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水電站機電設備故障問(wèn)題探討
小水電站機電設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備故障問(wèn)題的論文范文，歡迎閱讀借鑒。
摘要：本文結合古宇廟水電站機電設備在實(shí)際的運行過(guò)程中遇到的問(wèn)題，綜合多年的工作經(jīng)驗，闡述機電設備常見(jiàn)的故障現象、原因，保證機組發(fā)揮最大的功效，保證其運轉的安全。
關(guān)鍵詞：小水電站;機電設備;故障處理
一、工程現狀
1古宇廟水電站簡(jiǎn)介古宇廟水庫放水洞電站(簡(jiǎn)稱(chēng)古宇廟電站)，位于古宇廟水庫大壩左側，屬沱灌工程管理處古宇廟水庫管理所綜合經(jīng)營(yíng)項目之一。利用古宇廟水庫蓄水發(fā)電，古宇廟水電站于1981年內江地區水電勘測設計隊完成電站技施設計，1982年11月動(dòng)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;設計年利用2600h、年發(fā)電量83.2萬(wàn)kW/h，年平均產(chǎn)值4.16萬(wàn)元;實(shí)際年運行1300h，年發(fā)電量40萬(wàn)kW/h左右，年平均產(chǎn)值約2萬(wàn)元。
2工程設計情況水工部分：以古宇廟水庫蓄水為動(dòng)力水源，通過(guò)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(wú)壓隧洞為有壓隧洞。設計水頭10m，最高13m，最低7m;設計引用流量2×2.6m3/s。水輪機：2臺，河南省璜川水輪機廠(chǎng)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(chǎng)生產(chǎn)，出廠(chǎng)時(shí)間：1979年8月，型號及主要參數見(jiàn)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(chǎng)生產(chǎn)，1982年12月出廠(chǎng)。主變壓器2臺，廠(chǎng)用變壓器1臺，均屬四川射洪縣水電廠(chǎng)生產(chǎn)，型號及主要參數見(jiàn)表2。勵磁裝置：采用靜止可控硅勵磁裝置。電氣主結線(xiàn)采用發(fā)電機——變壓器10kV單元結線(xiàn)升壓，經(jīng)油開(kāi)關(guān)與系統并網(wǎng)。發(fā)電機出線(xiàn)電壓400V，升壓后為10kV。并網(wǎng)線(xiàn)路：隆城線(xiàn)望古支線(xiàn)，電壓等級10kV，導線(xiàn)型號LGJ-25，全長(cháng)5000m。
二、機電設備故障及處理辦法
1、發(fā)電機部分
發(fā)電機運行過(guò)程中，某些參數會(huì )發(fā)生變化，超出正常允許的范圍，通常會(huì )發(fā)出相應的故障信號。有幾種常見(jiàn)的異常情況。
(1)發(fā)電機絕緣電阻低于標準原因可能是長(cháng)時(shí)間停機或有水滴進(jìn)入電機內使繞組受潮，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(pán)之間的接線(xiàn)頭有油膩或被氧化或接線(xiàn)螺絲脫落使連線(xiàn)斷線(xiàn)，造成定子繞組斷線(xiàn)。(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至正確位置。(d)勵磁回路斷線(xiàn)或勵磁機變阻器斷線(xiàn)，可以查找斷線(xiàn)接好。
(3)發(fā)電機電壓過(guò)高主要原因有：(a)轉速過(guò)高，可減小水輪機導水翼開(kāi)度，降低轉速。(b)發(fā)生事故飛車(chē)，應緊急停機處理。(c)磁場(chǎng)變阻器短路，調壓失靈，找出故障點(diǎn)并排除。
(4)發(fā)電機電壓過(guò)低。主要原因有：(a)勵磁回路電阻過(guò)大，減小磁場(chǎng)變阻器電阻以加大勵磁電流。(b)勵磁機電刷不在中間位置，應將電刷調至正確位置。(c)定子繞組、勵磁繞組中有短路或接地現象，應檢查故障點(diǎn)并排除。
(5)發(fā)電機在運行過(guò)程中振動(dòng)過(guò)大，發(fā)出噪聲。原因有幾方面：(a)軸承磨損嚴重，轉子與定子相擦，應立即停機，更換軸承。(b)發(fā)電機的轉子與水輪機的轉軸中心不重合，應停機對機組校正。
2、水輪機部分
(1)水輪機出力下降。在水頭不變的情況下，導葉開(kāi)度已達到空載開(kāi)度時(shí)而水輪機未達到額定轉速，或在同樣出力時(shí)，導葉開(kāi)度比原來(lái)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(jìn)入水輪機的流量，沒(méi)得到全部利用，有一小部分通過(guò)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(shí)，水流經(jīng)過(guò)了引水部件、導水部件、轉輪和尾水管等，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(méi)有全部傳給發(fā)電機，其中一部分消耗在傳動(dòng)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(huì )下降。為了減少或防止以上情況的發(fā)生，運行中應注意：首先，保證尾水管淹沒(méi)深度不少于30cm，其次注意進(jìn)水和出水情況，使水流的流態(tài)保持平穩。
(2)軸承溫度急劇上升：水輪機有導葉和推力軸承兩種。導軸承的作用是防止機組旋轉擺動(dòng)、轉動(dòng)，承受主軸傳來(lái)的徑向荷重，保持軸心穩定。推力軸承作用是承受轉輪上軸向水推力。軸承正常工作的條件是正確的安裝。軸承的常見(jiàn)故障有軸溫升高，軸間隙增大。
(3)機組振動(dòng)：運行著(zhù)的水輪發(fā)電機，會(huì )出現各種各樣的振動(dòng)，產(chǎn)生的原因有機械振動(dòng)、電氣振動(dòng)和氣蝕振動(dòng)。(a)機械振動(dòng)：有機械上的原因造成的振動(dòng)叫機械振動(dòng)，原因有水輪機轉子偏重;水輪機發(fā)電機軸線(xiàn)中心不正，連結不好;軸承有缺陷、間隙過(guò)大或調整不當;轉動(dòng)部件與靜止部件的某處發(fā)生摩擦。(b)水力振動(dòng)：水力振動(dòng)是由于流入轉輪的水流失去平衡時(shí)所造成的振動(dòng)，其幅度隨流量的增加而增加，原因有：導葉固定螺絲折斷，使導葉開(kāi)度不一，從而使流入轉輪四周的水流不均勻;蝸殼中有雜物尾水管水流不穩定，使尾水管的水壓產(chǎn)生周期性變化，引起機組的振動(dòng)和水流轟鳴。(c)電氣振動(dòng)：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(dòng)叫電氣振動(dòng)，其振幅隨勵磁電流的增加而增加，去掉勵磁電流，振動(dòng)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，導致發(fā)電機與水輪機的轉速瞬間不能同步;定子和轉子間的間隙不均勻，引起旋轉磁場(chǎng)的不穩定。(d)氣蝕振動(dòng)：由尾水管內的水流旋轉，使中心空腔處形成真空而造成的空腔氣蝕引起的振動(dòng)，其振動(dòng)與負荷區域有關(guān)。出現空腔氣蝕時(shí)，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象，嚴重時(shí)會(huì )引起機組的強烈振動(dòng)。
3、電氣設備部分
(1)電抗器接地：對于電抗器接地而引起的發(fā)電機中線(xiàn)電流不平衡、準同期裝置失靈和電抗器、主變與線(xiàn)路諧振的故障，可以采取破壞諧振點(diǎn)、將電抗器短接或補償電容的方法，均能有效解決故障帶來(lái)的不良影響。
(2)中性點(diǎn)不接地系統電壓不平衡：中性點(diǎn)不接地系統電壓的不平衡將會(huì )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)電機內部絕緣：在設備運行過(guò)程當中，有時(shí)會(huì )出現發(fā)電機回路中的指示表針均指向零，并且勵磁開(kāi)關(guān)以及發(fā)電機斷路器發(fā)生突然自動(dòng)跳閘的現象，經(jīng)檢查發(fā)現有差動(dòng)繼電器動(dòng)作。在某些時(shí)候會(huì )發(fā)現在風(fēng)道中或者是在發(fā)電機內部會(huì )冒火星或是冒煙，同時(shí)伴隨有絕緣燒焦的臭味，這些現象都說(shuō)明發(fā)電機內部存在絕緣故障。主要是由于鐵芯短路或者是發(fā)電機線(xiàn)圈絕緣遭到損壞而導致了故障的發(fā)生。接地故障是由多方面的因素造成的，主要有以下幾個(gè)方面。(a)過(guò)電壓當發(fā)電機電壓網(wǎng)絡(luò )中出現單相接地故障的時(shí)候，其他兩相的電壓就會(huì )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(guò)電壓就會(huì )更加的嚴重，很可能會(huì )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(xiàn)路上，如果出現A相弧光接地的情況時(shí)，假如發(fā)電機定子線(xiàn)圈BC的兩相當中的其中的一相出現絕緣不良的故障，電壓就會(huì )擊穿這一相，造成兩點(diǎn)接地故障。(b)溫度過(guò)高如果線(xiàn)圈溫度在較長(cháng)的時(shí)間段內都高于一般溫度或者鐵芯短路持續長(cháng)時(shí)間發(fā)熱，那么就會(huì )導致線(xiàn)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(huì )造成水電站發(fā)電機電壓無(wú)法達到額定電壓，當發(fā)電機額定轉速啟動(dòng)之后，將會(huì )導致勵磁電壓與發(fā)電定子電壓無(wú)法提升，造成水電站設備不能正常運轉，對小水電站的運行有很大的影響。發(fā)電機剩磁消失所導致的故障情況，必須首先查清故障原因之后再進(jìn)行處理，所以我們在處理這一類(lèi)型的故障時(shí)，必須先對勵磁機內部進(jìn)行檢查，如回路、電刷位置等，然后再結合檢查的結果采取有針對性的措施來(lái)進(jìn)行故障排除。
三、結語(yǔ)
總之，小水電站機電設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(guò)程中要及時(shí)發(fā)現故障，并針對故障能熟練、可靠地將故障進(jìn)行排除，從而保證機電設備處在良好的運行狀態(tài)。
參考文獻
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