田發(fā)春
摘要:水輪發(fā)電機組作為水力發(fā)電的基礎,發(fā)揮著重要的作用。水輪發(fā)電機組的正常運行將極大地影響國家電網(wǎng)的安全可靠。由于水輪發(fā)電機組的組成比較復雜,水、電、油、風系統(tǒng)等輔助設備構成了水輪發(fā)電機組,但其主要部件仍是電氣和機械。在使用過程中,由于各種客觀因素的影響和制約,水輪發(fā)電機組不可避免地會出現(xiàn)一些問題,使發(fā)電狀態(tài)無法正常進行。為了確保水輪發(fā)電機的正常運行,有必要開展對水輪發(fā)電機常見故障排除和修復工作。在這方面,文章分析了水電機組的操作,指出水力機組運行常見故障,并提出了具體措施來排除故障,為水輪發(fā)電機組檢修工作提供參考。
關鍵詞:水電廠;水輪機;故障檢修;維護
引言
隨著科技的發(fā)展,我國的城市化進程不斷加快,城市化建設取得了舉世矚目的成就。目前,除了傳統(tǒng)的不可再生資源提供電力資源外,利用風能太陽能發(fā)電,水力發(fā)電也已成為發(fā)展我國電力資源的主要途徑。憑著技術成熟、開發(fā)難度小的優(yōu)勢,具有廣泛的應用前景。在水力發(fā)電過程中,水輪發(fā)電機作為重要的能量轉換裝置,在水力發(fā)電廠的正常運行中起著極其重要的作用。因此,在水電廠有必要弄清水輪發(fā)電機組的常見故障,并積極有效地進行檢修和維護。維修人員還需要增強自身的能力水平,及時發(fā)現(xiàn)故障并排除故障,使水輪發(fā)電機組能夠穩(wěn)定可靠地運行。
1 水輪發(fā)電機的構成原理
水電廠發(fā)電機組主要由定子、轉子、水輪機部分和勵磁裝置組成。定子、轉子、水輪機部分和勵磁裝置構成一個水輪發(fā)電機。只有保證有足夠大的水輪發(fā)電機轉子的轉動慣量時,才可以確保水輪發(fā)電機組的導水機構關閉時間內水輪發(fā)電機組的轉速不會增加。勵磁設備主要分為電源、調節(jié)器等,水輪發(fā)電機主要由電流驅動形成磁場。勵磁裝置中的功率和繞組由轉子提供給發(fā)電機,然后在定子和轉子之間形成一個旋轉磁場,即氣隙。當旋轉磁場和定子繞組被切斷時,交流電流出現(xiàn)在切割導體內。特別重要的是,這種電變化通常隨正弦函數(shù)而變化[1]。
2 水輪發(fā)電機組檢測的重要性
隨著科學技術的不斷提高,電力已進入自動化和高壓發(fā)展階段。與火力發(fā)電相比,水電廠一方面需要提供電力資源,另一方面要承擔電網(wǎng)的峰值和頻率調節(jié)功能。在水力發(fā)電廠中,水輪發(fā)電機組作為重要的動力轉換裝置,不僅需要確保水輪發(fā)電機組的可靠性,而且還需要確保水力發(fā)電機組的正常運行。因此,及時發(fā)現(xiàn)水輪發(fā)電機組的故障并進行相應的維護處理,既可以積累水輪發(fā)電機組常見故障的經(jīng)驗,也為大容量高負荷水電發(fā)電機組的研究提供指導意見。
3 水輪發(fā)電機組的常見故障
由于發(fā)電機本身和環(huán)境的影響,在水力發(fā)電廠水輪發(fā)電機組運行過程中容易發(fā)生一些故障。例如,當發(fā)電機工作時,參數(shù)會發(fā)生變化,超出正常工作范圍,雖然這種情況不會對發(fā)電機造成嚴重影響,但是如果發(fā)電機長時間運行而出現(xiàn)故障,則容易產(chǎn)生操作錯誤,將導致極其不利的后果,威脅到發(fā)電機的操作安全。
3.1電氣部分
當水輪發(fā)電機過載時。水輪發(fā)電機運行時,若定子電流大于額定值的1.1倍,則發(fā)電機的過載保護會失靈,并出現(xiàn)報警。水電站的工作人員需要處理這個問題,以確保發(fā)電機能夠恢復正常的工作狀態(tài)。如果水輪發(fā)電機組在實際運行中沒有問題,就必須減少勵磁電流和發(fā)電機的不必要功率。如果水輪發(fā)電機的功率較低,需要保證發(fā)電機的功率因數(shù)在正常范圍內,則需要降低發(fā)電機的功率負荷[2]。減小發(fā)電機的勵磁電流仍然不能使定子電流的值減小到規(guī)定的范圍。以上方法也可以使用。
3.2機械部分
當發(fā)電機出現(xiàn)了強震的時候。水輪發(fā)電機組在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)強振動情況,由于該問題沒有明顯的特性,因此不易發(fā)現(xiàn),排除難度大,發(fā)電機強振會影響其正常運行,并導致機械零件使用壽命縮短。其次,發(fā)電機的電網(wǎng)穩(wěn)定性。當前,隨著科學技術水平的逐步提高,電網(wǎng)中水電廠的水輪發(fā)電機組數(shù)量也在增加,水輪發(fā)電機組的年平均發(fā)電時間在增加,但是維護時間和頻率正在下降。如果水輪發(fā)電機組出現(xiàn)問題導致停機,經(jīng)濟損失會非常嚴重。最后,當水輪發(fā)電機空化腐蝕時。水輪發(fā)電機的空蝕現(xiàn)象會嚴重損壞機組部件,這也是造成水輪發(fā)電機問題的重要原因[3]。因此水輪發(fā)電機的空蝕會降低經(jīng)濟效益和安全性。從而機組零件的受損程度將直接影響對水輪發(fā)電機修理的程度。
4 水輪發(fā)電機組的維護策略
4.1 提高人員的素質水平
為提高水輪發(fā)電機組的維修水平,提高相關技術和管理人員的素質尤為重要。首先,在招聘過程中,要加強對人員的考核。其次,應定期培訓員工和相關工作人員的維護、修理、及機組故障診斷,以便員工能在及時、準確地找到故障點,并進行總結分析,提高人員的實際操作水平和技能。
4.2 加強維護工作
在水力發(fā)電機組的實際操作過程中,應定期對符號水輪發(fā)電機組進行清理,使水力發(fā)電機組保持衛(wèi)生整潔,周圍無水等。當水力發(fā)電機組出現(xiàn)故障的時候,應及時排除故障要點,并提出相應的解決方案。在水輪發(fā)電機組的維護過程中,可定期切換壓軸裝置中的油泵,以避免產(chǎn)生潮濕現(xiàn)象。其次,調速器杠桿連接處可定期注油以防銹蝕,從而影響到渦輪發(fā)電機組的正常運行。此外,應定期清潔汽水分離器,以免堵塞。
4.3 定期檢查
為降低水輪發(fā)電機的故障率,應定期對水輪發(fā)電機進行檢查,例如,發(fā)電機與控制屏之間的接線是否安全,接線的絕緣層是否損壞,各種裝置的靈活性是否符合標準范圍,水輪發(fā)電機組外殼是否完好,螺栓連接處是否牢固。通過這一系列的檢查,不僅可以保證水輪發(fā)電機組的正常運行,而且可以減少水輪發(fā)電機組的安全隱患,從而提高水輪發(fā)電機組的安全水平。
結語
簡而言之,作為水電廠的核心設備,水輪發(fā)電機組的運行狀態(tài)直接影響著整個水電廠的發(fā)展。但是,在水電廠發(fā)電機組運行過程中,當發(fā)電機組不能正常運行時,必然會給水電廠帶來不可彌補的經(jīng)濟損失。從某種意義上說,詳細維護是保證水電廠水輪發(fā)電機組正常運行的重要基礎。而水輪發(fā)電機在促進水電發(fā)展事業(yè)中起到非常大的推動作用。
參考文獻:
[1] 姜春,姜建勛.水輪發(fā)電機組常見故障及維護措施研究[J].價值工程,2020,39(02):254-256.
[2] 李興全.論水電廠水輪發(fā)電機組常見故障及維護[J/OL].中國高新技術企業(yè),2017(11):241-242[2020-03-21].https://doi.org/10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.121.
[3] 李愛民.水輪發(fā)電機組常見故障及維護措施分析[J].陜西水利,2019(09):167-168.
(作者單位:青海黃河上游水電開發(fā)有限責任公司李家峽發(fā)電分公司)