水利工程泵站機電設備故障診斷與處理

趙華君

摘 ? ?要：水利工程建設對于國民經濟的發展起到至關重要的作用，近年來，隨著經濟水平的逐漸提高，水利工程數量也是日漸增多，開始規?；l展，但是由于發展過快，缺少過渡階段，導致其在泵站建設施工中還存在一些問題，本文對水利工程泵站關鍵機電設備的故障診斷方法進行了分析，結合實踐經驗與實際案例，對水輪機止漏脫環、定子水冷發電機漏水故障、勵磁系統故障等常見故障處理進行闡述。

關鍵詞：水利工程泵站;機電設備;故障處理

1 ?引言

在我國開展水利工程目的就是為了興水利、除水害，造福于人民，服務于社會，近幾年水利工程建設的數量不斷增多，但是在具體的管理模式上還是存在一定弊端，泵站是水利工程重要組成部分，必須加強對泵站運行安全穩定性的維護，及時有效地完成故障診斷與處理，為社會經濟發展提供基礎性支撐。

2 ?泵站主要機電設備的故障診斷分析

2.1 ?變壓器

在變壓器處于運行狀態下，對其發出的聲音進行監聽，若聲音持續保持蜂鳴“嗡”聲則可判斷其運行正常。保持良好的通風與散熱，著重關注油位、油色、油溫等，控制上層油溫在85℃以下，且不存在滲油與漏油的問題。保證高低壓側樁頭的高度清潔，且不存在放電、冒煙的現象。標志明確清晰、運行環境干凈整潔。在送電前展開檢查，變壓器運行中每6h檢查一次。在遭遇雷雨等惡劣天氣時，要著重排查線路的故障與高壓保險動作。

2.2 ?電動機

在電動機處于運行狀態下，對其發出的聲音進行監聽，若聲音持續保持蜂鳴“嗡”聲則可判斷其運行正常。保持良好的通風與散熱。著重檢查碳刷與滑環的接觸情況，確保相應位置不存在冒火花的問題。當確定電動機存在故障后，應立即斷開電動機電源、拆卸電動機，觀察故障區域與元件，并實施更換。測量電動機的運行溫度，當檢測到軸承運行溫度高于85℃時，需要著重檢查潤滑與軸承安裝情況。

2.3 ?水泵

在當前的水利工程泵站中，使用的水泵形式較為多樣，本文選取軸流水泵，對其故障診斷方法進行分析。在軸流水泵故障檢查中，若是觀察到泵軸出現偏心晃動或是發出異常悶響、間斷性“吱”聲時，要立即落實停機與進一步檢查。嚴禁橡膠軸承脫水的問題發生。當前池水位達到設計低水位以下時，應當立即落實停機檢修。

3 ?主要機電設備故障的處理實踐

3.1 ?案例簡述

（1）水輪機止漏脫環。某泵站5#機組在運行中推力瓦溫度升高至85℃，頂蓋水壓升高至0.25MPa。檢查中發現，水輪機在運行中發生止漏脫環事故。

（2）定子水冷發電機漏水事故。某泵站3#機組主要使用了西門子公司生產的定子水內冷機組轉子的風冷系統。在實際運行中，定子水冷接頭開焊，發電機保護動作，最后燒損90多根上下層線棒，定子鐵心未損壞，搶修三個月才投入運行。

（3）勵磁系統故障。案例1：某泵站2#機組由于勵磁柜天花板漏水引發勵磁回路接地。其后，檢修人員消除漏水，實現故障處理。案例2：某泵站9#機組勵磁變相間短路，保護正確動作切除事故。

3.2 ?處理方法

（1）水輪機止漏脫環的事故處理。在進行水輪機止漏脫環事故的處理中，需要落實以下幾項操作：第一，起升部件。由于并未在前期完成A級檢修的準備，因此只能分解水輪機部分，并使得底環在機坑內升起一定的高度，達到水輪機修復目的。第二，下止漏環的處理。更換一個新的止漏環，保證其內外直徑與原有止漏環尺寸一致。為了保證焊接操作的順利展開，要將高度由原有的160mm調整至120mm;焊縫角由原來的10mm調整至15mm。

使用碳弧氣刨完成原有止漏環焊縫的處理，在此過程中，要避免底環變形、過流表面損傷等問題的發生，并將止漏環分切成8段取出;打磨底環與止漏環配合的內圈基面，保證表面光滑平整，可以觀察到金屬光澤;將新止漏環固定于底環位置，并使用C形夾臨時固定，兩者之間的距離檢查合格后展開焊接（點焊固定）;依托圓弧形模板完成止漏環檢查，確定尺寸合格后落實定位焊。

經過上述處理，實現了水輪機止漏脫環故障的有效處理，檢修結束后機組投入運行。此時，機組運行穩定性參數如下：水頭67.66mm，負荷48MW，水導擺度0.2mm，上導擺度0.06mm，上機架水平方向振動0.01mm、垂直方向振動0.01mm，下機架水平方向振動0.01mm、垂直方向振動0.02mm，尾水管壓力脈動1.6kPa。同時，觀察到機組的運行狀況良好，各項參數均符合要求。使用上述方法進行水輪機止漏脫環故障的處理時，能夠大幅降低導葉、連桿、套筒、拐臂等部件的拆裝工作量，故障檢修工期明顯縮短。

（2）定子水冷發電機漏水事故的處理。為了防止發電機定子線棒層間測溫元件的溫差、出水支路的同層各定子線棒引水管出水溫差，需要進一步加大相應區域溫度的監督力度。

在測定溫度與溫差的過程中，智能溫度儀發揮出較大應用優勢，其可以測出任何一點的溫差。加大對定子線棒各層間以及引水管出水間溫差的監測，第一時間發現并確定定子水冷回路堵塞的線棒，以此降低定子水冷發電機漏水事故發生的概率;定期對發電機內冷水回路中的絕緣引水管展開檢查，確保其表面不存在任何傷痕;控制引水管交叉、引水管間、端罩間的絕緣距離處于合理范圍。

依托上述方式，能夠完成定子水冷發電機中不同構件運行溫度的實時監測，且獲得的數據結果更加準確，為技術人員進行故障處理操作提供參考與指導;不僅實現了定子水冷發電機漏水事故的有效處理，使發電機迅速恢復至正常運行狀態，還達到了預防故障發生的效果，保障發電機能夠持續在正常狀態下運行。

（3）勵磁系統故障處理。發現勵磁發電機內部出現短路后，要立即對發電機勵磁系統展開滅磁處理，防止事故的進一步擴大。同時，需要在發電機實際運行時，在勵磁調節器中加設自動調節通道，嚴禁使用恒流電源或是手動通道，最大程度地降低勵磁系統故障的發生概率。

實踐經驗表明，欠勵、過勵以及過激磁是勵磁系統故障的主要類型，且對發電機造成的負面影響較大?；谶@樣的情況，在進行勵磁系統的故障預防、檢修與處理中，需要重點完成以下工作：對勵磁系統的功能進行優化調整，確保其具備自動調節、過勵限制、欠勵限制、過激磁限制、無功補償以及PSS電壓互感器斷線保護等功能;使用交直流雙路電源、雙自動通道以及數字控制，維護勵磁系統的運行可靠性;在展開勵磁調節器過勵限定值的計算與整定時，要重點維護調節器過勵限制、發電機轉子過負荷保護、過勵保護的階梯關系;在控制發電機電壓升高或是轉速不斷下降的條件下，依托過激磁保護將發電機勵磁電流控制在允許范圍內，且在進行計算的過程中，主要對變壓器過激磁能力進行考量。

依托上述處理方法，實現了勵磁回路接地與勵磁變相間短路故障的迅速處理，使機電設備迅速恢復至正常運行狀態。

4 ?結語

在水利工程運行管理中，要重點保障水利泵站機電設備的運行安全性，并落實故障分析與處理。通過對變壓器、電動機、軸流水泵等主要機電設備故障診斷的落實，結合水輪機止漏脫環、定子水冷發電機漏水事故、勵磁系統故障這些常見事故的處理，可以有效保障泵站機電設備運行的安全性與可靠性。

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