水轮发电机组故障诊断技术

水轮发电机组的状态检测及故障诊断分析摘要：本文作者结合多年来的工作经验，对水轮发电机组的状态检测及故障诊断进行了分析，具有一定的参考意义。

关键词:水轮发电机组；状态监测；故障诊断中图分类号：tm312 文献标识码：a文章编号：引言根据全国水力资源复查成果，我国水力资源居世界首位。

水能理论蕴藏量6.94亿kw，年发电量6.08万亿kwh，技术可开发装机5.41亿kw，技术可开发电量2.47万亿kwh。

然而，目一前发达国家的水能资源平均开发度在60%以上，其中美国水能资源已开发约82%，而我国还不到30%。

按照《可再生能源中长期发展规划》，到2010年和2020年，水电装机容量将分别达到1.9亿kw和3.0亿kw，占水能技术可开发量的35.1%和55.4%。

目前我国经济正在快速稳定发展，需要强大的能源支持，在这样的背景下，水电开发的速度也是史无前例的，据统计，目前在建水电规模达到8000万kw，一批大中型水电站正在建设之中。

加快水电能源的开发不仅可以在防洪减灾、改善生态环境、增强供水安全和调整区域产业结构等方面带来巨大效益，还能减少化石能源对环境的污染，为电网提供充足的调峰和备用容量，提高电力系统的安全稳定性。

水电机组由于启动、停机非常迅速，可在几秒钟内增减大量负荷，具有运行灵活、快捷等优点是电力系统调节尖峰负荷、电网频率以及担负事故备用最理想的电源类型。

随着国民经济和科学技术的迅猛发展，水电机组的单机容量愈来愈大，结构也趋于复杂。

在电站水头变幅增大、运行工况复杂的情况下，水电机组的不稳定现象不断增多，水轮发电机组的状态检测及故障诊断成为人们研究的热点问题。

1. 设备状态监测及故障诊断的含义及故障的类型设备状态监测是指对设备状态进行监测，突出设备的状态：其状态可以是正常状态，也可以是不正常状态，甚至还包括各种故障状态，含义比较广泛。

工程领域的“故障”，是指设备运行功能的失常，一般是指功能可恢复的，而不是失效，更不是损坏。

水轮发电机组的状态监测和故障诊断余军【摘要】Water-turbine generator set is one of core equipment in hydropower station.The stability and safety of its running state are directly related to the safety of hydropower station.In the paper,the vibration mechanism,monitoring content and typical faults of water-turbine generator set are analyzed.On the basis,the state monitoring and fault diagnosis systems of water-turbine generator set are described.%水轮发电机组是水电厂的核心设备之一，其运行状态的稳定性与安全性直接关系到水电厂的安全。

本文在分析水轮发电组振动机理、监测内容及典型故障的基础上，对水轮发电组的状态监测和故障诊断系统进行了阐述。

【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】5页(P44-47,35)【关键词】水轮发电机组;状态监测;故障诊断;水电站【作者】余军【作者单位】信阳市南湾山库水电站，河南信阳 464031【正文语种】中文【中图分类】TV734.1Key words: water-turbine generator set; state monitoring; fault diagnosis; hydropower statio n1.1 振动机理推动或维持水轮发电机组振动的直接动力是水能。

引发水轮发电机组振动的因素有很多，其中最重要的因素有三类：水力因素、电磁因素及机械因素。

水轮发电机组故障诊断与处理摘要：从水轮机运行状况来看，其故障诊断以及维修与使用方法及技术现状有关，只有从现状中分析存在的问题，才能够有针对性地进行诊断。

经过近十年的水电站增效扩容改造，一些水电站已经达到了“无人值守”的自动化水平，但是设备的维护维修仍然要以计划维护检修、以人的主观判断为主。

对于水轮机的故障而言，现代水电站应结合自动化水平的提升，依靠现代自动化检测与判断技术，坚持预防为主的原则，实施状态检测与判断，及时发现和处理水轮机故障，保障机组的正常和高效运行，此外，要做到有效地防止故障，需要同行们共同努力，不断研究、总结、推广水轮机故障诊断与处理的经验。

关键词：水轮发电机组；故障诊断；处理引言当水轮发电机组振动、摆度、压力脉动或噪音超过了相关标准的允许值时，其仍然能够安全稳定长时间运行，当水轮发电机组在空载及低部分负荷运行时，出现振动摆度小于相关标准的允许值时，转轮出现了裂纹影响机组稳定运行。

这些现象说明目前对水轮发电机组的故障处理措施有待进一步完善。

因此，要及时开展水轮发电机组故障诊断与维修，以确保电站设备及用户设备的安全。

1水轮发电机组稳定运行的重要性水轮发电机组稳定运行是指机组必须能够并网发电，首先，需是在稳态工况下运行，不是在暂态工况下运行;其次，不能出现影响机组上网发电或导致机组无法在稳态工况运行的情况，如转速波动太大不能稳定或机组出力严重波动。

目前对机组固有的外特征振动、摆度、压力脉动和噪声进行的实时测量和监控虽然能够反映机组稳定运行的情况，但是无法直接反映机组关键部件的结构失效问题。

因此，水轮发电机组稳定运行还应包括结构完整性和可靠性，也就是说机组关键部件不能出现结构失效影响机组运行安全性和可靠性，如常规混流式机组在保证期内或大修周期内转轮出现裂纹、机械损伤等情况。

水轮发电机组的稳定运行主要从以下3个方面来进行评估:一是机组必须能在稳态工况运;二是满足根据机组特性定义的振动、摆度、压力脉动和噪音评价指标;三是机组关键部件不能出现结构失效影响机组运行安全性和可靠性。

水轮机故障的诊断和维修分析当前水力发电的需求量在不断增加，水力发电的规模也越来越大。

但是从水力发电的实际情况来看，水轮机还存在一定的故障问题。

本文主要从水轮机故障诊断和维修的意义及目的出发，分析了当前水电站故障的实况及状态，并提出了几点故障诊断和维修的方法。

标签：水轮机;故障;诊断和维修在现阶段，水力发电站基本上已经实现了无人化，但设备的维修和保养还需要进行定期的维护。

故障维修和保养中一般依靠检修人员的技术和经验，但是随着维修人员数量的减少，故障维修和诊断还存在一定的问题，由于信息技术的广泛性，在水电站设备中也逐渐应用信息技术来进行日常的诊断和维修。

1水轮机故障诊断和维修的意义和目的通常情况下，设备故障的诊断和维修分为三个阶段，分别是预知维修、预防维修和事后维修，预知维修需要根据诊断数据来进行故障的预测，预防维修是对设备进行日常的检查，及时发现设备中存在的问题。

从广义上来说，水轮机的诊断和维修还需要包括故障的预防、以及故障发生的原因和采取的相应措施。

水轮机故障診断和维修的目的主要体现在以下几个方面：一是做好故障的诊断和维修可以确保运行的质量，防止事故的发生，提升设备的安全可靠性。

二是提升经济性，做好故障的诊断和维修，可以提升设备的防范能力，使事故防患于未然，设备在运行过程中一旦发生安全事故，可以因及早诊断，从而缩短设备的停机时间，使设备尽快投入到运行状态。

同时，及早诊断可以减少多余的修理，最大程度的降低维修费用。

由于水力发电基本上已经实现了无人化，设备维修人员也在不断减少，水轮机的诊断和故障分析可以将维修人员的技术集中起来，进一步提升了维修技术水平。

2水电站故障的实况及状态量根据不完全统计，水轮机发生故障的部位通常情况下都是在排水装置、水轮机本体、压油装置，这些部位发生故障的机率是非常高的，基本上每两年多就可能发生一次。

此外，从这些部分发生故障的情况来看，给排水装置中的管道阀门、水轮机的导叶、压油装置中的供油设备等零部件发生故障的频率较高。

2019.31科学技术创新水轮发电机组智能故障诊断技术综述孟繁欣1宋明钰1王树新1寇鸣礼1王振羽1索春英2，3（1、丰满大坝重建工程建设局，贵州贞丰5622002、哈动国家水力发电设备工程技术研究中心有限公司，黑龙江哈尔滨1500003、哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150000）近几年，随着社会发展水平的提高，人们对水轮发电机组智能故障诊断的重视度也在逐渐提升。

因此，必须要加大对先进计算机智能理论技术、信号处理技术等的重视，对水轮发电机组进行智能化诊断，并针对诊断结果制定科学的检修措施，以保证水轮发电机组运行的稳定性。

1国内外故障诊断技术应用现状分析1.1国外故障诊断技术发展现状及应用虽然现在我国水轮发电机组故障诊断研究水平较高，但不是相较于其他国家而言仍旧存在很大的差距，国外很多国家水轮发电机故障诊断和研究理论都优于我国，水轮发电机监测设备的性能都已经达到了一定的高度，传感器产品的实用性能非常高。

最早对发电机组故障进行诊断和检测进行研究的国家是美国，早在二十世纪七十年代美国就已经开始对水轮发电机的故障进行在线诊断，于二十世纪八十年代开始建立小型电机诊断系统，次年开始进行电站人工智能系统研究，并建立大型的水轮发电机在线检测系统，成立故障运行中新，对多家电厂的水轮发电机运行数据进行科学的分析和诊断。

第一个研究计算机数据采集系统的公司是瑞士的ABB 公司；在二十世纪九十年代丹麦的B&K 公司推出了新的故障诊断和状态检测系统，能够有效的对机械的故障进行科学的诊断，并且还能对机械设备的异常状况仅仅记录和检测，对机械出现故障的位置进行隔离处理，并对故障的程度、部位进行科学的监督，保障机械设备运行的稳定性和安全性。

能够对机械设备的运行状态进行检测，并由多个商业热电站使用的国家为日本，后期又对机械状态将检测系统进行改进，通过模糊逻辑分析的方式对机械的振动进行诊断。

1.2国内诊断技术的发展现状及应用现在我国的故障诊断技术仍旧处于发展阶段，在进行诊断技术研究时，更倾向于吸收和效仿其它国家的技术，我国在对智能故障诊断相关设备进行研究时，主要的研究单位一般为研究所、电厂和高校等，我国与外国的智能故障诊断技术仍旧存在很大的差距。

浅谈水轮发电机组故障诊断技术摘要：水轮发电机组的故障诊断是对机组各部位状态数据进行采集,以数据为支撑,采用一定的方法通过综合分析研判,对机组的整体性能进行评价,提前感知异常趋势,发现潜在隐患,预知故障苗头,从而采取一定的预防及处理措施,防患于未然。

基于此，本文章对水轮发电机组故障诊断技术进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：水轮发电机组；故障诊断技术；应用引言液压轮发电机是水电站的重要设备，其稳定性不仅直接关系到设备的经济性，而且也关系到电网的稳定性和效率。

随着水轮发电机数量的增加，质量问题开始出现，因为设计、制造、安装、运行等方面存在缺陷。

使设备运行频率不合适，导致水轮发电机局部产生共振和悬挂振动。

因此，研究水轮发电机的稳定性具有重要的实用价值。

作者总结了水轮发电机的稳定性问题，分析了其原因，并针对水轮发电机的运行特点和故障特点提出了有针对性的诊断策略。

一、水轮发电机组故障诊断概述水轮发电机组绝大部分的故障都会在振动信号上有所体现,如幅值增大、频谱异常等。

水轮发电机组的振动一般是水力、机械和电磁等因素相互作用产生的。

一方面,同一个故障现象可能是某个原因单独导致的,也可能是多个原因相互叠加作用后产生的结果;另一方面,同一个故障原因在机组处于不同的运行工况时所表现出来的现象也可能有较大差异。

水轮发电机组的故障具有从量变到质变、从轻到重渐进发展的特点,前期一般故障现象不明显,但随着时间的推移故障的特征会逐渐显现并进一步加剧,这也造成了在故障产生的初期识别、判定故障非常困难。

二、水轮发电机组故障首先，水轮发电机在运行时会出现过载现象。

如果在系统运行期间适用的功率较低，但为了确保发电机的功率保持在正常限度内，则必须减少发电机的负荷。

发电机发生故障时，工作人员可以允许设备在短时间内超负荷运转，但必须确保相关参数始终在规定的限度内，否则设备的安全将直接受到影响。

其次，也可能出现时间过长的现象如果铁芯或水轮发电机定子过热，应及时安排人员进行全面调查。

水轮机故障的诊断及其维修技术摘要：人们在生产生活过程中离不开电力能源，在水力发电过程中水轮机扮演着重要角色。

但是受多方面因素的影响，水轮机很难正常运转下去。

为了改变这种情况，就需要做好水轮机故障诊断以及维修工作，本文对此进行一系列研究。

关键词：水轮机故障；维修引言本文首先介绍了进行水轮机故障诊断维修工作的积极意义，详细分析了水轮机存在的故障问题，并立足于现实实际给出针对性的维修故障对策，希望能够尽可能的减少水轮机运行故障，从而为水力发电工作的开展奠定基础。

一、水轮机进行故障诊断以及维修的意义（一）有助于提高经济利益水轮机在运行过程中一旦出现故障应当马上采取针对性的手段进行处理，这样才能够尽可能的缩短因水轮机故障而造成的停机时间，以便于提升水轮机的运转效率，防止发生更大的故障。

另外对水轮机进行故障诊断还能够节约水轮机维修成本，保障水轮机正常运行。

（二）提高水轮机运行质量水轮机故障诊断以及维修工作的开展能够最大程度上防止发生突发性事故，这也就意味着可以在水轮机出现故障之前对其进行有效处理，以便于保障水轮机运行的稳定性。

二、水轮机运行存在的故障问题（一）水导瓦温度过高故障为了确保机组转动在同一条轴线上，通常可以利用巴士合金轴瓦固定水轮机部位的转轴。

由于轴瓦和转轴之间的接触间隙小，机组在转动过程中彼此就会因为摩擦而发热，从而导致轴瓦和转轴温度上升。

当温度到达轴瓦的熔点时将会导致轴瓦烧坏，致使机组旋转过程中偏离轴线。

以下是对水导瓦温度过高原因的详细介绍。

第一，润滑油不足。

因为没有做好密封轴承油槽工作，或者没有关好排油阀门都会造成甩油或者漏油，从而导致润滑油容量不足不能形成油膜，以至于轴承温度升高。

第二，油变质。

轴承内的润滑油因为长期使用或者润滑油中掺杂水分等导致油质劣化，无法保证润滑性能符合要求。

特别是轴承中如果存在大量的水将会改变润滑的介质，使轴承润滑条件受到负面影响，最终造成轴瓦温度在短时间内急剧上升。