浅议水利发电厂发电机检修

浅议水利发电厂发电机检修

雷啟军

广东韶能集团股份有限公司乐昌富湾水电厂广东省韶关市512000

摘要：电厂为了满足用电需求，用于提供动力的发电机组要长时间处于工作状态，可以说如果没有发电机，电厂配电网是无法正常运行的，电场的生产效率也是受到限制的，所以一定要保证发电机组的质量和安全。在实际中，无论是发电机组的长期运行，还是其他设备影响，发电机不可能永远处于安全运行状态中，相关人员有必要对发电机的常见故障进行总结，并按照故障分类进行原因分析，以便在发电机使用中，提前采取预防措施。

关键词：水利发电厂；发电机；检修

引言

在发电机系统中，励磁系统是重要组成部分，作用在于提供可进行调节的直流电流，确保机端电压稳定，从而满足发电机运行要求。但励磁系统在运行时由于受到诸多内外因素的影响常出现一些故障，影响其作用的发挥。为此，有必要通过分析掌握励磁系统常见故障类型与产生原因，为故障防治提供参考。

1、电厂发电机常见故障

1.1、线圈故障及原因

在发电机内部，有转子线圈和定子线圈以及其他类型线圈，这些线圈组成发电机动力组的一部分，是随着发电机运行一起被应用的，所以发电机运行多长时间，这些线圈受到磨损的时间就有多长，线圈故障发生是必然的。主要原因有三方面，其一线圈绝缘失效，主要表现为绝缘层老化，不能阻挡电压，所以经常以电压击穿故障的形式出现。绝缘层只有本身质量不会下降，就不会有老化的机会。所以在实际中老化是伴随着质量问题出现的，一方面线圈长时间使用，外面的绝缘层质量自然会随着磨损等原因而下降，另一方面线圈本身材质没有选对，所以绝缘层使用有效期限很短。其二转子线圈磨损严重所引发的线圈故障。转子随着发电机超负荷运行而高速运行，以保证日益增多的用电量，但这样造成的后果便是转子线圈在转动期间本身就会发生摩擦，高速运行，摩擦效果会更加显著，所以转子线圈表面的绝缘层会逐渐磨损破坏，使电流不能正常在发电机组内通行，发电机就会处于停工检修状态。其三定子线圈磨损严重带来的故障，转子和定子之间环环相扣，相互紧贴，虽然定子固定不动，但转子高速运转，还是会使定子以及定子线圈受到比低速运转带来的摩擦力更大的磨损，所以久而久之还是会发生绝缘老化事故。另外线圈绝缘层和保护对象之间要形成一个密闭的保护空间，保护对象才不会有被电压击穿的机会。但相关人员总是会忽视对保护对象的绝缘层进行清洁工作，所以在灰尘等杂质的覆盖腐蚀下，绝缘效果会弱化。

1.2、轴向力与轴承选型

泵轴向力过大超过轴承的额定载荷时，可能引起油膜破裂，轴承烧毁。轴承选型错误将使其使用寿命大大缩短。厂家提供的《泵轴向载荷和轴承寿命计算报告》，叶轮最终产生的轴向力为1.8148kN，当量动载荷为2.64kN。根据理论计算原球轴承寿命为23234h。经检查发现报告中轴向力计算参数与泵的实际装配尺寸不符，存在错误。泵盖与后盖板间隙s值应包括背叶片宽度t值在内，但厂家计算时未包括。因此造成背叶片产生的平衡力与理论计算偏差过大，轴向力不能被有效的平衡。根据现场泵的实际参数，计算泵的当量动载荷为4.94kN，输入到SKF轴承寿命计算模型中，得出的理论轴承寿命为3536h，此时轴承寿命已经远远低于原设计值，因此轴承因过载而疲劳损坏。

1.3、液压系统故障及原因

主要有三种，其一为零部件故障，原因：零部件虽然规模小，但在发电机组内部结构中不可或缺，所以不仅要保证零部件本身的质量和数量，还要保证其在内部结构中的安装位置和安装质量，此外，还要注意零部件接头张弛有度，不会过于紧密，也不会过于松动。这些注意事项在实际中，只要有一项没有注意到，就会发生零部件故障。其二控制系统故障，原因：系统油压在系统运行产生的能量作用下经常会发生急剧变化，所以经常会采用蓄能器来使多余的能量得到吸收和处理，但在实际中，蓄能器只要失效，油压在诸多能量作用下，就会发生变化，控制系统也会失控。其三为高压控制油泄漏故障，原因：控制油和外界之间要隔着有密闭效果的橡胶密闭件，在实际中该橡胶密闭件在受到高温或外界杂质腐蚀作用，本身质量就会变差，密闭也会失效。

2、电厂发电机常见故障预防措施

2.1、线圈故障预防措施

多种线圈故障发生的原因多是绝缘层作用失效引起的，所以可以将绝缘层保护作为预防措施制定的切入点。主要措施有四方面，其一无论是定子线圈还是转子或其他线圈，都要在材料选择上保证质量，毕竟线圈还要经受长期的摩擦运转，所以保证材质，会使线圈忍受磨损的时间延长，绝缘效果从弱化到完全失效的时间也会增长。另外，维修人员定期要对线圈磨损情况进行检查，并对绝缘效果进行检验，如果线圈有被电压击穿的可能性，意味着绝缘效果快要完全失效，要及时更换，避免形成更大的隐患。其二线圈磨损和工作时间以及运行速度有关，但发电厂的供电需求要得到满足，工作时间和运行速度要减少，只能增加发电机的数量，使新增加部分分担其他发电机的运行任务。此外，可以对发电机的运行时间进行限制，使多台发电机可以轮流运转，以给发电机休息时间。其三做好绝缘层清洁工作。其四，有些线圈如定子线圈在运行中，因为摩擦严重，其本身的温度会上升，最后有可能导致绝缘层被烧坏，所以还要对温度进行预防控制。

2.2、检修工艺和泵组安装质量

经核实从该泵出厂至在现场发生故障时，从未进行过解体检修。泵组安装过程中泵的水平是通过泵进出口法兰来确定的，进口法兰最大偏差要求横向0.10mm/m，纵向0.05mm/m，出口法兰要求垂直。安装过程经监理单位见证、检查签字。现场通过检查泵底座水平度未发现问题。泵组服役运行了数月，多次测量泵组振动、温度均合格，基本可以排除安装质量缺陷。

2.3、液压系统故障预防措施

对零部件的注意事项进行一一检查，及时更换老化的零部件，对于松动的接头部位要使其紧实。对于控制系统中的蓄能器，更是要加强性能和质量检查，使其不会对油压控制失效[5]。对于高压控制油有控制效果的橡胶密闭圈进行密闭效果检查，如果结果不达标，要及时更换，平时也要做好密闭圈表面的清洁工作，使其不会因为杂质污染而密闭失效。对于其他的机器部件也要做好清洁工作。

结束语

日常维修过程中设备的缺陷处理往往是头痛医头，脚痛医脚，只是当时解决了问题，经过一段时间运行，问题始终会暴露出来。通过开展设备故障的根本原因分析，找到问题根源，从根本上解决问题，不但有效提高了设备可靠性，还为公司节省了大量的经费投入，使机组更加安全平稳运行，经济效益明显。

参考文献：

[1]薛庆彬.火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J].自动化应用，2017（12）：128-130.

[2]尹亚南，韩浩.电厂发电机常见故障原因及预防探讨[J].内燃机与配件，2018（01）：151-152.

[3]肖骥，陈泳.电厂发电机定子冷却水泵轴承烧毁原因分析[J].产业与科技论坛，2018，17（02）：39-40.

[4]黄圣杰.自备电厂发电机励磁系统稳定性与控制探讨[J].科技经济导刊，2017（26）：83.

[5]王蒙.浅议水利发电厂发电机检修[J].城市建设理论研究（电子版），2017（11）：110.