（贵州北源电力股份有限公司正安牛都电站贵州省遵义市563000）
摘要：我国经济技术的不断发展和人们生活水平的逐步提高，对电力的需求也在逐渐加大。水电和火电等发电方式是我国电力生产的主要形式。本文讨论的内容和水电有关。在水电的生产中，水轮发电机组的作用是将水能转化成电能的发电机，是水电厂生产电能的重要动力设备，若水轮机出现故障，将会严重阻碍水电厂的正常生产。因此，降低水轮发电机组故障概率，提高其运行稳定性非常有必要。
关键词：水电厂；水轮发电机组；故障模式；维护措施；研究
1引言
水电厂的水轮发电机由水轮机驱动，水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮中的转轴在运动的情况下带动了发电机的转子，从而将机械能转换成电能并且输出。由此可见，水轮发电机组是非常重要的设备，一旦发生故障，将直接影响到水电厂的运行。水轮发电机组在长期的运营中，由于配套设备的电气老化等问题越来越突出，其出现故障的频率也会越来越高，故障模式也会越来越多，这种问题频发，最直接受到影响的就是水电厂的经济效益。本文针对水电厂中水轮发电机组中常见的故障模式进行分析，并对其维护措施进行探讨，为促进水轮机组的稳定性提出笔者自己的一些见解。
2水电厂水轮发电机组的构成和原理
2.1机组构成
我们常见的发电厂中水轮发电机组，主要由定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等部件组成。而定子主要由机座、铁芯和三项绕组线圈等组成；转子在机组中起到了能量转换和扭矩传递的作用，它主要由主轴、转子支架、磁轭、磁极等零部件构成。
2.2机组工作原理
水流经过蓄水大坝的拦截后，会形成一定的重力势能。当蓄水大坝开始泄洪，水流在重力的作用下往下流，形成动力势能，经过人为的拦截后流入水轮机的蜗壳中，形成环流。然后经过座环固定导叶分流后进入活动导叶，并带动导叶进行旋转。此时，将水的动力势能转换为水轮导叶的机械能。导叶的转动，带动了水轮机的轴转动，由于该轴和发电机的转子轴相连，因此，发电机的转子也被带动一起转动。当转子绕组中通以直流电形成磁场，并且，转子由于产生了转动，发电机的定子绕组切割转子的磁场，因而在发电机的三相定子绕组中产生交变感应电势。当发电机的三相定子绕组输出回路接负载时就产生了交变三相电流。水轮发电机的工作原理，简单的示意图就是：水流从大坝流下(具有重力势能)→进入取水口→压力钢管(势能→动能)→驱动水轮机(动能→机械能)→驱动发电机(机械能→电能)→输变电装置→流向终端用户。
3水电厂水轮发电机组的诊断方法
一般来说，对机组进行诊断，和医生给病人看病很相似，我们从“望”和“问”上进行诊断。
望，即查看观望，查看故障表现出来的形式，并对故障设备的使用年限、设备类型等进行确认。从整体上把握故障发生所表现的现象、故障的设备状况等信息，为后续查找故障原因做好充足的准备。
问，即向设备管理人员和现场操作人员详细了解设备的运行情况，比如是否有超负荷、发电机日常的保养状况等。逐渐从一些细节中发现端倪，找到故障原因。
通过这两个诊断方法，可以帮助诊断人员大大缩小排查范围，从而缩短时间，提高工作效率。随着科学技术的不断发展，相关的诊断设备和仪器也会越来越精确，这都极大地提高了故障诊断的准确性和效率。
4水电厂水轮发电机组常见故障
在水轮发电机组的实际运行中，其主要构成设备分为电气和机械两种，因此，其主要出现的故障问题可以分为电气故障和机械故障，具体的细分为以下几种常见故障模式：
电气故障①：定子电流超过额定值
水轮发电机组实际工作中，若水轮发电机组的运转时超负荷，定子中的实际电流值会超出额定电流值，造成发电机组的效率降低，影响发电机组的正常运转。该故障的维护措施为：先采取降低励磁电流的方法，尽可能减少定子电流，该操作无效的话，再降低发电机的有功，或者在电网调度允许的情况下，解除发电机的一部分负载，使定子电流降低到允许值以下。
电气故障②：发电机组的温度过高
在机组实际运行中，发电机的定子、转子、铁芯由于有电流的产生，会导致零部件的发热，若电流过大，持续时间长，将会使机组的温度过高，容易造成机组电器设备发生故障，例如电线熔断等，可能造成火灾或其他灾害性事故，给发电厂带来极大的安全隐患和经济损失。需要技术人员及时对过热现象进行故障原因查明并进行处理。
电器故障③：发动机的油断路器跳闸
该故障主要表现为：断路器跳闸指示灯绿灯亮，红灯不亮，或者有音响信号，发电机有功、无功功率的指示针指向零。有可能是由于发电机故障引起短路，造成后备保护延时动作跳闸。常见的维护处理措施为：检查灭磁开发是否跳开，若没有，需要立即手动断开，将磁场变阻器放到最大的位置，同时查明跳闸原因，根据调查结果进行处理。
机械故障①：发电机振荡
该故障现象主要表现为1）定子的电流表和电压指针摆动剧烈，并超出正常允许范围；2）有功功率表指针剧烈摆动；3）转子励磁电流表在正常值附件摆动；4）频率和发电机转速忽上忽下，发电机发出“呜呜”的鸣叫声。遇到该故障，首先对无自动调整励磁装置的发电机，在励磁电流在额定值允许的范围内，尽快增加励磁电流，使机组进入同期；同时，监视自动励磁装置发电机的电流变化，适当调整水轮机的开度，使得发电机的有功负荷减少，从而使机组恢复同期。
机械故障②：机组出现空蚀现象
空蚀除了会破坏水轮机的过流部件，比如导叶、转轮、止漏环、尾水管等，严重时还会造成机组产生强烈的振动，给机组安全运行带来不稳定因素。空蚀由于涉及到流体力学、结构力学、材料等方面，影响因素比较复杂，目前还尚未有根本的解决方法来杜绝空蚀的问题，我们主要从改善水轮机的叶片形状设计、采用新型的抗蚀材料、改善机组运行条件这几个方面进行课题的研究。
5结语
作为水电厂的核心设备，水轮发电机组的运行状态直接影响到整个水电厂的正常生产和发展。因此，根据水轮发电机组的构成和工作原理，对故障模式进行分析，并展开维护措施，降低机组故障发生率，不仅仅给水电厂带来稳定的生产环境和良好的经济效益，促进企业健康发展，也有益于社会的稳定。
参考文献
[1]李兴全论水电厂水轮发电机组常见故障及维《中国高新技术企业》2017年第11期总第398期.
[2]陈建东.浅谈水电厂水轮发电机组常见故障与维护.《电子元器件与信息技术》2018年12月总第18期.
[3]吕泰良水电厂水轮发电机组常见故障及维护.《科学技术创新》2018-19.