墨江坝卡河电站发电机组运行与维护探讨

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墨江坝卡河电站发电机组运行与维护探讨

发表时间：2020-11-26T02:31:20.222Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第18期作者：俸晓冬

[导读] 随着我国水利电力事业的飞速发展，水电站建设进程越来越快。全面改进水电站的建设，不仅可以很好的提高我国水电站的发电质量，并且还可以为社会生活提高安全的生活用电。云南电网有限责任公司普洱墨江供电局

摘要：随着我国水利电力事业的飞速发展，水电站建设进程越来越快。全面改进水电站的建设，不仅可以很好的提高我国水电站的发电质量，并且还可以为社会生活提高安全的生活用电。发电机组作为水电站的核心成分，其运行质量直接关系着发电机整体的安全高效运行。以下就墨江坝卡河电站为例，对其发电机组的运行与维护进行简要分析，希望水电站的安全稳定运行有指导作用。关键字：维护；发电机组；水电站 0 引言

水电站作为水力发电的重要组成部分，其在运行期间扮演着关键的角色。合理改进水电站的整体运行质量，不断提高水电站运行的安全系数，不仅关乎着我国水力发电行业的长久发展，同时也是传承能源节约与优化的美德。水电站发电机组的运行情况直接影响着发电水平，在具体发电期间，如果发现发电机组出现安全隐患，必定会影响整个水电站的运行，并且还会导致水电站出现一定程度的破坏。所以，发电机组在运行期间，应合理选择运行方式，加强机组的维护与管理，不断提高整个机组的安全系数，保证水电站安全稳定运行。 1.墨江坝卡河电站概况 1.1 坝卡河电站基本情况

坝卡河电站位于墨江县城以北40公里的坝卡河上，1988年建成投产,首部有一座614万立方米的坝卡河水库，引水渠道全长4.98公里，压力管道全长1400.8米,设计水头393.9米。发电机组容量为2×3200kW，年发电量约3800万kW.h，主变容量为2×4000kVA,是墨江电网的主力电站，2006年对调速器进行更新改造，2007年对励磁系统进行升级改造，2012年全站进行综合自动化改造，已实现一键开机功能。2008年国家电监会颁发了《发电业务许可证》、2016年公司投入67万元对大坝进行安全性评价，坝卡河水库通过了《大坝安全鉴定》。2017年对水库闸门、沉沙池闸门、前池闸门进行了全面大修处理，确保了水库大坝的安全运行。

站内共有2回35kV出线，4回10kV线路向近区用户供电。35kV坝糖线向糖厂变电站供电，另一回35kV坝团T线，经35kV团山变与他郎河电站并网运行，并与省网联网运行;四条10kV线路向近区用户供电。现有员工26人,担负着日常的运行维护工作。 1.2坝卡河水库基本情况

坝卡河发源于墨江县碧溪乡北部的观音山，自东向西，全长10.8公里，坝卡河属红河流域，李仙江水系，水库坝址位于坝卡河与长林河的交汇处，库容614万立方米,属四等小（1）型电站季节调节水库，坝高45米，输水泄洪隧洞全长195米，引水渠道全长4.98公里;经过多年的努力,水库保护区有3000多亩植被、植物,(种有：杉木1000余亩、杜肿70亩、核桃460亩、思茅松250亩、松子10亩、板栗30亩、水冬瓜树950亩、其它为灌木林）植被保护完好,被誉为“花果山”。 2.水电站水轮发动机组的结构及运行原理

定子、转子以及励磁装置共同组成了水轮发电机组，其中定子又由铁芯、机座以及隔震系统组成，而转子又包含制动阀板、磁极以及风扇、轮臂、主轴等。因为水轮发电机组导水机构程序的关闭将会耗费一段时间，因关闭而引起电网解列时转速迅速上升且速度过快的问题，应给予水轮发电机的转子更大的转动惯量，以此来避免因速度的迅速变化而对机组带来的影响，同时也因此增加了转子的质量。发电机在同步运行期间，水轮发电机组当中的励磁绕组需经过直流电流，直接形成正常的磁场，这样便需要借助励磁绕组、调节器以及电源等提供直流电流，假如直接为发电机提供励磁电源或绕组，这样就会造成水轮发电机组的定子和转子直接产生气隙，这一气隙可能会引发旋转磁场，这就叫做水轮发电机组的主磁场[1]。经研究可知，这一磁场按照正弦曲线变化，在水轮发电机组的定子绕组和主磁场切割期间，定子绕组就会按照正弦趋势产生电动势，进而达到发电的效果。 3.水电站发电机组常见故障 3.1 剧烈振动故障

就调查可知，水电站在运行期间，一些发电机组经常会出现剧烈振动的问题，这一情况将会给水电站的正常运行带来影响，严重时还会引发安全事故。总结造成发电机组振动的原因，主要有以下两点：首先是发电机组当中的水轮机在运行期间难免遭受气蚀冲击，致使发电机和水轮机的联动环境遭受破坏，机组地脚螺丝松动，进而造成轴承破损、尾水管堵塞等问题，从而引发振动；其次是三相负荷的不平

衡或者电流流动时间过长都可能导致发电机组的电气振动。长时间的振动危害性非常大，极易引发励磁机烧毁或者破损，进而造成不必要的安全事故[2]。在面对剧烈振动时首先要排查发电机组，仔细找明原因，检测电流是否正常传输，然后按照电流的传输情况判断振动的原因，假如振动属于电气振动，大多是因为三相不平衡所致的，此时可通过恢复负荷平衡来达到调节的目的，能够很好的控制振动；假如电流指数正常，则根据机械振动的方向找出原因，对各零部件进行检查，加紧零部件，假如振动仍得不到解决，便需要重组发电机组。 3.2水轮机故障

这一故障类型在水电站发电机组运行过程中普遍存在，其原因是未完成技术指标，工作效果不理想。导致水轮机的故障原因：首先是其中的零部件质量不合格，制约水轮机的性能发挥；其次是水轮机超负荷运行，致使一些零部件出现断裂或破损；再次水中的杂质侵入到水轮机中，并与其中的零部件发生摩擦；最后其中的零部件使用时间过长，磨损严重，而且一些老化的部件间还存在摩擦的问题。针对这些问题，首先要对水轮机进行全面检测，对其可能出现的磨损、断裂以及变形等情况进行检测，找出磨损的原因，为之后的管理提供依据；然后更换破损零部件，同时邀请专业人员进行二次质量检测；最后要尽可能减少杂质的进入，定期清理水轮机内的杂质，确保零部件正常运行[3]。 3.3水导瓦故障

水电站当中的发电机组，其水导瓦的温差变化较为显著。发电机组正常运行过程中，水导瓦温差变化不会特别明显，而发电机组在满负荷运行期间，水导瓦就会出现非常明显的温差。水电站在运行期间，有的水导瓦长时间处于大幅度温差波动的情况，极易导致发电机组故障。造成水导瓦温度过高的因素主要有油槽与瓦面间距不合理、油盆内油量太少、油槽大小不合理等。在面对水导瓦温度过高时，工作人员在维修期间需进行逐一排查，其排查的主要方面为水导瓦铸造表面和水轮机主轴刨光等。另外还应该检测水导瓦合巴氏合金面以及发电机的维修记录，在保证所有都正常的基础上再检查油盆油量，假如油量足够便要坚持水导瓦合油槽间的距离是否合适。 4.水轮发电机的维护 4.1 发电机组的正常维护

长时间使用或者新安装的发电机，在使用之前一定要检测其绝缘效果。对于400V的低压机组，应选择500V的摇表检测绝缘电阻，应保证定子绕组对转子绕组、对外壳以及绕组内相与相之间的电阻值不能小于0.5兆欧，而转子绕组对外壳的绝缘电阻值也要在0.1兆欧以上，否则不能予以使用。上期被水淹没、使用时间过长的发电机，都需进行干燥处理，其方法有铜损干燥法与短路干燥法等。以下就蕊易干燥法进行简要介绍。对于几百千瓦的小型发电机，如果有电源则在进风口位置添加一1500w-2000w的电炉，如果没有电源则在发电机的进风口位置放置一盆炭火，然后用报纸将其余的进风口蒙住，再打开水轮机导叶，不使用励磁，让机子在额定转速下转动，这样火盆的热气就会从进风口进入发电机，然后再从排风口位置出来，机子达到干燥的目的，同时也大大提高了绝缘的效果[4]。但须特别注意的是，给电机加热的电炉功率要适当，避免炭火温度过高，保证发电机膛内的温度不超过80度。在加热期间每隔一段时间就测量以此绝缘电阻，认真做好记录，直到符合标准为止，一般受潮的发电机经过一天便能达到干燥的效果，而被水淹没过的发电机，一两天也能完全干燥。以上方法经过反复试验，其结果都不错，对于转子与定子绕组因短路或老化而导致的绝缘问题，需邀请专业的电工加以处理。 4.2发电机运行中的维护

发电机在运行期间一定要做好以下几方面的维护工作：首先要确保发电机的干净整洁。发电机的周围严禁堆放杂物，勤清理其表面的灰尘与油污，定期清理发电机内部的碳刷灰，可使用毛刷或者高压气筒清扫干净，然后再使用沾上酒精的抹布清楚干净污垢，尤其是发电机的电刷滑环一定要勤清洗，确保其干净整洁。定期检查与维护滑环与电刷。这两项在发电机运行期间起着传输电流的作用，发电机的正常运行和滑环的定期维护与电刷的选择有着直接的关系。所以，在日常工作期间一定要定期对滑环以及电刷进行勤检查与维护，将故障控制在萌芽当中，运行期间电刷一定要调整在滑环的中心线位置，电刷和刷握不能配合太紧，需确保刷握与电刷之间有0.1-0.2mm的间距，允许电刷在刷握内有小幅度的纵向跳动，也可以出现少量的火花。但假如电刷跳动过大则需要适当调整刷握和刷杆的位置，紧固螺栓并且将电刷的弹簧压力调至适中。假如产生的火花过大，便需及时清除滑环表面的污垢，再使用沾有酒精的抹布或者四氯化碳溶液清洗滑环，如果有必要则需用锉刀打磨滑环的表面，使其表面清洁。假如仍存有火花，则需立即更换同型号的电刷，但每次更换电刷的数量应少于总数的三分之一，并且需研磨成弧形，保证滑环良好接触[5]。 4.3发电机运行过程中的检查与监视

工作人员在值班期间需做到一看、二听、三闻、四查，即同时使用眼鼻耳将故障控制在萌芽当中，保证发电机安全稳定运行，发电机在运行期间需做到以下几点：

（1）“一看”：即勤看发电机励磁电压，通过观察各仪表查看发电机的定子电流与励磁电流是否正常，严禁发电机出现外部电路故障、发电机定子、缺相或者负荷运行的情况，并且还需观察发电机的出线接头颜色是否有改变，假如呈红色则代表接头发热严重，应立即紧固发电机的出线接头，如果呈灰黑色则说明有发热症状。

（2）“二听”：发电机在工作期间一定要注意其发出的声音是否正常。假如出线振动声，则说明发电机损坏或者地脚螺丝松动，对于这一情况应立即紧固螺栓，并检查发电机质量；假如轴承位置有异声或者振动，则证明轴承可能损坏或者缺少黄油，此时应尽快更换轴承或添加黄油。发电机在正常运行时其声音是均匀的，假如有异响声，则证明发电机内部出现故障应立即停止检修，在发电机运行期间每班也要巡回检查一次，以保证发电机处于正常运行状态。

（3）“三闻”：发电机在运行期间需特别注意是否有异位出现。假如闻到异味，则证明其内部可能出现故障或者外部电路有问题，应立即进行检修，避免事故扩大。

（4）“四查”：发电机运行过程中一定要勤检查。按要求每小时需巡检一次。首先检查发电机与轴承的温度是否正常，可通过手背触摸的方式检查其外壳温度是否正常，并且与之前比起来是否有大的改变，是否存在温度过高的情况，通常手感不烫手视为正常。其次要检查发电机壳内有无杂物，比如垃圾废弃物、塑料袋、食物等，如果有杂物进入可能会造成发电机的线圈被咬坏掉。假如处于较为偏僻的大山水电站，因发电机长时间不运行，就很难避免有老鼠进入并筑窝的情况，进而咬坏发电机的线圈，致使发电机内部因短路而将绕组烧坏。所以，工作人员一定要定期清理发电机两端与气隙内的杂物，以免鼠害出现，保证发电机安全稳定运行。

发电机进行巡回检查的内容：首先要检查发电机是否存在异常振动、异味或者异音；其次检查发电机的电刷与滑环表面温度是否正常，是否有变色情况，刷握与电刷之间是否存在卡涩现象，引线是否有断线的情况，如果电刷过短需尽快更换，假如在电刷架总线搭接位置出现温度升高的情况，需适当调整转子电流，并联系工作人员节能性检修；再次检查各机组保护装置是否正常使用，各保护压板在正确位置。发电机严禁在无保护状态下运行，假如工作需要，短时退出需向总工程师申请或者得到省调度的允许；最后各控制回路与励磁装置应保证正常运行，每天交接班人员还需检测运行机组转子的正负极对地电压是否正常，以确保转子处于绝对绝缘的情况，如果转子绝缘较好，则正负对地电压接近于0，如果电压有变化，则证明绝缘效果下降，需立即进行处理。水轮机巡视检查和维护 5.1水轮机巡视检查

（1）水轮机声音正常，无金属摩擦和撞击声；（2）机组振动正常，大轴无串动；（3）水轮机主轴密封漏水正常；

（4）各喷针及折向器接力器油管、接头无漏油，各连接无松动；

（5）调速器控制面板显示正常、指示灯正常，各操作、切换开关位置正确；（6）调速器集油槽和油压槽油位正常，各阀门及各连接管路无漏油；（7）调速器内无异常响声，折向器接力器、喷针回复机构等无异常抽动；

（8）调速器油压装置各压力表压力指示在正常范围内，各整定值正确，二次线无脱落；

（9）调速器油泵电机运转声音正常、打油正常，电机无振动和过热，油泵电机操作开关位置正确；（10）冷却水阀根据机组状态全开或全关；

（11）球阀油压装置集油槽和油压槽油位正常，各阀门及各连接管路无漏油；

（12）球阀油压装置各压力表压力指示在正常范围内，各整定值正确，二次线无脱落；

（13）球阀油压装置油泵电机运转声音正常、打油正常，电机无振动和过热，油泵电机操作开关位置正确；（14）球阀各接力器及连接管理无漏油，各行程开关二次线无脱落；（15）球阀及各连接管路无漏水；

（16）机组操作盘、调速器、球阀控制柜内无异味、无漏油（水），各柜门关闭良好；（17）各设备标识名称齐全。 5.2 发电机绝缘电阻的测量及注意事项

5.2.1测量绝缘电阻，应尽可能使用同一摇表，在相同温度下进行。

5.2.2定子绕组绝缘电阻的测量，使用 1000-2500 伏摇表。绝缘电阻测量取 1 分钟测量值，吸收比R60/R15 的测量分别读取 15 秒和 60 秒测量值，绝缘电阻值一般应大于 6.3MΩ，吸收比应大于 1.3。

5.2.3转子绕组绝缘电阻的测量，使用 500 伏摇表，测量值不得小于 0.5 MΩ。