性。对于其在日常工作中所暴露出的问题要进行深入分析，以问题发生的原因作为切入点制定出高效解决方案，并且通过加强过流设备维修效率、注重基础性维护以及注重故障预防等方式让维护工作变得更加高效，确保电力供应安全。
参考文献：
[1]李喆夫.论水电厂水轮发电机组常见故障及维护[J].中国科技投资，2019（13）.
[2]李积宝.水电站水轮发电机组的常见故障与维护分析[J].科技风，2019（14）.
[3]林厚疆.水轮发电机组的故障与维修关键点分析[J].中国新技术新产品，2018，000（021）：58-59.
[4]升高.浅谈水电站励磁系统常见故障的原因以及应对措施[J].2020.