水轮发电机的维护与保养

乌鲁瓦提水电厂水轮发电机的维护与保养

姚怀礼乌鲁瓦提水力发电厂

摘要：近年来，乌鲁瓦提水电厂对电力的需求日益增加，为了保证电力的正常供应，必须探索有效的措施对乌鲁瓦提水电厂的设备进行科学的维护和保养，确保电站健康有序的运行。电站技术人员应根据电力工业特点，坚持以预防为主的方针，切实做好设备的日常清理、维护和保养工作，为水电站的运行提供稳定可靠的环境。作为乌鲁瓦提水电厂的重要设备，水轮发电机组的运行状态是决定乌鲁瓦提水电厂能否顺利完成生产指标的关键因素，因此操作员工必须增强理论知识和实际经验，深刻了解水轮发电机组的组成、运行原理并能进行合理的故障分析，做好日常的维护检修工作，保障水电站的安全生产。本文从水轮发电机的结构，运行原理和常见的运行故障三个方面出发，探讨水轮发电机维护和保养的有效措施。关键词：水轮发电机；维护；保养

水轮发电机组是乌鲁瓦提水电厂中最重要的动力设备，水轮发电机组由水轮机、调速器和发电机组成。水轮机是将水流能量转变为机械旋转能量的设备，它利用水电站的水头和流量来做功。调速器可以调节水轮机的转速以保证电能的频率质量，实现水轮发电机组自动开、停、变速、加减负荷、调相、成组控制、事故停机，达到机组的安全和经济运行。随着科技的发展，20世纪80年代以来，研制出的具有较强的逻辑判断能力的微机调速器，可以通过软件进行故障诊断与分析，并能实现一台微机运行而另一台微机备用，从而显著提高现代调速器的可靠性。水轮发电机有同步发电机和异步发电机两种类型，目前应用比较广泛的是交流同步发电机。了解水轮发电机组的各个部分及其功能对于科学合理的进行维护和管理工作保证发电站正常的生产具有十分重要的意义。

一、水轮发电机的结构及工作原理

发电机主要由定子、转子和励磁装置等部分构成。定子由定子机座、隔振结构和定子铁芯组成。转子由主轴、轮彀、轮臂、磁轭、端压板、风扇、磁极、制动闸板等组成。由于水轮发电机导水机构的关闭需要一定的时间，为防止水轮发电机突然和电网解列时机组的转速升的过高，要求转子具有足够大的转动惯量，因此转子一般比较笨重。同步发电机在运行中必须在励磁绕组中通入直流电流，以建立发电机运行时所需的磁场，这个为励磁绕组提供直流电流的整个系统，包括励磁绕组、励磁电源、励磁调节器及其附属设备，称为励磁装置。

水轮发电机的工作原理：发电机的转子由水轮机拖动，并供给励磁绕组以励磁电流，这时就会在定子和转子之间的气隙里产生一个旋转磁场，叫做主磁场，它是随着时间按正弦规律变化的。当主磁场切割定子绕组时，便在绕组中随时间产生正弦交流电动势，发出电来。

二、水轮发电机组的常见故障

（1）水轮机的常见故障

由于水轮机的转轮与轴之间的键松脱、转轮叶片损坏或者被卡住等原因，使水轮机在运行时出现转速很低甚至不转的情况，操作人员要根据具体情况重新安装或者紧固转轮与轴之间的键，修复或者更换转轮叶片，定时清除机壳内的杂物，保证水轮机的畅通。

（2）调速器的常见故障

由于活动导叶轴锈蚀或者活动导叶及传动装置被杂物卡住等原因，会造成调速器不能活动的情况，维修人员要定期进行检查和除锈工作，并清除杂物，对于锈蚀严重的零部件要及时进行更换，避免在机组运行时造成严重的后果。

（3）发电机的常见故障

由于过载或者三相负载不平衡时间太长、发电机保存时受潮、通风道阻塞或者风扇损坏、定子绕组短路或漏电、铁芯松动、转子轻微扫膛等原因，会导致发电机运行时过热，严重损害发电机的使用。工作人员要根据情况及时减少负载，调整三相负载使其保持平衡。此外，

在发电机停止运行时，定期清除发电机内部的灰尘杂物，疏通风道，检修风扇或者更换风扇；紧固铁芯，检修轴承，校正主轴中心。

发电机或者励磁机失去剩磁、励磁机电刷与换回器接触不良或者刷架松动、发电机定子绕组或者转子绕组断路、发电机引出线接线松动、开路或者开关接触不良等原因容易造成发电机在运行时不发电的情况，针对具体的问题可以分别采用蓄电池直流电源给发电机转子绕组或者励磁机磁极绕组充磁、拧紧螺钉及增加电刷弹簧压力、修理断路处、接好接线头等措施，使发电机正常运行。

此外，发电机组长期没有运行或者放置在潮湿的环境中，发电机容易受潮致使绝缘达不到运行的要求，这时就必须进行采取措施对发电机进行干燥处理，一般可以采用热风法或者红外线灯泡法烘干发电机。

三、水轮发电机组的日常维护与保养

根据水轮发电机的结构及常见的故障分析，水轮发电机的日常维护和检修工作可以从正常运行时的检查和停机保养两方面进行，并坚持日常的清除杂物、注油除锈、紧固螺钉、更换破损零部件的工作。

（1）水轮发电机组的检查：水轮机的外壳是否完好，有无开裂情况出现，连接螺栓是否有松动；传动装置、调速器及水轮机的转动部分是否能灵活运转；联轴器的连接有无异常，传动带接头是否牢固，传动带的松紧程度是否满足运行要求；检查全部阀门和导叶是否在关闭位置；各轴承及润滑部位是否按要求进行润滑，油质及油面应符合要求。对电气部分的检查：检查发电机和控制屏的接线是否安全，绝缘有无破损现象；转动发电机转子，并仔细判断有无异常摩擦或者撞击等不正常的响声；检查电刷与集电环或者换向器的接触是否良好，电刷压力是否适当，电刷在刷握中的活动是否正常；检查各开关的分合是否灵活，各熔断器的熔体是否已经全部插上。控制屏上全部开关的位置应正确，使发电机处于空载状态。（2）水轮发电机的日常维护：

根据水电站机组的运行情况，定期对水轮发电机组进行必要的清扫，保持水轮发电机组设备的清洁，做到四周无杂物、无积水和及时处理掉有可能导致水轮发电机组不能正常运转的安全隐患。例如，定期切换压油装置的油泵和导轴承油泵，以防电动机受潮；调速器的各杠杆连接处要定期注油，以防止锈蚀现象；各汽水分离器要定期放水；定期清扫橡胶水导轴承润滑水的过滤器，防止杂物堵塞；机组备用时，定期做橡胶水导轴承备用润滑水的投入试验；定期向蝶阀轴承注油。此外，对于多泥沙的河流，要注意观察泥沙对轴承、导叶、转轮等的磨损；北方电站在冬季运行时，要注意防止冰块对水轮机转轮叶片的破坏。

（3）管理人员做好检查防护工作

对发电站的管理和技术人员要定期进行技术培训，提高其理论水平、故障分析和实际操作能力。在培训中，可以根据对发电机进行检修、维护、保养、故障处理等不同的工作内容对相关人员制定不同的培训计划、开展培训活动。目前有效的现场技术培训办法有技术问答、现场考问讲座、技术讲座、培训班、故障分析、实际操作和基本功表演等。可以通过签订师徒合同的形式，对电站的新人进行培训。此外，发电机的运行管理和监督工作，应该根据发电厂管理体制、值班方式的具体情况，指定专门单位的专人担任，其职责分工，应在现场运行规程中明确规定。对于“无人值班”电厂的发电机及其电气机械仪表的巡视检查和表计记录应在现场运行规程中明确规定。

水轮发电机是整个发电站的主要设备之一，能否保证水轮发电机长期、正常运行会直接影响到水电站的生产和经济效益。因此，工作人员在日常的工作使用中，一定要严格遵守水轮发电机组的运行使用规程，科学使用，做好必要的日常维护、维修工作，防患于为然，每一环节都要严格把关，保证整个工作顺利开展。只有做到使用正确维护及时，才能使水轮发电机组正常运行，延长它的使用寿命，使水电站的安全生产得到有力的保障，只有这样，