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摘要：本文以水电站机械设备故障检修工作为研究目标进行分析，重点提出水电站调速器、水轮机和主阀故障问题，同时制定出相关应对解决工作策略，保证水电站各项生产工作稳定进行，希望可以为相关工作人员提供一定参考。

关键词：水电站；机械设备；故障；检修；控制

近年来，随着我国国民经济飞速发展，各行各业都得到不同程度上发展，在这种情况下就需要加大对水电行业投入力度，而在水电行业中，水电站机械设备是其中重要组成部分，其在运行过程中要经历很多问题，这些考验主要来自于水电站机械设备出现故障，一旦出现故障就会影响整个水电站正常运行，甚至会造成整个水电站崩溃，因此，对水电站机械设备出现故障要采取有效检修技术对其进行检修，并在其出现故障后采取有效措施进行处理，从而保证整个水电站机械设备正常运行。

1水电站调速器常见故障与检修

1.1调节系统故障

水电站机械设备调速器主要组成部分是机械调速器、液压调节系统和电气控制系统，其中液压调节系统是整个调速器系统核心，在整个系统中，液压调节系统主要负责通过高压油给调速器提供动力，确保其能够正常运行。目前我国大多数水电站都采用液压调节系统作为水轮机调速器动力来源，但在实际运行过程中，由于电气控制系统故障、液压调节系统故障以及电气控制系统故障等因素影响。常见故障类型主要包括以下几个方面：1）调节系统中电气控制系统故障，包括继电器故障、接触器故障、热继电器故障等，将会造成整个调速器无法正常工作；2）液压调节系统故障，液压调节系统出现的问题主要是油箱内油会出现乳化、污染以及油位过低等，造成整个液压调节系统无法正常运行，甚至导致无法正常工作；3）电气控制系统故障，电气控制系统主要包括电磁阀和传感器两部分，电气控制系统问题主要有电磁干扰、传感器信号错误等；4）机械调速器故障，机械调速器问题主要有机械部件脱落、机械部件与传感器不匹配等，液压调节系统故障，液压调节系统问题主要有油压不足、油位过低等[1]。

1.2转速过低

导致调速器转速过低主要原因有：①机组运行环境发生改变，如机组机组进行检修或者停机检修等，导致机械调速器工作环境发生变化；②机械调速器调整不当，由于机械调速器使用是手动调节方式，对调节器各个部件进行操作时，可能会出现误操作现象，导致调节器在没有调节状态下工作；③调速器机械部件磨损严重或安装不当等原因也可能会导致调速器转速过低；④机械调速器机械部分故障也会导致水轮机转速过低；⑤由于工作人员对操作步骤不熟悉，也有可能导致水轮机转速过低。对于机械调速器故障检修工作，需要按照以下步骤进行：①在停机后，检查调速系统是否出现异常，如果发现有异常现象应立即停机并检修；②如果机械调速器工作环境发生改变或者是长时间没有进行维护和保养，导致机械调速器在运行中出现问题时，要立即停机并检修；③如果调速器机械部件发生磨损或者是安装不当等原因导致水轮机转速过低，要及时更换磨擦材料和调整安装位置等措施进行处理；④对机械调速器传动机构进行检查时，需要注意传动机构是否存在卡涩现象；⑤检查调速系统是否存在异常现象；⑥当水轮机转速过低时，要检查导叶开度是否存在变化情况；⑦在检修中发现机械调速器机械部分出现故障时，要及时更换损坏部件；⑧在检修结束后应进行试运行工作；⑨检修过程中如果发现水轮机转速过低，应立即停机并检修，如果机组转速过高，则需要更换水轮机部件[2]。

1.3过负荷

过负荷是指由于水电站机械设备调速器参数设定不合理，使水电站机械设备调速器导水机构过负荷运行，从而使水轮机出现堵转或甩负荷的现象。导水机构过负荷是水轮机在发电过程中最常见故障，其主要是由于机械调速器参数设定不合理造成，在进行参数设定时，需要考虑到水电站机组实际出力情况、水电机组调速器参数、水力条件以及电气条件等因素。当水轮机出力大于水轮发电机额定出力时，水轮机将会出现堵转甚至是甩负荷现象，可以通过以下几个方面进行检修：1）重新调整水电站机械设备调速器参数，使其满足实际生产需求；2）利用专业仪器检查水力条件是否符合设计要求；3）在水电站机械设备调速器中设置过负荷保护装置，当电气控制系统出现故障时，过负荷保护装置能够及时自动发出报警信号；4）加强日常维护和检修工作，做好调速器运行管理工作，定期对水电站机械设备调速器进行检修和保养，避免机械设备调速器发生过负荷现象，同时要保证水电站机械设备调速器电气控制系统正常运行。

1.4油压波动

在水电站机械设备调速器中，油压波动是比较常见故障之一，造成油压波动原因主要有两种：一种是机械调速器运行过程中，由于机械调速器机械部分出现故障，导致其无法正常工作；另一种是油压传感器出现故障，导致其无法准确地检测到油压变化情况。在实际操作中，需要检查调速器是否出现机械部分故障，机械调速器液压系统是否出现故障，并将检测结果记录下来，确定故障后及时处理机械调速器，当调速器发生油压波动时，需要立即停止水轮机运行，对机械调速器进行全面检查和维修，在检修过程中需要全面检查油压传感器是否出现问题，如果是由于传感器故障造成油压波动，则需要对传感器进行更换；如果是由于油压传感器本身问题造成油压波动，则需要更换新的油压传感器。在检修过程中需要严格按照检修规程进行操作和维修。例如：在检修水轮机时，需要检查调速器是否存在机械故障；在检修液压系统时，需要检查液压系统是否存在故障；在检修电气控制系统时，需要检查电气控制系统是否存在故障。

1.5空载跳开

空载跳开主要是由于机械调速器液压油压装置出现问题造成，机械调速器液压系统与电气控制系统之间需要相互配合，相互协调，一旦其中任何一个环节出现故障，都会导致机械调速器失去调节功能，出现空载跳开现象，一般情况下，出现空载跳开现象时，可以通过以下方法进行检修。第一，可以通过对电气控制系统和液压系统之间联系进行检查，一旦发现其中存在问题，就需要及时采取有效措施进行检修；第二，可以通过对机械调速器的液压油压装置进行检查，判断是否有卡涩的地方。如果在检查过程中发现有卡涩情况存在时，需要及时对其进行调整或者更换；第三，可以通过对电气控制系统中的继电器进行检查判断是否发生故障，如果发现机械部分出现损坏时，需要及时更换新的机械部件或者对其进行检修[3]。

2水电站机械设备主阀常见故障与检修

2.1手动开关不动作问题和处理

1）故障原因：①电动机构动作不可靠，可利用测量电动机转速方法检查电动机是否正常运转；②电动机构限位开关失灵，可通过测量电动机构行程来检查限位开关位置，检查限位开关是否完好；③操作手柄脱落或失灵，可通过测量手柄和手柄之间距离来判断手柄是否脱落；④电动机构动力电缆断路或接触不良，可利用万用表检查动力电缆是否断路或接触不良。2）处理方法：①检查电动机接线是否正确，手动机构各部分是否良好，可适当调整电机位置，使其动作灵活；②电动机构限位开关失灵时，应根据实际情况进行调整或更换新限位开关；③检查传动皮带松紧是否合适，传动皮带过松，会导致转动不灵活或不能转动；过紧则会使齿轮、链轮损坏；④手动开关不动作时，可更换新手动开关。

2.2自动开关不动作问题处理

当水电站机械设备主阀发生故障时，可以先检查电气元件，如检查自动开关是否正常工作、接触器触点是否正常接触等。若自动开关不动作，可先检查主电源是否正常，若主电源不正常，则可检查发电机三相电压是否处于平衡状态，若不平衡则应检查自动开关接线是否正确，如果是电气元件问题引起的故障，可先对断路器进行检查，查看断路器接触是否良好，若断路器无法正常工作，则可能是其内部出现故障导致，若以上方法都无法解决问题，则可考虑更换主阀或主阀与其相应电气元件，在进行故障处理时要注意，对于设备中出现机械故障应及时解决，不要拖着不修或维修不当，以免造成更大损失[4]。

3水电站机械设备水轮机常见故障与检修

3.1水轮发电机组的振动问题

3.1.1转子质量不平衡

由于转子的不均衡，转子的重心相对于轴有一偏心率。在主轴以角速度转动时，在不平衡质点的离心力的影响下，主轴会出现一个圆弧，圆心有偏转，圆心做圆周运动，转动半径即为振幅，又称为振摆。其特点是：振动幅值随着转速的改变而改变。为此，首先要检查转子的总体偏心率，看其是否符合下列条件：转子的圆度、每一个半径与设计半径的差值不能超过设计气隙的4%。转子的总体偏心应该符合下面的表格，但是其最大偏差不能超过设计气隙1.5%。如表1所示；

3.1.2机组轴线不正

旋转机械设计中，机组中心、转动中心和轴心位置保持一致是最理想的，而机组中心和转动中心与轴心位置不一致则是最不理想的。在这两种情况下，转心与机组中心重合，法兰连接面上的轴向偏斜是机组主轴与推力器底部平面不垂直、轴向弯曲，导致整机轴向力不能经过轴承中心，从而形成偏心力矩。当转子转动时，偏心力矩也随之转动，使得每个支杆螺栓受到的作用力均为脉动力，且其波动频率与转速频率一致，因此，止推轴承的各个支杆螺栓在轴向上发生了振动，转子也发生了摆动。轴心偏斜，也是产生径向振动的根源。所以，在盘车之前，要将镜面水平面控制在0.02mm/m之内，并且要对靠近止推头的导瓦或临时导瓦的单边间隙进行调节，一般是0.03-0.05mm。安装完成后，机组各部件的摆度值不得大于下表所示。

3.2轴瓦温升异常问题处理

在水轮机运行过程中，轴瓦温升异常问题是非常常见，严重影响水轮机正常运行，给水电站生产工作造成较大影响，因此，在检修过程中，首先要对轴瓦温度进行测量，然后再根据具体情况进行处理，可以通过更换轴瓦来解决轴瓦温升异常问题，但如果更换后轴瓦依然不能解决轴瓦温升异常问题，那么就需要对轴瓦进行检修处理。处理轴瓦温升异常问题需要根据具体情况来决定，如果温度较高且不稳定，就可以将轴瓦座加热，但加热温度不宜过高在检修过程中还需要根据具体情况来确定更换材料和数量，另外还可以通过调整轴瓦油膜厚度、调整机组运行速度等方法来解决轴瓦温升异常问题。

3.3过速事故问题处理

水轮机在运行过程中，会产生较大压力，如果不能及时对压力进行控制，就会导致水轮机出现过速问题。由于水轮机是一种非常复杂设备，其内部结构非常复杂，所以在水轮机运行过程中，一旦出现过速问题，就会对水电站正常运行造成较大影响，因此，在出现过速问题后及时对其进行处理，避免给水电站造成较大经济损失，当水轮机出现过速问题后，主要有以下几种处理方法，第一种处理方法是将转轮叶片拆下来进行检查处理，当发现叶片损坏时，应及时更换新转轮；第二种处理方法是对水轮机内部进行清洗处理，在清理时必须将水和空气全部排出，然后再将内部清理干净，在调整时，保证水轮机内部压力符合要求[5]。

结语：综上所述，水电站在日常运行工作中，由于受到运行工作环境、自然老化以及人为操作等方面因素影响，造成水电站设备经常会出现各种故障问题，要求相关工作人员需要结合实际工作情况，对设备故障问题进行严格检查和处理，保证水电站运行工作稳定性。

参考文献

[1]高辉.水电站电气设备检修与运行维护现状及提升探讨[J].大众标准化，2022（10）：142-144.

[2]董鑫天.水电站机械常见故障检修技术[J].科技创新与应用，2022，12（07）：149-151.

[3]胡志四.水电站在运行中设备故障的判断及处理[J].大众标准化，2021（19）：68-70.

[4]于洪亮.水电站电气设备检修与运行维护现状及提升建议[J].地下水，2021，43（04）：308-309.

[5]覃树贤.研究水电站机械常见故障检修技术的应用[J].低碳世界，2020，10（04）：55+57.

作者简介：陈小东（1982.5），瑶族，本科，湖南怀化，工程师，主要从事水电站机电设备维护、检修工作