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杨世海
华能西藏发电有限公司加查水电工程筹建处 西藏自治区加查县
摘要：水轮发电机组是水电站最重要的设备之一，水轮发电机组的正常运行直接决定了水电站的正常生产及经济效益。根据水电站的运行特点及设备原理，应做好发电机组的故障分析及处理方案准备工作，做到针对性的的检查维护和计划检修。本文就对水电站发电机生产中常见问题，注意事项及运行中可能碰到的问题进行简要总结，通过必要的故障原因分析、处理方法及检修效果从理论和实践两方面进行简单的分析和探讨。
关键词：水轮发电机；常见问题；故障；检修
1发电机结构及原理
1.1发电机的构成一般包含定子、转子、轴承及端盖等部件。
1.1.1 定子的构成一般有定子铁芯、绕组、机座、固定件以及其他结构件。
1.1.2 转子由转子铁芯、绕组、护环、滑环、转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，转子通过旋转切割磁力线产生感应电势。
2 水轮发电机运行中常见问题
水电站水轮机组正常生产包含水轮机组正常运行及水轮机组相关设备的正常。设备正常可靠是水电站生产的基础，而设备配合下的运行方式的正常才能保证水电站正常将电能送出，水电站水轮机常见问题包含水轮机组运行方式出现问题及水电站相关重要设备发生故障，所以水电站水轮机组常见问题应分为两部分进行讨论。
2.1 发电机的常见运行方式及运行故障
2.1.1水轮发电机运行方式分为：1按带负荷方式分为单机运行、并网运行两种。2按调速器控制方式分为手动运行、自动运行两种。其中自动运行方式又包括功率模式和频率模式。特殊情况下为了防止破坏系统静态稳定，允许发电机短时间过负荷运行。
2.1.2水轮发电机的不正常运行
2.1.2. 1对称过负载运行
2.1.2.2大容量单相负载不对称运行状态。
2.1.2.3稳态对称运行时，发电机的输入功率总与输出功率相平衡，但励磁电势E0和电机端电压U之间保持产生着固定相角差δ。
2.2 水轮发电机运行中常见问题及处理。
2.2.1温度过高超规定值运行
发电机温度运行在超过额定值时，通常为空气冷却器的阀门未全开或者关闭状态，应通过检查冷却水判断。如冷却系统正常，通常使用方法是降低发电机的出力，使温度正常降低。
2.2.2发电机组检测表计不正常
水电站内水轮发电机各种表计指示，是发电机的运行状况的直接显示。表计接线回路及其他故障，会使表计显示错误或者失灵。值班人员如果无法通过监控系统及现场各类表计判断发电机组真实运行情况时，应通过必要措施进行处理，并短时间内查出故障原因，分析并处理，避免问题扩大化造成事故。
2.3水轮发电机的振荡及失步原因及处理
发电机振荡，是指当发电机负荷突然变化时，转子因为惯性作用，转子的有功角δ不能立即稳定在新的数值上，而引起负荷在设定值附近多次波动的现象，而失步是指有功角δ超过90°以后，输出功率随δ的增大而减少，造成发电机转子加速，并与电网失去同步。
发电机发生震荡及失步事应采取的措施：
2.3.1调节增大发电机输入励磁电流，通过抬升机端电压，便于机组恢复同步；
2.3.2降低水轮发电机负载，即减少机组进水量，便于系统将发电机拉入同步；
2.3.3使发电机组与电网系统解列，待震荡消失后再接入电网系统。
3 水轮发电机定子及励磁回路绝缘常见问题
3.1 定子绝缘绕组老化
定子绕组绝缘老化分为机械老化、热老化、电老化，这 3 种老化方式决定了定子绕组绝缘的老化速度和程度。 定子线圈绝缘问题对发电机的安全运行有最直接的影响。发电机故障中很大一部分原因是由定子绝缘老化造成的。在发电机运行过程中应尽量避免引起线圈老化因素对绕组绝缘的影响，定子绕组老化是个长期的，较隐蔽的过程，所以常被人们所忽视。3.2 定子运行温度过高。发电机运行过程中，因为负荷原因，电流回路定子绕组温度升高，而绕组温度过高会使绝缘老化速度加快，造成发电机使用寿命缩短，甚至可能引发故障，银子在定子制造过程中，将测温元件提前埋入线棒之间，并用信号屏蔽线将检测温度信号引出，通过监控显示器来进行温度监视。
3.3绕组绝缘污染及处理。发电机运行时油污、外部灰尘的堆积都会造成发电机绝缘绕组脏污，这将直接影响铁芯与绕组散热 ，还会引起绕组端部局部过热、爬电 ，甚至绝缘击穿并造成着火。
3.4 发电机激磁回路的绝缘常见问题
发电机励磁回路在生产运行中因电流原因会有电感产生，在直流未过零时，当发生突然断路时，电弧熄灭瞬间产生过电压，而过高的过电压可能造成励磁回路绝缘击穿，造成绝缘损坏。同时发电机运行时，磁极线圈发生振动，线圈积灰、集电环脏污、接头变形位移等 ，都会引起激磁回路绝缘性能下降和损坏。
4 水电站发电机常见问题发现与处理
4.3.发电机的常规检查项目
4.3.1检查油、水、气系统正常，无渗漏现象。
4.3.2保持油、水、气系统设备及元器件运行正常，表面清洁。
4.3.3 顶起检查制动器闸板和制动环，并及时更换磨损严重部件。
4.3.4 若发电机的定子、轴瓦、透平油及热风风等温度突然升高，应停机检查。
4.3.5 轴承油槽中油面突变，或油位高度变化超过规定位置时应停机检查并处理。
4.3.6 定期用清洁丝制织物擦净集电环表面，并清除碳粉堆积部位。
4.3.7 检修时，条件满足条件下应检查各轴瓦的磨损情况，并就磨损原因做出分析和处理。 4.3.8 经常清理冷却器脏污，并对冷却回路进行倒换操作。 4.3.9 定期更换处理各轴承油槽润滑油。
4.3.10 经常性检查定子线圈端部及结构件形变和及外部。
4.3.11 定期检查定子铁芯有无松动脱落等问题。
4.3.12 定期检查转子紧固件有无松动，及时判定励磁引接线和极间连接线是否串动或脱开。
4.3.13 经常检查发电机盖板密封性是否合格。
4.3.14 停机时检查处理转动部件上的螺栓、螺母、键等。
4.3.15 机组应有严格的检修计划，并在机组检修安装过程中，严格按照符合安装技术规程进行工作，并做好详细的检修记录。
4.3.16 检修中如需做重大问题的处理或重大技改应与制造厂提前进行沟通协商。
4.4.3发电机机组运行过程中的检查与监视
在发电机机组运行的过程中，机组转动部件，运行值班人员在检查过程中应做到“一看、二听、三闻、四查。”。一看 是指通过查看发电机机组运行情况进行判断，比如查看励磁电流、机端电压 ，调速器控制方式等数据信息 ，避免发电机出现缺相、超负荷 ，不正常运行等现象。。二听 ，是指用耳朵听发电机运行过程中发出的声音是否正常。如发电机运行时负荷轻重所发出来的声音大小不同，轴承正常与损坏时所发出的振动及响声也完全不同。发电机正常运行时发出的声音均匀平顺，如声音频率或伴有杂音则证明发电机出现故障需查看处理。三闻 ，是指用鼻子嗅闻发电机运行过程中散发出来的味道。如有较强烈的异味产生，发电机有故障出现，或绝缘绕组及外部线路发生故障，需及时查看处理，必要时停机检查。四查 ，是指定期不定期对在运行中的发电机进行检查。通过对个数据的采集和分析做好机组负荷分配，避免机组运行在振动区。机组运行时应定期进行巡视和检查。
参考文献
[1] 李煜庭；；水轮发电机组运行与维护要点分析[J]；黑龙江科技信息；2010年16期
[2]吴岳鹏.水电站发电机组常见故障以及维修[J].科技资讯，2011（5）.
[3] 李强；周鹏；张庆杰；；小型水电站电气设备常见故障与排除[J]；山东水利；2010年06期
[4]胡虔生，胡敏强 《电机学》第二版 中国电力出版社
[5] 朱跃亮；；水轮发电机转子绝缘下降原因分析及处理[J]；华电技术；2010年10期
华能西藏发电有限公司加查水电工程筹建处 西藏自治区加查县
摘要：水轮发电机组是水电站最重要的设备之一，水轮发电机组的正常运行直接决定了水电站的正常生产及经济效益。根据水电站的运行特点及设备原理，应做好发电机组的故障分析及处理方案准备工作，做到针对性的的检查维护和计划检修。本文就对水电站发电机生产中常见问题，注意事项及运行中可能碰到的问题进行简要总结，通过必要的故障原因分析、处理方法及检修效果从理论和实践两方面进行简单的分析和探讨。
关键词：水轮发电机；常见问题；故障；检修
1发电机结构及原理
1.1发电机的构成一般包含定子、转子、轴承及端盖等部件。
1.1.1 定子的构成一般有定子铁芯、绕组、机座、固定件以及其他结构件。
1.1.2 转子由转子铁芯、绕组、护环、滑环、转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，转子通过旋转切割磁力线产生感应电势。
2 水轮发电机运行中常见问题
水电站水轮机组正常生产包含水轮机组正常运行及水轮机组相关设备的正常。设备正常可靠是水电站生产的基础，而设备配合下的运行方式的正常才能保证水电站正常将电能送出，水电站水轮机常见问题包含水轮机组运行方式出现问题及水电站相关重要设备发生故障，所以水电站水轮机组常见问题应分为两部分进行讨论。
2.1 发电机的常见运行方式及运行故障
2.1.1水轮发电机运行方式分为：1按带负荷方式分为单机运行、并网运行两种。2按调速器控制方式分为手动运行、自动运行两种。其中自动运行方式又包括功率模式和频率模式。特殊情况下为了防止破坏系统静态稳定，允许发电机短时间过负荷运行。
2.1.2水轮发电机的不正常运行
2.1.2. 1对称过负载运行
2.1.2.2大容量单相负载不对称运行状态。
2.1.2.3稳态对称运行时，发电机的输入功率总与输出功率相平衡，但励磁电势E0和电机端电压U之间保持产生着固定相角差δ。
2.2 水轮发电机运行中常见问题及处理。
2.2.1温度过高超规定值运行
发电机温度运行在超过额定值时，通常为空气冷却器的阀门未全开或者关闭状态，应通过检查冷却水判断。如冷却系统正常，通常使用方法是降低发电机的出力，使温度正常降低。
2.2.2发电机组检测表计不正常
水电站内水轮发电机各种表计指示，是发电机的运行状况的直接显示。表计接线回路及其他故障，会使表计显示错误或者失灵。值班人员如果无法通过监控系统及现场各类表计判断发电机组真实运行情况时，应通过必要措施进行处理，并短时间内查出故障原因，分析并处理，避免问题扩大化造成事故。
2.3水轮发电机的振荡及失步原因及处理
发电机振荡，是指当发电机负荷突然变化时，转子因为惯性作用，转子的有功角δ不能立即稳定在新的数值上，而引起负荷在设定值附近多次波动的现象，而失步是指有功角δ超过90°以后，输出功率随δ的增大而减少，造成发电机转子加速，并与电网失去同步。
发电机发生震荡及失步事应采取的措施：
2.3.1调节增大发电机输入励磁电流，通过抬升机端电压，便于机组恢复同步；
2.3.2降低水轮发电机负载，即减少机组进水量，便于系统将发电机拉入同步；
2.3.3使发电机组与电网系统解列，待震荡消失后再接入电网系统。
3 水轮发电机定子及励磁回路绝缘常见问题
3.1 定子绝缘绕组老化
定子绕组绝缘老化分为机械老化、热老化、电老化，这 3 种老化方式决定了定子绕组绝缘的老化速度和程度。 定子线圈绝缘问题对发电机的安全运行有最直接的影响。发电机故障中很大一部分原因是由定子绝缘老化造成的。在发电机运行过程中应尽量避免引起线圈老化因素对绕组绝缘的影响，定子绕组老化是个长期的，较隐蔽的过程，所以常被人们所忽视。3.2 定子运行温度过高。发电机运行过程中，因为负荷原因，电流回路定子绕组温度升高，而绕组温度过高会使绝缘老化速度加快，造成发电机使用寿命缩短，甚至可能引发故障，银子在定子制造过程中，将测温元件提前埋入线棒之间，并用信号屏蔽线将检测温度信号引出，通过监控显示器来进行温度监视。
3.3绕组绝缘污染及处理。发电机运行时油污、外部灰尘的堆积都会造成发电机绝缘绕组脏污，这将直接影响铁芯与绕组散热 ，还会引起绕组端部局部过热、爬电 ，甚至绝缘击穿并造成着火。
3.4 发电机激磁回路的绝缘常见问题
发电机励磁回路在生产运行中因电流原因会有电感产生，在直流未过零时，当发生突然断路时，电弧熄灭瞬间产生过电压，而过高的过电压可能造成励磁回路绝缘击穿，造成绝缘损坏。同时发电机运行时，磁极线圈发生振动，线圈积灰、集电环脏污、接头变形位移等 ，都会引起激磁回路绝缘性能下降和损坏。
4 水电站发电机常见问题发现与处理
4.3.发电机的常规检查项目
4.3.1检查油、水、气系统正常，无渗漏现象。
4.3.2保持油、水、气系统设备及元器件运行正常，表面清洁。
4.3.3 顶起检查制动器闸板和制动环，并及时更换磨损严重部件。
4.3.4 若发电机的定子、轴瓦、透平油及热风风等温度突然升高，应停机检查。
4.3.5 轴承油槽中油面突变，或油位高度变化超过规定位置时应停机检查并处理。
4.3.6 定期用清洁丝制织物擦净集电环表面，并清除碳粉堆积部位。
4.3.7 检修时，条件满足条件下应检查各轴瓦的磨损情况，并就磨损原因做出分析和处理。 4.3.8 经常清理冷却器脏污，并对冷却回路进行倒换操作。 4.3.9 定期更换处理各轴承油槽润滑油。
4.3.10 经常性检查定子线圈端部及结构件形变和及外部。
4.3.11 定期检查定子铁芯有无松动脱落等问题。
4.3.12 定期检查转子紧固件有无松动，及时判定励磁引接线和极间连接线是否串动或脱开。
4.3.13 经常检查发电机盖板密封性是否合格。
4.3.14 停机时检查处理转动部件上的螺栓、螺母、键等。
4.3.15 机组应有严格的检修计划，并在机组检修安装过程中，严格按照符合安装技术规程进行工作，并做好详细的检修记录。
4.3.16 检修中如需做重大问题的处理或重大技改应与制造厂提前进行沟通协商。
4.4.3发电机机组运行过程中的检查与监视
在发电机机组运行的过程中，机组转动部件，运行值班人员在检查过程中应做到“一看、二听、三闻、四查。”。一看 是指通过查看发电机机组运行情况进行判断，比如查看励磁电流、机端电压 ，调速器控制方式等数据信息 ，避免发电机出现缺相、超负荷 ，不正常运行等现象。。二听 ，是指用耳朵听发电机运行过程中发出的声音是否正常。如发电机运行时负荷轻重所发出来的声音大小不同，轴承正常与损坏时所发出的振动及响声也完全不同。发电机正常运行时发出的声音均匀平顺，如声音频率或伴有杂音则证明发电机出现故障需查看处理。三闻 ，是指用鼻子嗅闻发电机运行过程中散发出来的味道。如有较强烈的异味产生，发电机有故障出现，或绝缘绕组及外部线路发生故障，需及时查看处理，必要时停机检查。四查 ，是指定期不定期对在运行中的发电机进行检查。通过对个数据的采集和分析做好机组负荷分配，避免机组运行在振动区。机组运行时应定期进行巡视和检查。
参考文献
[1] 李煜庭；；水轮发电机组运行与维护要点分析[J]；黑龙江科技信息；2010年16期
[2]吴岳鹏.水电站发电机组常见故障以及维修[J].科技资讯，2011（5）.
[3] 李强；周鹏；张庆杰；；小型水电站电气设备常见故障与排除[J]；山东水利；2010年06期
[4]胡虔生，胡敏强 《电机学》第二版 中国电力出版社
[5] 朱跃亮；；水轮发电机转子绝缘下降原因分析及处理[J]；华电技术；2010年10期