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水電站機電設(shè)備故障問題探討
小水電站機電設(shè)備在運行前要測量各部分的絕緣情況，達到要求再運行，下面是小編搜集的一篇探究水電站機電設(shè)備故障問題的論文范文，歡迎閱讀借鑒。
摘要：本文結(jié)合古宇廟水電站機電設(shè)備在實際的運行過程中遇到的問題，綜合多年的工作經(jīng)驗，闡述機電設(shè)備常見的故障現(xiàn)象、原因，保證機組發(fā)揮最大的功效，保證其運轉(zhuǎn)的安全。
關(guān)鍵詞：小水電站;機電設(shè)備;故障處理
一、工程現(xiàn)狀
1古宇廟水電站簡介古宇廟水庫放水洞電站(簡稱古宇廟電站)，位于古宇廟水庫大壩左側(cè)，屬沱灌工程管理處古宇廟水庫管理所綜合經(jīng)營項目之一。利用古宇廟水庫蓄水發(fā)電，古宇廟水電站于1981年內(nèi)江地區(qū)水電勘測設(shè)計隊完成電站技施設(shè)計，1982年11月動工，1983年3月竣工。是年5月26日，古宇廟電站2臺機組正式并網(wǎng)運行。裝機容量2×160kW;設(shè)計年利用2600h、年發(fā)電量83.2萬kW/h，年平均產(chǎn)值4.16萬元;實際年運行1300h，年發(fā)電量40萬kW/h左右，年平均產(chǎn)值約2萬元。
2工程設(shè)計情況水工部分：以古宇廟水庫蓄水為動力水源，通過灌溉放水洞放水發(fā)電。水力工程體系利用水庫已成灌溉放水洞，改無壓隧洞為有壓隧洞。設(shè)計水頭10m，最高13m，最低7m;設(shè)計引用流量2×2.6m3/s。水輪機：2臺，河南省璜川水輪機廠生產(chǎn)，型號ZD-661-LH-80。電氣部分：發(fā)電機：2×160kW，河南璜川水輪機廠生產(chǎn)，出廠時間：1979年8月，型號及主要參數(shù)見表1。發(fā)電機控制屏：型號BKF-3(T)160/0.4，額定電壓400V，額定電流400A，隆昌電器廠生產(chǎn)，1982年12月出廠。主變壓器2臺，廠用變壓器1臺，均屬四川射洪縣水電廠生產(chǎn)，型號及主要參數(shù)見表2。勵磁裝置：采用靜止可控硅勵磁裝置。電氣主結(jié)線采用發(fā)電機——變壓器10kV單元結(jié)線升壓，經(jīng)油開關(guān)與系統(tǒng)并網(wǎng)。發(fā)電機出線電壓400V，升壓后為10kV。并網(wǎng)線路：隆城線望古支線，電壓等級10kV，導(dǎo)線型號LGJ-25，全長5000m。
二、機電設(shè)備故障及處理辦法
1、發(fā)電機部分
發(fā)電機運行過程中，某些參數(shù)會發(fā)生變化，超出正常允許的范圍，通常會發(fā)出相應(yīng)的故障信號。有幾種常見的異常情況。
(1)發(fā)電機絕緣電阻低于標準原因可能是長時間停機或有水滴進入電機內(nèi)使繞組受潮，或是繞組表面的灰塵污垢受潮所致。
(2)發(fā)電機發(fā)不出電原因及辦法：(a)定子繞組到發(fā)電機配電盤之間的接線頭有油膩或被氧化或接線螺絲脫落使連線斷線，造成定子繞組斷線。(b)電刷與滑環(huán)接觸不良或電刷壓力不夠。處理方法是清潔滑環(huán)表面，使電刷與滑環(huán)面吻合，增加電刷壓力。(c)勵磁機電刷損壞或彈簧壓力不夠造成電刷位置不正確。處理辦法是將電刷調(diào)至正確位置。(d)勵磁回路斷線或勵磁機變阻器斷線，可以查找斷線接好。
(3)發(fā)電機電壓過高主要原因有：(a)轉(zhuǎn)速過高，可減小水輪機導(dǎo)水翼開度，降低轉(zhuǎn)速。(b)發(fā)生事故飛車，應(yīng)緊急停機處理。(c)磁場變阻器短路，調(diào)壓失靈，找出故障點并排除。
(4)發(fā)電機電壓過低。主要原因有：(a)勵磁回路電阻過大，減小磁場變阻器電阻以加大勵磁電流。(b)勵磁機電刷不在中間位置，應(yīng)將電刷調(diào)至正確位置。(c)定子繞組、勵磁繞組中有短路或接地現(xiàn)象，應(yīng)檢查故障點并排除。
(5)發(fā)電機在運行過程中振動過大，發(fā)出噪聲。原因有幾方面：(a)軸承磨損嚴重，轉(zhuǎn)子與定子相擦，應(yīng)立即停機，更換軸承。(b)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與水輪機的轉(zhuǎn)軸中心不重合，應(yīng)停機對機組校正。
2、水輪機部分
(1)水輪機出力下降。在水頭不變的情況下，導(dǎo)葉開度已達到空載開度時而水輪機未達到額定轉(zhuǎn)速，或在同樣出力時，導(dǎo)葉開度比原來增大，則均認為機組出力下降，其原因有：(a)水輪機的流量損失：進入水輪機的流量，沒得到全部利用，有一小部分通過機械間隙漏損掉，這部分叫流量損失，流量損失越大，機組出力越低。(b)水輪機水力損失：水輪機脫流等引起損失，工作時，水流經(jīng)過了引水部件、導(dǎo)水部件、轉(zhuǎn)輪和尾水管等，產(chǎn)生了磨損撞擊、漩渦和脫流等引起損失，這叫做水輪機的水力損失。(c)水輪機的機械損失：水輪機的軸出力，并沒有全部傳給發(fā)電機，其中一部分消耗在傳動部件和軸承上，這部分損失成機械損失。這些損失增大，出力也會下降。為了減少或防止以上情況的發(fā)生，運行中應(yīng)注意：首先，保證尾水管淹沒深度不少于30cm，其次注意進水和出水情況，使水流的流態(tài)保持平穩(wěn)。
(2)軸承溫度急劇上升：水輪機有導(dǎo)葉和推力軸承兩種。導(dǎo)軸承的作用是防止機組旋轉(zhuǎn)擺動、轉(zhuǎn)動，承受主軸傳來的徑向荷重，保持軸心穩(wěn)定。推力軸承作用是承受轉(zhuǎn)輪上軸向水推力。軸承正常工作的條件是正確的安裝。軸承的常見故障有軸溫升高，軸間隙增大。
(3)機組振動：運行著的水輪發(fā)電機，會出現(xiàn)各種各樣的振動，產(chǎn)生的原因有機械振動、電氣振動和氣蝕振動。(a)機械振動：有機械上的原因造成的振動叫機械振動，原因有水輪機轉(zhuǎn)子偏重;水輪機發(fā)電機軸線中心不正，連結(jié)不好;軸承有缺陷、間隙過大或調(diào)整不當(dāng);轉(zhuǎn)動部件與靜止部件的某處發(fā)生摩擦。(b)水力振動：水力振動是由于流入轉(zhuǎn)輪的水流失去平衡時所造成的振動，其幅度隨流量的增加而增加，原因有：導(dǎo)葉固定螺絲折斷，使導(dǎo)葉開度不一，從而使流入轉(zhuǎn)輪四周的水流不均勻;蝸殼中有雜物尾水管水流不穩(wěn)定，使尾水管的水壓產(chǎn)生周期性變化，引起機組的振動和水流轟鳴。(c)電氣振動：由于電氣量失去嚴重的平衡及突然的變化所引起機組的振動叫電氣振動，其振幅隨勵磁電流的增加而增加，去掉勵磁電流，振動即可消失，原因有：發(fā)電機三相電流的嚴重不平衡，引起電磁力的不平衡;由于電氣事故引起電流的瞬間變化，導(dǎo)致發(fā)電機與水輪機的轉(zhuǎn)速瞬間不能同步;定子和轉(zhuǎn)子間的間隙不均勻，引起旋轉(zhuǎn)磁場的不穩(wěn)定。(d)氣蝕振動：由尾水管內(nèi)的水流旋轉(zhuǎn)，使中心空腔處形成真空而造成的空腔氣蝕引起的振動，其振動與負荷區(qū)域有關(guān)。出現(xiàn)空腔氣蝕時，有強烈的噪聲和金屬打擊聲或雷鳴聲，真空表上反映出擺現(xiàn)象，嚴重時會引起機組的強烈振動。
3、電氣設(shè)備部分
(1)電抗器接地：對于電抗器接地而引起的發(fā)電機中線電流不平衡、準同期裝置失靈和電抗器、主變與線路諧振的故障，可以采取破壞諧振點、將電抗器短接或補償電容的方法，均能有效解決故障帶來的不良影響。
(2)中性點不接地系統(tǒng)電壓不平衡：中性點不接地系統(tǒng)電壓的不平衡將會引發(fā)高、低壓熔斷器熔斷的后果，使得其所提供的保護作用也隨之消失。
(3)發(fā)電機內(nèi)部絕緣：在設(shè)備運行過程當(dāng)中，有時會出現(xiàn)發(fā)電機回路中的指示表針均指向零，并且勵磁開關(guān)以及發(fā)電機斷路器發(fā)生突然自動跳閘的現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有差動繼電器動作。在某些時候會發(fā)現(xiàn)在風(fēng)道中或者是在發(fā)電機內(nèi)部會冒火星或是冒煙，同時伴隨有絕緣燒焦的臭味，這些現(xiàn)象都說明發(fā)電機內(nèi)部存在絕緣故障。主要是由于鐵芯短路或者是發(fā)電機線圈絕緣遭到損壞而導(dǎo)致了故障的發(fā)生。接地故障是由多方面的因素造成的，主要有以下幾個方面。(a)過電壓當(dāng)發(fā)電機電壓網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)單相接地故障的時候，其他兩相的電壓就會升高，最高情況可以達到√3倍。如果發(fā)生單相弧光接地的情況，那么所產(chǎn)生的過電壓就會更加的嚴重，很可能會將未故障相對地電壓提高3~3.5倍。在發(fā)電機的電壓引出線路上，如果出現(xiàn)A相弧光接地的情況時，假如發(fā)電機定子線圈BC的兩相當(dāng)中的其中的一相出現(xiàn)絕緣不良的故障，電壓就會擊穿這一相，造成兩點接地故障。(b)溫度過高如果線圈溫度在較長的時間段內(nèi)都高于一般溫度或者鐵芯短路持續(xù)長時間發(fā)熱，那么就會導(dǎo)致線圈的絕緣強度降低，這樣電壓很容易就可將其擊穿。
(4)發(fā)電機剩磁消失：發(fā)電機剩磁消失將會造成水電站發(fā)電機電壓無法達到額定電壓，當(dāng)發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速啟動之后，將會導(dǎo)致勵磁電壓與發(fā)電定子電壓無法提升，造成水電站設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)，對小水電站的運行有很大的影響。發(fā)電機剩磁消失所導(dǎo)致的故障情況，必須首先查清故障原因之后再進行處理，所以我們在處理這一類型的故障時，必須先對勵磁機內(nèi)部進行檢查，如回路、電刷位置等，然后再結(jié)合檢查的結(jié)果采取有針對性的措施來進行故障排除。
三、結(jié)語
總之，小水電站機電設(shè)備在運行前要測量各部分的絕緣情況，達到要求再運行。運行過程中要及時發(fā)現(xiàn)故障，并針對故障能熟練、可靠地將故障進行排除，從而保證機電設(shè)備處在良好的運行狀態(tài)。
參考文獻
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