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水电站设备维修安全设计

  
评论: 更新日期:2014年08月15日


    
    3接力器抽动
    1)油路、阀块或滤油器等有堵塞。
    2)标准液压元件如:比例阀、换向阀、单向阀等。
    3)引导阀及其他小通径自制控制液压阀卡涩。
    4)电液转换元件引线座接触不良。
    5)机械反馈钢丝绳或钢带拉伸变形。
    6)位移传感器输出不正常。
   
    1)检查滤油器进出油口压差,清洗或更换滤网;如果滤网破损应拆洗阀块和冲洗油管路。
    2)用汽油清洗阀芯,检查阀芯工作面是否磨损或有拉伤,必要时更换阀芯或阀本体。
    3)观察引导阀动作是否正常,可拆洗引导阀、控制阀和阀套,可用精细砂适当研磨,如有明显拉伤应予以更换。
    4)检查引线座是否松动、开路,可压紧固牢或更换。
    5)适当调整拉紧器,如钢带严重扭曲应予及时。以更换。
    6)检查传感器本体和引线座安装是否牢固,移动是否蹩劲,应紧固并保证其移动平顺。
   
   
    4接力器爬行
    4.1单调型
    4.2往复型
    1)主配压阀偏离中位。
    2)转换元件偏离中位。
    3)主接力器窜油。
   
    重新凋整主配压阀中位,并可靠固定。
    重新凋整转换元件的中位,并可靠固定。
    检查主接力器活塞密封,必要时进行更换。
   
    5接力器迟阻
    5.1动作迟缓
    5.2动作卡阻或拒动
    1)主配压阀开关行程值整定太小,开关机时间过长。
    2) 调速功不足,即主配压阀直径偏小或控制阀的规格偏小。
    3)滤油器滤网堵塞或滤网过密,压降太大。
    4)引导阀卡涩。
    5)主配压阀活塞发卡。
    6)接力活塞窜油或漏油量太大,驱动力不够。
    7)导水机构控制环或转轮叶片卡阻。
    8)油温过低,油粘度大。
   
    1)检查主配形成限位开关是否松动,重新整定开关机时间(满足调保计算要求)。
    2)根据机组实测数据,重新核算操作功,应加大主配压阀直径或窗口尺寸和控制元件规格,消除导水机构控制环及调速轴等卡阻,或适当提高工作油压。
    3)检查滤油器进出油口压差,清洗或更换滤网。
    4)清洗引导阀和引导阀衬套,必要时可用精细砂适当研磨,如有明显拉伤应予以更换。
    5)一旦确定主配压阀活塞发卡或拒动,需在厂家指导下进行拆除清洗和更换。
    6)更换接力器活塞密封环或密封圈,活塞磨损严重间隙过大,应进行更换,防止窜油和漏油。
    7)测试无水状态下,操作油压远远大于规定值,应拆卸,重新修整组装和更换部件。
    8)加装加热器或人为启动循环油泵,提高油温,选取粘度小的透平油。
   
    6油泵启动频繁
    1)油温油压过高或油质粘度选择不当。
    2)转换元件及主配压阀中位偏离。
    3)主配压阀泄漏量过大。
    4)主接力器、转轮或受油器窜油严重。
   
    1)根据环境温度变化合理选择透平油粘度,确保油温、油质在规定范围内。
    2)校正各环节中位。
    3)检查主配压阀活塞工作面是否有轴向拉伤或与衬套配合间隙明显加大,必要时跟换活塞衬套。
    4)检查主接力器、转轮或受油器,尤其是受油器
   
    油系统
    在水电厂中,机组调节系统工作时,能量的传递和机组转动部分的润滑与散热等,一般都是用油做介质来完成的,油系统是为水电厂用油设备服务的,油系统由一整套设备组成,它用来完成用油设备的给油,排油及净化处理等工作。油系统是用管网把用油,贮油,油处理设备连接起来的油务系统。其任务是:接受新油;贮备净油;给设备充油;给运行设备添油;从设备中排出污油;污油的净化处理;油的监督与维护;收集和保存废油。油系统由油库、油处理室、油化验室、油再生设备、管网和测量及控制元件所构成。
    故障一:密封油回游不畅 现象:停机后密封油箱油位降低,密封油箱真空升高,严重时密封油压力降低并剧烈摆动,氢油压差消失。
    处理:1、检查润滑油压力正常后,检查密封油事故回油门是否开启,未开启马上开启。       2、检查回油压力表是否有油压,没有立即切换回油滤网。松开回油滤网顶丝,将滤网切换至对侧即可。3、如果回油压力表有油压,而密封油箱油位下降这时为回油浮子阀故障,这时应活动密封油箱入口手门,反复冲动浮子阀几次,无效则立即启动直流油泵,停止交流油泵,将油箱旁路掉。严密监视氢油压差,压差过低则降低氢压运行。4、如果以上处理后密封油压力仍然过低,氢油压差无法保持,立即排氢。
    故障二:密封油油箱油位高 现象:密封油油箱油位高,密封油箱真空降低,严重时由真空泵出口向外喷油,润滑油箱油位降低。
    处理:此现象基本为密封油箱浮子阀故障,关闭密封油油箱入口门,待油位降低后重新利用油箱入口手门进行调节。
    故障三:密封油氢油压差低 现象:密封油其他参数正常,氢油压差降低,严重时氢压下降。 处理:1、检查密封油系统氢油压差阀工作是否正常,如出现剧烈摆动等异常现象可以判断为压差阀调节故障,开启压差阀旁路阀,关闭压差阀主路入口或出口手门,手动调节氢油压差。2、检查汽侧、励侧密封油供油压力表读数是否正常,如压力降低,表明密封油供油管路异常,应检查密封油出口滤网压差,压差高则切换滤网。切换时先将出口滤网用注油门注油,将备有滤网排气门排气。松开切换阀顶丝,压平把手,将滤网切换过去。如果密封油滤网压差正常,应检查油泵管路限压阀是否故障开启,限压管路温度高,则表明限压阀故障开启,应启动另一台密封油泵,提高系统压力。或两台油泵进行轮换。3、以上处理后,氢油压差仍然异常低,紧急排氢。
    故障四:油泵事故停止 现象:交流油泵故障停止,油压降低 。
    处理:1、启动直流油泵,保证氢油压差正常,必要时降低氢压运行,根据发动机温度调整负荷。2、如果直流油泵故障,检查开启第三路油源手门,降低氢压运行。 故障五:密封油浮子阀故障 现象:密封油流量桶油位异常 处理:有可能为浮子阀故障,关闭浮子油箱入口门,切换油位计为流量桶侧。如果油箱油位满,开启旁路门放油至可将油位后手动调节,如油位过低,待油位回升后用旁路门手动调节。
   
    励磁系统
    导体在磁场中运动并切割磁场的磁感线时,导体中将产生电流。因此,要发电必须同时满足:
       (1)要有产生磁力线的磁场
       (2)运动的导体必须切割磁感线
         励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统:
         由于发电机转子通过接通直流电流从而产生磁场,励磁系统的基本功能就是通过产生可以任意控制大小的直流电流(励磁电流)来维持发电机的稳定。
     作用  
     发电机并网前,调节发电机输出的端电压;
     发电机并往后,合理分配发电机无功功率;
     提高同步发电机并列运行的静、动态稳定;
     发电机事故时,对转子绕组迅速灭磁,以保护发电机的安全;
    励磁装置是发电机的主要辅机,其性能好坏直接关系到电力生产的可靠性。随着计算机技术的迅速发展,微机型励磁装置在同步发电机上得到了广泛的应用。对于保障发电机能够稳定地运行,起到了关键的作用。微机励磁装置的调试和维护对保证电力生产的安全运行具有十分重要的意义。
      1. 发电机励磁装置不能正常升压发电机启动至额定转速后,励磁装置下达投励令后,发电机不能建立初始电压,导致启励失败。
      (1)首先检查励磁装置是否有输出启励电压。自并激励磁装置的发电机机端初始电压是通过他励的方式,给发电机建立初始电压而产生的。有的励磁装置具有交,直流两种他励供电电源(启励方式),可分别试之。并检查启励回路是否接通,启励电压是否送到发电机激磁回路(转子)上。
      (2)励磁装置内部的启励接触器是否工作正常。此项检查工作可以按照启励接触器工作原理图进行电器合、分实验。
      (3)检查给励磁装置提供整流电源的励磁变压器的工作回路是否接通。发电机在启励升压后,是依靠励磁变压器给励磁装置提供整流电源,因此要保证励磁变压器原、次端工作回路必须正常。在此,介绍一个小窍门:在发电机定速后,发电机一般具有一定的残压,此时可用万用表检查可控硅交流侧是否有经由励磁变压器送来的阳极电压,若三相电压平衡,说明此回路正常。
      (4)检查励磁装置的整流情况。现在的励磁装置都具有试验功能。可利用厂用电进行静态调试,可分别检查移相脉冲的控制电压及脉冲的宽度,幅度和相位角度。最后利用示波器观察可控硅的整流波形,整流波形应随着给定值地增加或减少而平稳的上升或下降。
      (5)有的机组在检修后,将转子与励磁输出的电缆反接。这样在下次启励时,转子电势的方向与启励电源的方向相反,也可造成启励失败。更改电缆的方向或者对转子继续进行充磁,就可以使发电机顺利升压。2. 励磁装置在运行当中的故障现象及检修方法
    (1)可控硅的触发脉冲对于励磁装置能否稳定地工作起着至关重要的作用。此故障现象为励磁投入后正常,突然在某工作点励磁表记开始摆动。我曾经在黑龙江某电厂便遇到这个故障:励磁装置启励至发电机额定电压80%,然后继续增磁到大约90%时,励磁表计开始反复摆动,实验几次均有此现象发生。检查采样回路,适配单元,脉冲的控制电压都正常。用示波器观察脉冲,正常时为双脉冲,随着增磁到上次故障点时,双脉冲变成“三”脉冲。即在双脉冲的第一个脉冲前沿,又多了一个时有时无的“虚”脉冲,造成可控硅误触发,造成这个故障。怀疑是由于现场较长的导线在电缆沟中形成容性耦合。经更换脉冲屏蔽线,并将电缆屏蔽层可靠接地,此现象消除,工作正常。
    (2)励磁波动较大且不稳定励磁表记有轻微的抖动是正常的,但当摆动较大时,则属于故障。应检查的项目:1)励磁装置从运行数值突然向满刻度方向摆动,时而又正常,其变化规律无常,但当增,减磁时仍然可以进行调节。这是由于移相脉冲的波动引起的。首先应检查脉冲的控制电压U?是否正常。而脉冲的控制电压U?是由励磁量测值(发电机电压或励磁电流)、给定值经PID调节所输出的。因此先检测励磁装置的电源是否正常。再分别检查给定值,励磁量测值两路信号是否正常。可用万用表和示波器检查给定值,励磁量测值(发电机电压,励磁电流)输入及经适配单元后的测量值是否稳定,正常。2)当励磁整流波形脉动成分较大时,励磁表记抖动明显。用示波器观察可控硅整流波形,仅能看到4个甚至2个可控硅导通波形。首先可用万用表或专用仪器检测可控硅的性能是否良好。再用示波器观察六个脉冲信号是否存在,检查触发脉冲的形成,预放,及脉冲变压器原、次端的信号是否正常。并可与同步电压进行相位的比较,观察脉冲的移相角度、宽度及幅值是否正常。出现此类现象大部分情况是由于设备在使用过程中由于现场环境温度地变化,震动,氧化作用,使电子元气件的工作特性和焊接状态都受到一定的影响。因此,除了发生故障时及时修复外,还要注意平时定期对励磁装置进行维护、调试,及时更换损坏的元器件。 3.励磁变压器的相序,相位对于励磁装置的影响
    励磁装置对于可控硅同步信号有着严格的要求,因此对于励磁变压器不仅要求相序正确,相位也要正常。我在实际调试中经常遇到此类问题。四川某水电厂调试中,水轮发电机升至额定转速后,励磁启励,发电机迅速建压。但当继续增磁时,突然发电机过压,跳开灭磁开关。当时,怀疑励磁变压器接线错误,造成可控硅整流失控,从而使发电机过压。这套装置的励磁变压器为Y/△11接法,与安装人员沟通后才知道,当时,他们已经知道励磁变压器原端的三相电缆是C,B,A接法,他们误以为将励磁变压器次端也按C,B,A就可以了,而实际上没有考虑励磁变压器Y/△11接法,经他们这样接线后变成了Y/△1接法,使励磁变压器相位发生了变化,从而造成可控硅整流失控。后将励磁变压器原,次端电缆重新安装,励磁工作正常。
      辽宁某火电厂调试中,励磁装置升压,并网均能够正常工作,但发现启励时,发电机电压表上升速率很快,因为这套励磁装置具有升压缓启励功能,因此,电压表应该平稳地上升。并且,用万用表测量触发脉冲的控制电压也是偏离正常值,再次用示波器观察同步电压,发现A,C相电压接反,形成反序的同步电压。经证实,该电厂在自行更换励磁变压器时,将励磁变压器次端A,C相电缆接反,经更换后,励磁投入,以上问题均解决,工作正常。励磁输出从零值上升到整定值之间发生大幅度摆动,其变化特点是当增,减磁的量值为一常数时,而励磁输出(表记)上下摆动,甚至时有时无。形成以上的故障,也是由于励磁变压器相序错误造成的,可控硅的触发脉冲与可控硅的阳极电压不同步,此时的可控硅的导通角的大小由脉冲发出的时刻决定的,而是否导通则取决于阳极电压的极性。
      综上所述,对于励磁变压器的相序,相位错误,可用示波器,相序表进行检查。也可以测母线与励磁变压器原端的电压差,同相时应无电压,异相时则显示出电压差,如此依次测量即可找出故障点并顺利解决。4. 发电机不能正常灭磁
      发电机同电网解列后,励磁装置要把励磁绕组的磁场尽快地减弱到尽可能小的程度。有利用可控硅桥逆变灭磁,利用放电电阻灭磁,利用非线形电阻灭磁等灭磁方式。
      在逆变的方式下,逆变失败不能有效降低励磁电流。逆变灭磁就是将可控硅的控制角后退到逆变角,使整流桥由“整流”工作状态过渡到“逆变”工作状态,从而将转子励磁绕组中储存的能量消耗掉。引起逆变失败的原因大致有如下几点:
      (1) 回路工作不可靠,不能适时准确地给可控硅分配脉冲,导致应开通的可控硅不能开通。(2) 可控硅控制极故障,失去阻断能力或导通能力。
    (3) 交流电源异常,励磁变压器相序,相位错误或者在逆变过程中出现断电、缺相或电压过低。(4) 由于逆变时换相的超前触发角β过小,或因直流负载电流过大,交流电源电压过低使换相重叠角γ增大,或因可控硅关断时间对应的关断角δ增大,使换相裕度角不够,前一元件关断不了,后续元件不能开通。5.励磁电流与励磁电压不成比例
    励磁电压正常,励磁电流偏低,并出现局部发热现象。这种故障一般是由于转子回路阻值增大所致。如可控硅整流回路的铜排,分流器,以及转子电缆之间的连接接触不好,导致有高温迹象。另外就是集电环和碳刷有效接触面积减小而使接触电阻增大。
    励磁电流正常,励磁电压偏高。用示波器观察可控硅整流波形,可看到有交流波形。这是由于整流桥中的个别可控硅短路,把交流成分加到直流输出端。因此,电压表上显示的是两种电压的叠加值,所以要高于正常励磁电压值。
   
   
   
    变压器
    变压器是一种静止的电气设备,在输电、配电系统中起到了改变电压和传输功率的作用。因此,作为维修电工应对变压器进行维护和定期检查,以便发现故障,及时处理。
    1 异常响声
    (1)音响较大而嘈杂时,可能是变压器铁芯的问题。例如,夹件或压紧铁芯的螺钉松动时,仪表的指示一般正常,绝缘油的颜色、温度与油位也无大变化,这时应停止变压器的运行,进行检查。
    (2)音响中夹有水的沸腾声,发出"咕噜咕噜"的气泡逸出声,可能是绕组有较严重的故障,使其附近的零件严重发热使油气化。分接开关的接触不良而局部点有严重过热或变压器匝间短路,都会发出这种声音。此时,应立即停止变压器运行,进行检修。
    (3)音响中夹有爆炸声,既大又不均匀时,可能是变压器的器身绝缘有击穿现象。这时,应将变压器停止运行,进行检修。
    (4)音响中夹有放电的"吱吱"声时,可能是变压器器身或套管发生表面局部放电。如果是套管的问题,在气候恶劣或夜间时,还可见到电晕辉光或蓝色、紫色的小火花,此时,应清理套管表面的脏污,再涂上硅油或硅脂等涂料。此时,要停下变压器,检查铁芯接地与各带电部位对地的距离是否符合要求。
    (5)音响中夹有连续的、有规律的撞击或摩擦声时,可能是变压器某些部件因铁芯振动而造成机械接触,或者是因为静电放电引起的异常响声,而各种测量表计指示和温度均无反应,这类响声虽然异常,但对运行无大危害,不必立即停止运行,可在计划检修时予以排除。
    2 温度异常
    变压器在负荷和散热条件、环境温度都不变的情况下,较原来同条件时的温度高,并有不断升高的趋势,也是变压器温度异常升高,与超极限温度升高同样是变压器故障象征。
    引起温度异常升高的原因有:
    ①变压器匝间、层间、股间短路;
    ②变压器铁芯局部短路;
    ③因漏磁或涡流引起油箱、箱盖等发热;
    ④长期过负荷运行,事故过负荷;
    ⑤散热条件恶化等。
    运行时发现变压器温度异常,应先查明原因后,再采取相应的措施予以排除,把温度降下来,如果是变压器内部故障引起的,应停止运行,进行检修。
    3 喷油爆炸
    喷油爆炸的原因是变压器内部的故障短路电流和高温电弧使变压器油迅速老化,而继电保护装置又未能及时切断电源,使故障较长时间持续存在,使箱体内部压力持续增长,高压的油气从防爆管或箱体其它强度薄弱之处喷出形成事故。
    (1)绝缘损坏:匝间短路等局部过热使绝缘损坏;变压器进水使绝缘受潮损坏;雷击等过电压使绝缘损坏等导致内部短路的基本因素。
    (2)断线产生电弧:线组导线焊接不良、引线连接松动等因素在大电流冲击下可能造成断线,断点处产生高温电弧使油气化促使内部压力增高。
    (3)调压分接开关故障:配电变压器高压绕组的调压段线圈是经分接开关连接在一起的,分接开关触头串接在高压绕组回路中,和绕组一起通过负荷电流和短路电流,如分接开关动静触头发热,跳火起弧,使调压段线圈短路。
    4 严重漏油
    变压器运行中渗漏油现象比较普遍,油位在规定的范围内,仍可继续运行或安排计划检修。但是变压器油渗漏严重,或连续从破损处不断外溢,以致于油位计已见不到油位,此时应立即将变压器停止运行,补漏和加油。
    变压器油的油面过低,使套管引线和分接开关暴露于空气中,绝缘水平将大大降低,因此易引起击穿放电。引起变压器漏油的原因有:焊缝开裂或密封件失效;运行中受到震动;外力冲撞;油箱锈蚀严重而破损等。
    5 套管闪络
    变压器套管积垢,在大雾或小雨时造成污闪,使变压器高压侧单相接地或相间短路。变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。变压器箱盖上落异物,如大风将树枝吹落在箱盖时引起套管放电或相间短路。

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