灯泡贯流式机组常见故障及分析处理

灯泡贯流式机组常见故障及分析处理

杨凯,易影

湖北省碾盘山水利水电枢纽工程建设管理局（筹），湖北省武汉市 430000

摘要：本文重点介绍灯泡贯流式机组在日常运行维护过程中，出现的具有典型性、代表性的常见故障，涉及发电机内部油污问题；发电机转子一点接地故障；轴电流过大报警；发电机冷却风机故障；高、低位油箱出现油混水告警。通过对上述故障产生的原因、危害进行了逐一分析，并给出了一些具有一定针对性的处理措施，以便给处理同类型机组故障的同行，提供一个解决问题的新思路。

关键词：油污；密封失效；轴电流；绝缘老化；电腐蚀

一、引言

目前，我国除金沙江、雅鲁藏布江等流域，还存在中、高水头的水电站的规划建设外。我国其他地区的水电站建设趋势，主要集中在低水头水电站的建设。相较于传统的立式机组而言，灯泡贯流式机组在低水头范围（1～25m）内更加具有优势：

1、机组单位千瓦的造价较低，灯泡贯流式机组采用水平布置的方式，其厂房的开挖量相对较少，土建施工投资较少。

2、机组的效率更高，灯泡贯流式机组的轴线呈水平布置，水流过机组时，流态较为平顺，水力损失小。

3、机组运行稳定性好，灯泡贯流式机组的转动惯量相对较大且转速较低。因此，机组运行平稳，振动和噪音较小。

近年来，灯泡贯流式机组的安装数量越来越多，正在逐步成为低水头机组中的主流机组。本文的重点在于分析灯泡贯流式机组常见故障发生的原因，并针对性的提出解决办法。

二、灯泡贯流式机组常见故障分析及影响

1、发电机内部出现油污情况

1.1、原因分析：①发电机径向轴承上密封油箱的端面密封失效，透平油在循环过程中产生的油雾，使得上密封油箱内部压强增大，迫使油雾穿过端面的迷宫环密封，飘入发电机内部，并附着在定转子线圈上。②发电机径向轴承回油管采用硬连接直接汇总到排油总管上，造成管路活接头处易松动，出现排油外渗的情况。③发电机径向轴承处的高压油顶起管路密封失效，每次顶起大轴时有渗油情况。

1.2、造成的影响：①产生的油污加速定转子线圈的绝缘老化，降低绝缘电阻，甚至会引起局部发电的情况②产生的油污附着于发电机内部的烟感装置上，易使其产生误报警。

2、发电机报转子一点接地故障

2.1、原因分析：①转子磁极被击穿②集电环刷杆座上的碳粉过多，造成瞬时导通③转子一点接地保护装置异常。

2.2、造成的影响：①若是未能及时处理，可能发展成转子两点接地故障，造成事故的扩大②造成集电环的正负极短路，烧毁集电环③若未能及时复归且接地电阻值过小，可能造成保护动作机组甩负荷。

3、轴电流过大报警

3.1、原因分析：①大轴与发电机的同心度相差较大②转子的漏磁量较大③大轴接地碳刷与大轴的接触电阻过大，导致导电性能降低。

3.2、造成的影响：①破坏推力瓦与镜板之间的绝缘，当轴电流过大时，导致推力瓦与镜板之间的油膜击穿造成瓦面烧毁的情况②轴电流的存在会对水轮发电机组的轴瓦等部件造成电腐蚀，导致瓦温偏高，甚至出现烧瓦的情况，严重影响机组的安全稳定运行。

4、发电机冷却风机故障

4.1、原因分析：①风机安装时的水平度未调整到位，运行时风机轴承受力不均匀，时间一长导致轴承损坏，电动机运转电流激增，发热加剧，最终线圈烧毁②轴承的润滑油不耐高温，在长期输送热风的过程中造成润滑脂失去流动性，导致电机运转电流过大，最终烧毁线圈。

4.2、造成的影响：①发电机内部的冷却风量减少，造成发电机定转子温度升高，影响机组的安全稳定运行②破坏了发电机内部的散热气流分布，影响了整体的散热效果。

5、高、低位油箱出现油混水装置告警

5.1、原因分析：①油混水装置故障误发报警信号②厂房顶部漏水，渗入高位油箱之中③低位油箱油冷却器内部出现渗漏④大部分的低位油箱都是设计放置在导水机构的下方，当导水机构拐臂处出现渗水时，极易渗入低位油箱中。

5.2造成的影响：①缩短了透平油的使用寿命，混入水的透平油极易出现乳化情况②降低了轴瓦的散热及润滑效果③影响轴瓦油膜的形成，甚至引发烧瓦。

三、常规处理措施

当发电机内部出现油污时，可以采取以下措施：

①在发电机径向轴承上密封油箱的正上方开孔，并安装导管，将产生的油雾导至发电机的外部②在发电机径向轴承回油管上安装一段软连接过度③对发电机内部进行定期检查，若发现活接头处出现渗油情况立即进行处理。

当发电机报转子一点接地故障时，可以采取以下措施：

①若是转子磁极被击穿，则更换已损坏的磁极②定期对集电环开展碳粉清理工作，并选择硬度相匹配的碳刷，避免碳刷磨损较快，必要时可加装碳粉吸收装置③在机组检修时，检查集电环表面的光洁度，若不满足设计要求，则应进行打磨处理。

当轴电流过大时，可以采取以下措施：

①定期清扫大轴接地碳刷与大轴之间的灰尘，减少接触电阻，提高导电性能②机组大修时严格把关，确保大轴与发电机的同心度在合理范围内以及绕组之间应安装紧密整齐，避免绕组之间存在空隙或错位。

当发电机冷却风机故障时，可以采取以下措施：

①在更换风机的过程中，调整好风机底座的安装位置，确保安装的水平度符合要求②给风机轴承应注入耐高温的润滑油脂

当高、低位油箱出现油混水装置告警时，可以采取以下措施：

①若是油混水装置故障，则对其进行更换②若是屋顶或导水机构的渗漏水，造成油混水装置的告警，则应立即对渗漏水的屋顶或导水机构进行处理，然后对整个油系统进行真空滤油，去除水分，并对油箱顶部的进人孔或注油孔的周围，垫上橡胶条，之后再进行密封③若是油冷器内部的铜管破裂或是存在砂眼，造成的渗水，则对损坏的油冷器进行更换，同时进行真空滤油。

四、结语

灯泡贯流式机组由于其特殊的布置结构，造成其油、气、水管路，辅机控制系统等较立式机组而言更加复杂，因此“三漏”问题也更加突出，对其运行维护人员提出了更高要求。运行维护人员在日常的工作之中应不断地总结归纳，对于灯泡贯流式机组常见的故障分析处理应该了然于胸，当遇到上述问题时，应能够迅速作出反映，采取有效产生，遏制故障的进一步扩大化，以提高机组的安全稳定运行。

五、参考文献

[1]葛彬.水轮发电机组常见故障与维修的关键点研究[J].低碳世界,2023(02)

[2]林静雯，吴晓，丁宇鹏，林世琦.水轮发电机定子一点接地原因分析与处理[J]. 福建水力发电,2022(01)

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