敬慧泽
天津市天发重型水电设备制造有限公司 天津市 300400
摘要：水轮机主轴密封的作用是在水轮机主轴和顶盖之间保持一个水压密封，防止转轮室内的水沿着主轴与顶盖之间的间隙进入机坑，从而淹没水导轴承，破坏水导轴承的正常工作，水电机组具有启动迅速、并网时间短、负荷调节灵活的特点，在参与电网运行中，主要承担调峰、调频、事故备用功能。水轮发电机组自动开停机成功率是水电厂可靠运行的一个重要指标。开停机成功率的统计是以自动化设备、辅助设备顺利执行开停机指令，机组开、停全过程完成考虑，即从监控系统下达开机指令起至同期并列和从监控系统下达停机指令至机组恢复热备用状态；开机过程中若发生异常并导致流程中断，则判为开停机不成功。
关键词：水利工程；水轮发电机组；运行异常问题；处理措施
引言
发电机碳刷不仅是动静接触及能量交换过程中必不可少的主要设备，也是连接励磁系统和发电机的重要设备，起到把建立转子切割磁场的励磁电流传送进发电机转子绕组中去的作用。发电机运行过程中，碳刷由于是动静接触及能量交换的主要设备，所以流通电流大，不仅存在机械磨损，同时还有较大电流作用下的电气磨损。当出现碳刷温度过高和打火情况时，将会直接导致碳刷表面遭受严重磨损，还会受自身压力、长短、安装情况等的影响，使碳刷间电流偏差增大，过热和打火加重。打火问题如不及时处理，会造成火花越来越大、严重发热，甚至进一步发展造成环火烧坏碳刷和滑环，使励磁回路中断或刷架烧毁，最终造成机组非计划停运。
1碳刷原因
1）碳刷更换时研磨不良。碳刷研磨不良，会造成其表面粗糙和与滑环有效接触面减少，机械摩擦大；且随着更换数量增加，研磨不良碳刷造成滑环表面氧化膜的逐渐破坏，最终使得碳刷与滑环间无法建立起氧化膜。同时研磨不良碳刷由于机械摩损和电气摩损增加，滑环表面逐渐磨损变得不平滑，出现凹点和灼伤痕迹，并伴有碳粉粘结于表面，进而引起碳刷温度升高和造成打火情况发生。2）碳刷磨损过短。碳刷横截面积一定，随着不断磨损其阻值越来越小，相应过流反而增大致使发热加剧造成温度升高。变短同时弹簧施加压力也会有所降低，使碳刷在刷握中出现跳动，造成碳刷与滑环间接触不良，引起碳刷打火和出现碳刷崩角。
2水利工程水轮发电机组运行完善措施
2.1立轴冲击式水轮发电机组技术供水系统优化
1）一次冷却供水方式，经施工现场复核，高位水池可选在电站上游的河边，水池池底与厂房水轮机层高程差约为40m，且水源比较稳定，河水可自流进入水池。故将原技术供水系统设计的水泵供水方式调整为高位水池自流供水，取消原技术供水泵。该供水方式的路径为：高位水池→自动滤水器→滤水器出水管、出水总管→技术供水干管→发电机空气冷却器、推力轴承/上导轴承油冷却器、下导轴承油冷却器、水导轴承油冷却器（用水设备）→排至尾水渠。2）冷却水二次循环供水方式，其主要组成部件为：循环水池、循环供水泵、机组外循环冷却器和供水管路管件等。供水方式的路径为：循环水池→循环供水泵→机组外循环冷却器（布置在尾水渠）→技术供水干管→发电机空气冷却器、推力轴承/上导轴承油冷却器、下导轴承油冷却器、水导轴承油冷却器（用水设备）→循环水池。机组在运行过程中，冷却水通过运行机组的各用水设备，带走机组热量，排入循环水池；循环水通过循环供水泵送到布置在尾水渠的循环冷却器，利用冷却器外部流动的河水通过循环冷却器进行热交换，使循环水水温降低到满足机组冷却水水温的要求，然后送至机组，冷却水通过运行的机组中，又回到循环水池。
2.2一种新型水轮发电机动平衡配重模型及其在振动异常处理中的应用
水轮机发电机组运行中各部位普遍存在不同程度的振动摆度。过大的振动摆度不仅导致部件及其连接螺栓产生疲劳破坏，而且严重影响着机组的安全稳定运行及使用寿命。为保障水轮发电机组的安全稳定运行，工程实践中往往依据一定的技术规范及标准，通过采用不同的治理措施将机组振动摆度控制在合理的范围之内。
2.3定期定时进行检查
从水电站的运转来看，水轮发电机组作为重要的构成部分，必须定期进行维护，方可避免故障，保证系统运行处于稳定的状态。同时，在定期检修的过程中，需要检测的内容主要为以下几点：一是将水轮发电机组运行中的各项参数定时进行记录，确保其各项参数固定在标准范围内；二是对发电机、水轮机进行检查，若是存在不正常的情况，需要及时分析原因制定解决对策，对其进行检修；三是检查一次、二次回路的各个连接点，观察其是否出现变色、发热的现象；四是检查轴承温度，可使用手背进行测温，若是存在过热的现象，需要及时的进行检修。
2.4机组运维工作的方式
在水电站生产建设的过程中，机电设备在运行中不断的磨损，必然会存在一些问题，若是没有对其进行有效的检查，必然会导致机组运行出现问题。所以，对于水轮发电机组的运维，需要定时对油压表的指数进行检查，一旦参数之间的差距变大，就必须对其进行检测与维修，若是机组出现预停的情况，通常会逐步的缓冲，运行速度也随之减缓，当水轮机发电机组处于低速运转状态后，此段时间需要集中进行控制，当机电设备的转速达到了额定要求的15%~40%，此时可以使用加闸的方式，将其运动范围控制在合理的区间。
2.5碳刷维护
1）研磨不良碳刷的维护。更换新碳刷时，应先按滑环曲度在与其直径相同模型上研磨好，保证接触面不小于碳刷截面的75%。如果机组检修时更换数量多，应当空转机组或使机组在低负荷下做长时间运行，使碳刷与滑环充分研磨接触，为滑环表面形成氧化膜留够充足时间。处理打火碳刷时应注意，过流大和温度高的碳刷其表面研磨可能更好，接触面更大；温度低和过流小的反而研磨较差，其接触面小。处理时应先对温度低和电流小的进行检查，其接触面不满足75%要求的应进行重新研磨。2）过短碳刷的维护。定期检查碳刷磨损情况，磨损程度不一样，所受压力不同，电流分配就会存在差别，会打破电流分配平衡，使部分碳刷温度过高和磨损加快造成跳动而引起打火。碳刷磨损1/3时应进行更换，每次更换数量应不超1/5；及时更换可使碳刷间压力保持均衡和减小接触电阻差值，利于电流分布平衡。3）型号不一致碳刷的维护。型号不一致，其电阻率、导电性能、硬度、摩擦系数、磨损率等都会存在差别，使用前应对阻值进行测量；同一极应使用阻值基本一致碳刷，利于碳刷电流分布均衡，发热偏差不会过大。更换时认真检查，同一机组必须使用同一型号碳刷，不混用；对型号不一致的及时进行更换，设专人保管，防止换错。
结语
在水电站建设的过程中，为了保证水电系统始终保持正常的运作状态，须对设备进行有效的维护和检修，以此来保证水电站的平稳运行。从电力工业的角度来看，对于水电设备的维护，必须掌握水电设备的运行规律，才能够做好设备的日常检修与维护工作。水轮发电机组作为重要的水电设备，必须保证其质量与运行水平，才能够保证水电系统处于良好的运行状态。因此，在平时，必须对操作人员、检修人员进行水轮发电机组的使用与维护培训，以此来增强工作人员的实践经验与操作技能，确保能够正常操作水轮发电机组，并做好日常的维护工作，在确保安全生产的基础上，带来更多的经济效益。
参考文献
［1］天津阿尔斯通水电设备有限公司.水轮发电机产品使用维护说明书［Z］.2014.
［2］付雪辉，周应生，吴传根.长洲水电站机组励磁碳刷过热及其滑环摆动处理［J］.红水河，2018,37（1）:70-71+85.