??????? 2 機(jī)組的軸承事故
??????? 2.1巴氏合金軸承的溫度升高
??????? 一般機(jī)組的推力、上導(dǎo)、下導(dǎo)等軸承和水輪機(jī)導(dǎo)軸承都采用巴氏合金軸承，故利用稀油進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。當(dāng)它們中的任一軸承溫度升高至事故溫度時(shí)，則軸承溫度過高事故保護(hù)動(dòng)作，進(jìn)行緊急停機(jī)，以免燒壞軸瓦。
??????? 　　當(dāng)軸承溫度高于整定值時(shí)，機(jī)旁盤“水力機(jī)械事故”光字牌亮，軸承溫度過高信號(hào)繼電器掉牌，事故軸承的膨脹型溫度計(jì)的黑針與紅針重合或超過紅針。在此以前，可能已出現(xiàn)過軸承溫度升高的故障信號(hào)；或者可能出現(xiàn)過冷卻水中斷及冷卻水壓力降低、軸承油位降低等信號(hào)。
??????? 　當(dāng)發(fā)生以上現(xiàn)象時(shí)，首先應(yīng)對(duì)測(cè)量?jī)x表的指示進(jìn)行校核與分析。例如將膨脹型溫度計(jì)與電阻型溫度計(jì)兩者的讀數(shù)進(jìn)行核對(duì)，將軸承溫度與軸承油溫進(jìn)行比較鑒別。并察看軸承油面和冷卻水。若證明軸承溫度并未升高，確屬保護(hù)誤動(dòng)作，則可復(fù)歸事故停機(jī)回路，啟動(dòng)機(jī)組空轉(zhuǎn)，待進(jìn)一步檢查落實(shí)無問題后，便可并網(wǎng)發(fā)電。當(dāng)確認(rèn)軸承溫度過高時(shí)，就必須查明實(shí)際原因，進(jìn)行正確處理。
??????? 2.2水導(dǎo)軸承的潤(rùn)滑水中斷
??????? 橡膠瓦水導(dǎo)軸承系用水進(jìn)行潤(rùn)滑，這類軸承俗稱水軸承。當(dāng)水軸承潤(rùn)滑水中斷時(shí)，其現(xiàn)象與上述油軸承相似，只是多顯示一個(gè)“軸承潤(rùn)滑水中斷”信號(hào)。
???????????? 潤(rùn)滑水中斷的原因與后果：由于水質(zhì)不潔或有雜物，致使取水濾網(wǎng)或過濾器堵塞，造成水壓降低；或自動(dòng)供水閥門因某種原因誤關(guān)；當(dāng)用水泵供水時(shí)，由于機(jī)械或電氣原因造成水泵供水中斷。這些都會(huì)引起潤(rùn)滑水中斷事故。當(dāng)潤(rùn)滑水中斷或水量減少時(shí)，會(huì)使軸領(lǐng)與軸瓦間潤(rùn)滑、冷卻條件變壞，甚至發(fā)生干磨擦，導(dǎo)致軸承燒毀，此時(shí)水輪機(jī)失去了徑向支承，造成振動(dòng)和擺度急劇增大，有時(shí)會(huì)發(fā)生竄水現(xiàn)象，從而影響機(jī)組的正常運(yùn)行。
??????? 2.3發(fā)電機(jī)溫度過高
??????? 由發(fā)電機(jī)過負(fù)荷超過允許的時(shí)間范圍；三相電流嚴(yán)重的不平衡；通風(fēng)冷卻系統(tǒng)故障；定子繞組局部短路或接地；定子鐵心絕緣損壞，形成渦流損耗增大。等原因。造成定子繞組和定子鐵心局部過熱；電流表指示超限；過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作；發(fā)電機(jī)溫度超限發(fā)信號(hào)等。
??????? 設(shè)計(jì)措施：發(fā)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，則迅速減少負(fù)荷；如定子三相電流不對(duì)稱，則查明原因迅速消除；冷卻水中斷，應(yīng)迅速停機(jī)；部分冷卻器堵塞，應(yīng)維持在低負(fù)荷運(yùn)行，迅速排除故障。
??????? 2.4發(fā)電機(jī)著火
??????? 由于定子繞組匝間或相間短路；發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷，溫升超過允許值；雷擊或過電壓引起絕緣損壞；轉(zhuǎn)動(dòng)部分有部件損壞，刮傷定子繞組，引起短路；電容電流過大或時(shí)間過長(zhǎng)；并列誤操作等原因造成。
??????? 可采取如下措施：緊急停機(jī)；打開發(fā)電機(jī)消防用水閥門進(jìn)行滅火；滅水過程中應(yīng)關(guān)閉發(fā)電機(jī)冷、熱風(fēng)口，保持風(fēng)洞密封，嚴(yán)禁用泡沫滅火器或砂子、石灰進(jìn)行滅火
??????? 3發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行
??????? 發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，由于外界的影響和自身的原因，發(fā)電機(jī)的參數(shù)將發(fā)生變化，并可能超出正常運(yùn)行允許的范圍。短時(shí)間超過參數(shù)規(guī)定運(yùn)行或超過規(guī)定運(yùn)行參數(shù)不多雖然不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，但長(zhǎng)期超過參數(shù)運(yùn)行或者大范圍超過運(yùn)行參數(shù)就有可能引起嚴(yán)重的后果，危機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全應(yīng)該引起重視。
??????? 3.1發(fā)電機(jī)過負(fù)荷
??????? 現(xiàn)象如下：
??????? （* w, b& m& [7 o$ R1）發(fā)電機(jī)定子電流超過額定值；
??????? （2）當(dāng)定子電流超過額定值1.1倍時(shí)，發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)將動(dòng)作發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警鈴響，機(jī)旁發(fā)“發(fā)電機(jī)過負(fù)荷”信號(hào)，計(jì)算機(jī)有報(bào)警信號(hào)；
??????? （3）發(fā)電機(jī)有功、無功負(fù)荷及轉(zhuǎn)子電流超過額定值。
??????? 3.2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地
??????? 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地有一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地，轉(zhuǎn)子接地還可分為瞬時(shí)接地、永久接地、斷續(xù)接地等。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地時(shí)，因一點(diǎn)接地不形成回路，故障點(diǎn)無電流通過，勵(lì)磁系統(tǒng)仍能短時(shí)工作，但轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地將改變轉(zhuǎn)子正極對(duì)于地電壓和負(fù)極對(duì)于地電壓，可能引發(fā)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障；繼而引起轉(zhuǎn)子磁拉力不平衡，造成機(jī)組振動(dòng)和引起轉(zhuǎn)子發(fā)熱。
??????? 現(xiàn)象如下：
??????? （6 L$ p7 g+ t( e1）警鈴響，機(jī)旁發(fā)“轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地”信號(hào)；計(jì)算機(jī)有報(bào)警信號(hào)。
??????? （, q2 l# i6 _! k# n8 M7 I? Z2）表記指示無異常。
??????? 3.3轉(zhuǎn)子回路兩點(diǎn)接地
??????? 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地時(shí)，由于形成回路，故障點(diǎn)有電流通過。
??????? 現(xiàn)象如下：
??????? （9 o% [/ L3 N/ s5 Y# Q& _! F1）警鈴響，機(jī)旁發(fā)“轉(zhuǎn)子接地”信號(hào)，計(jì)算機(jī)有報(bào)警信號(hào)；
??????? （2）轉(zhuǎn)子電流異常增大，轉(zhuǎn)子電壓降低；
??????? （- f' L( C. H% K$ l# u) w' D1 V3）無功功率表指示降低，功率因數(shù)可能進(jìn)相，有功負(fù)荷可能降低；
??????? （9 h% e7 A9 V* X? N4）由于磁場(chǎng)不平衡，機(jī)組有劇烈振動(dòng)聲。
??????? （8 ]6 w0 ]$ ~8 o/ c6 o5）嚴(yán)重時(shí)，失磁保護(hù)有可能動(dòng)作
??????? 3.4發(fā)電機(jī)溫度過高
??????? 發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中，如果定子、轉(zhuǎn)子或者鐵心溫度超過規(guī)定值，應(yīng)該及時(shí)檢查處理。
??????? 現(xiàn)象如下：
??????? （? o( X* L? R9 T. b3 [1）上位機(jī)發(fā)對(duì)應(yīng)“機(jī)組溫度過高”信號(hào)。
??????? （9 j, ~; n7 p5 o5 s1 h% [/ X2）發(fā)電機(jī)定子線圈、定子鐵芯或冷、熱風(fēng)溫度高于額定值。
??????? 3.5發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷線
??????? 現(xiàn)象如下：
??????? （1）警鈴響，發(fā)“失磁保護(hù)動(dòng)作”信號(hào)，計(jì)算機(jī)有報(bào)警信號(hào)；
??????? （! E3 ^& \8 ?8 {0 K; |2）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流表指針向零方向擺動(dòng)，勵(lì)磁電壓升高；
??????? （3）定子電流急劇降低，有功、無功降至零；
??????? （4）如磁極斷線，則風(fēng)洞內(nèi)冒煙，有焦臭味，并有很響的哧哧聲。
??????? 3.6發(fā)電機(jī)定子接地
??????? 發(fā)電機(jī)定子接地是指發(fā)電機(jī)定子繞組回路或與定子繞組回路直接相連的一次系統(tǒng)發(fā)生的單相接地短路。定子接地分為瞬時(shí)接地、永久接地、斷續(xù)接地等。
??????? # a4 o/ b/ h4 A" v" Q現(xiàn)象如下：
??????? （+ n8 s& t- K, p# \1）警鈴響，機(jī)旁發(fā)“定子接地”信號(hào)，計(jì)算機(jī)有報(bào)警信號(hào)；
??????? (& k. l) B# D& W? t2）定子三相電壓不平衡，定子接地電壓表出現(xiàn)零序電壓指示。
??????? 4水輪機(jī)葉片的磨損腐蝕
??????? 水輪機(jī)的磨蝕是在常年的運(yùn)行過程中慢慢積累下來的。目前我們已經(jīng)探明泥沙磨損、氣蝕壞、耦合作用等是水輪機(jī)產(chǎn)生磨蝕的主要原因。
??????? 4.1泥沙磨損
??????? 河水中包含的泥沙會(huì)對(duì)水輪機(jī)的過流部件造成磨損破壞，這就是泥沙磨蝕。水流的含沙特性、過流部件的材質(zhì)、水輪機(jī)的工作條件等都是導(dǎo)致該種磨損產(chǎn)生的主要因素。河水中不可避免的帶有大量的沙質(zhì)，水輪機(jī)在高速運(yùn)行過程中，含沙水流會(huì)不斷沖刷部件表面，會(huì)不斷摩擦形成切削效果，特別是當(dāng)部件的較弱或有缺陷的表面區(qū)域被堅(jiān)硬、尖利的沙粒沖刷后，更容易對(duì)金屬表層產(chǎn)生切削，日久天長(zhǎng)、不斷磨損。另外，由于水電站地理位置的不同，水輪機(jī)被磨損的程度也不一樣。即使是同樣的水輪機(jī)，如果在水質(zhì)較清的河流或具有較大庫容的水電站中使用，因河水中的泥沙較少，其受到的磨損程度也會(huì)輕微得多。從嚴(yán)格意義上來說，只要水流中含有沙粒，水輪機(jī)就會(huì)受到泥沙的磨損。此外，河流汛期是水輪機(jī)遭受泥沙磨損最嚴(yán)重的時(shí)期，因?yàn)檠雌谒髦械暮扯仁亲罡叩摹?br /> ??????? 4.2氣蝕磨損
??????? 氣蝕磨損是指水輪機(jī)過流通道內(nèi)流動(dòng)的水體中由于水壓過低，從而使水汽化產(chǎn)生的微小氣泡在其形成、發(fā)展、潰滅過程中對(duì)水輪機(jī)過流部件所產(chǎn)生的物理化學(xué)侵蝕作用。氣泡的形成潰滅過程是隨著水流的連續(xù)不斷高速流動(dòng)，以很高的頻率連續(xù)的進(jìn)行。氣泡在破裂的過程中所產(chǎn)生的沖擊波其沖擊速度達(dá)到100m/s~400m/s，沖擊范圍為1μm~25μm，壓強(qiáng)達(dá)到100MPa~1 000MPa ；它伴隨著微射流對(duì)水輪機(jī)過流部件的表面進(jìn)行連續(xù)的沖擊。這種沖擊破壞的作用面積雖然小，但由于能量和密度高，所產(chǎn)生的沖擊深度大且頻繁，從而使過流部件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、針孔等，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn)生蜂窩或海綿狀裂紋。
??????? 4.3耦合作用
??????? 4.3.1泥沙磨損與氣蝕磨損的耦合
??????? 這兩類破壞一般都會(huì)同時(shí)發(fā)生，并產(chǎn)生迭加效果。通常泥沙磨損是水輪機(jī)磨蝕的主要原因，而氣蝕則會(huì)加快這種進(jìn)度。泥沙磨損會(huì)造成過流部件表面形成局部凹坑或更加粗糙，而材料表面的粗糙和局部凹坑又會(huì)為氣蝕的產(chǎn)生提供有利條件。在氣蝕的作用下，過流部件表面會(huì)更加疏松、更易被泥沙磨損掉。這樣在兩者的同時(shí)作用下，水輪機(jī)表面材料抗疲勞度越來越降，從而產(chǎn)生耦合作用，兩種破壞共同作用，加劇了水輪機(jī)的磨蝕。
??????? 4.3.2磨蝕與震動(dòng)的耦合
??????? 很多時(shí)候，大家都忽視了震動(dòng)對(duì)于磨蝕的促進(jìn)作用。水輪機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣泡會(huì)發(fā)生破裂，其留下的空間會(huì)受到劇烈的水流沖擊，從而造成紊流的脈動(dòng)引起水輪機(jī)的劇烈震動(dòng)。受震動(dòng)的影響及在慣性作用下，已經(jīng)破壞的微氣泡體積，在脫離葉片的瞬間，受到水流的沖擊后會(huì)對(duì)水輪機(jī)過流部件加劇磨蝕。
??????? 4.3.3電化學(xué)作用與磨蝕的耦合
??????? 科研人員曾對(duì)水電站過機(jī)水流做了大量相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過物理指標(biāo)檢測(cè)，水中大量富含溶解氧，這是一種帶電粒子。它會(huì)在合適的環(huán)境中析出，并且經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞酰瑥亩鴮?duì)水輪機(jī)表面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。另外，氣泡在破裂的時(shí)候，附帶的能量會(huì)隨之釋放并對(duì)過流表面不斷打擊，從而在部件局部產(chǎn)生高溫，最高可達(dá)300℃，材料局部受熱后會(huì)與周圍材料出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生熱電偶，同時(shí)伴隨氣泡破裂的不斷擊打，在材料內(nèi)部形成微電流并產(chǎn)生電解電離，導(dǎo)致電化腐蝕。在此過程中，水中含有的一些礦物質(zhì)就會(huì)發(fā)生質(zhì)變，使部件附近的水變?yōu)楦g性溶液，再次造成過流部件表面的化學(xué)腐蝕，使得磨蝕進(jìn)一步加劇。