水轮发电机组运行与维护要点分析
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作者: 张建刚 王志娟 朱伟民
摘要：本文介绍了水轮发电机组的运行方式，分析了水轮发电机组运行的常见问题，提出了具体的运行和维护的要点，供大家参考。
关键词：水轮发电机组运行与维护效益
中图分类号: TN9 TV7文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)03(a)-0000-00
2水轮发电机组的运行方式
2．1水轮发电机机组运行方式
水轮发电机组的运行方式，按带负荷方式有并网运行、单机运行两种基本方式，按调速器控制方式有自动运行、手动运行两种方式。各种运行方式及其要点在下表中简要列出。
2．2水轮发电机机组带负荷运行中应该注意的问题
并网运行是中小水轮发电机组的基本运行方式。并网运行机组运行工况的改变，要通过控制设备的切换来进行，如自动、液压手动、发电 调相等。运行方式的切换，应按运行操作规程进行，以保持切换中机组稳定与安全。并网运行机组的调速器永态转差系数，要根据机组在系统中的地位及担任负荷的性质来确定。
机组单机带孤立负荷运行，则孤立小系统的所有负荷都由一台机组承担。这种情况下运行的机组，对其调速器、励磁装置的自动调节功能将有较高要求，以保证既满足用户有功负荷、无功负荷需求，又保证电能频率和电压的稳定。
2．3试运行机组带负荷试验
试远行机组首次带负荷运行试验，要采用逐渐加大负荷的方式，并分别在小负荷、中等负荷、较大负荷和满载下稳定运行一定时间，以便在各种负荷下全面检验机组的水力的、机械的、电气的性能。
对于试运行机组还要进行甩负荷试验。甩负荷试验要在周密准备、统一组织下进行，要严格按着额定负荷的25％ 、50％ 、75％ 、100％的顺序由小到大逐级进行。只有当小负荷b进行的甩负荷试验一切正常，即机组水压上升、转速上升的最大值和过渡过程都符合规定要求，不超过允许值，无任何异常情况时，才允许进行甩更大一级负荷试验。甩负荷试验过程要严密监视机组的水、机、电等一切情况，并要对主要数据做好记录。
用负荷试验后，要对机组进行全面的检查，如果一切均为正常，即可进行带额定负荷72h试运行，然后才能转入正常使用。
3水轮发电机组运行的常见问题
3.1 定子绕组运行温度监测
定子绕组的运行温度是由制造厂在槽内装设的电阻型测温计进行监测．通过在特制的试验线棒内埋设大量热电偶(引线自两端并头套处引出)， 在额定工况下进行温度实测，发现绕组最热点铜温比槽内线棒间测温计测值要高30--40℃。
3.2 定子绕组绝缘老化
定子绕组绝缘在运行中承受热老化、机械老化和电老化，三者相互影响加速老化进程，应引起足够重视。对热老化，主要是监测运行温度，使最热点温度不超过该级绝缘的允许温度。对机械老化，主要是加强端部和槽部的机械固定， 以减少其电磁振动，防止绝缘磨损和松散．近年来，在端部应用环氧适形材料加垫并用少量定向玻璃丝带绑扎；在槽部用半导体适形毛毡垫条，用双向斜槽楔打紧等，绕组的固定有很大改善，但运行10多年后，槽楔仍然会松动，必须重新打紧．对电老化，在绝缘的外表面是完善端部和槽部的防晕结构，在绝缘的内部要消除空气隙。
3.3 定子绕组绝缘污秽
目前，大部分水轮发电机内部积灰和油污都比较严重，不但影响绕组和铁芯的散热，而且会引起绕组端部局部过热，爬电、甚至着火．检修中除用压缩空气吹扫外，还要用毛刷和白布沾溶剂进行清查．若用汽油为溶剂，则应注意防火；若用不可燃的四氯化碳为溶剂，则应设法通风，防止中毒．最根本的措施是提高制造质量或在检修中加以改进，杜绝灰尘和油对电机的污染。
3.4 定子绕组单相接地保护
根据发电机运行规程，在运行中发生定子绕组单相接地故障时，操作人员要查明故障点．若故障点在机外，应迅速将其消除，允许运行一段时间，但最多不超过2h；若故障点在机内应迅速减负荷停机．实际运行中，曾经发生过多次单相接地故障迅速扩展为匝问和相间短路，使电机遭到严重的损坏。
3.5激磁回路的绝缘和灭磁开关
运行中， 由于磁极线圈振动磨卡其对地绝缘、线圈内部积灰、线圈引出线及接头变形位移以及集电环脏污等，都会引起激磁回路绝缘下降，在灭磁开关跳开产生过电压的作用下击穿．有时，灭磁开关本身也发生飞弧接地． 曾经多次在定子绕组相间和匝间短路跳闸切灭磁开关时，发生激磁回路两点及多点接地，产生一些严重的后果。
3.6发电机灭火装置
国内水电站一般多用水灭火．灭火装置都是手动操作的．在发电机事故跳闸后，运行人员发现发电机着火苗头(冒烟、焦糊味)应立即进行灭火操作．先手动关闭灭火装置的渗漏排水阀，再打开供水阀，启动消防泵(低水头电站水压不足)关闭发电机的孔盖和门(如热风采暖的盖板)．给水延续到发电机下部盖板已经漏水为止．运行人员戴防毒面具从下部支架进入机内检查是否还有火苗，确定是否再次给水灭火，整个灭火操作过程比较慢，而且供水阀和排水阀在平时不便试验，届时能否操作灵便也无把握。
4水轮发电机组的维护要点分析
水轮发电机组的日常维护主要包括正常运行时的定时记录和巡回检查以及停机保养等几个方面的内容。
4．1定时记录和巡回检查
定时记录和巡回检查是H常维护中的重要内容，其内容包括：
（1）定时记录水轮发电机组的各项运行参数，运行参数必须在规程规定的允许范围之内。
（2）检查一次回路、二次回路各连接处的接触情况有无发热、变色，电压、电流互感器有无异常声响，油断路器的油位、油色是否正常，有无漏油。
（3）水轮机、发电机有无不正常的声音，运行中的正常声音是均匀的“嗡嗡”声，如果有不正常声音，则应立即查明原因并予以排除。
（4）检查发电机有无异常气味(如焦臭味)，振动、摆度是否过大。
（5）检查水轮发电机组发电机本体以及轴承温度是否有过热或局部过热现象，对未设测温装鼹的发电机(包括轴承)可以用手背接触，如果感觉不烫手，一般可以认为是正常的。
（6）检查各部电刷，只允许有少量的火花运行，如超过一定范嗣应按电刷冒火故障进行维修。
4．2日常清扫
根据水电站的机组运行情况，定期对水轮发电机组进行必要清扫，应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。
4．3用油管理
在小型水电站中，用油问题比较突出。一是反映对设备用油状态的管理和失察上，如设备用油乳化严重，甚至由于管理不善而混入大量水分和杂质；二是出现未知油质状况，见油就用的情况，有的甚至把机械油与绝缘油混合使用，致使润滑不良，机件损坏。为了不使用油混乱，机械油与绝缘油应分别保管，作上记号，专人负责。
5 结束语
水轮发电机组是整个电站的主要设备之一，能否保证水轮发电机组长期、正常运行会直接影响到水电站的经济效益，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，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保障，以此创造更大的生产经济效益。
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