中国水能及电气化2008.9
五、水轮机各保护装置及其作用，导水机构中的剪断销被剪断的原因、预防措施及处理 1.水轮机有哪些保护装置各起什么作用？
水轮机一般装设有事故配压阀、主阀（或快速闸门）、剪断销和真空破坏阀等保护装置。
（1）调速器中装设事故配压阀（又叫过速限制器）是防止水轮机长期在飞逸转速下运行的有效措施。机组正常运行时，事故配压阀仅作为压力油的通道，使调速器主配压阀通至接力器的管道接通；当机组甩负荷又遇调速系统故障时，事故配压阀动作，切断主配压阀与接力器的联系，而直接把压力油从油压装置接入接力器，使接力器迅速关闭，实现机组紧急停机，以缩短机组过速时间，起到对水轮机的保护作用。
食品网络营销（2）在水轮机前面装设蝴蝶阀、球阀或快速闸门是防飞逸的有效措施。中、低水头电站一般装设平板快速闸门或蝴蝶阀；高水头电站一般装球阀。当机组过速达额定转速的140%时，关闭蝴蝶阀（球阀）或快速闸门，截断水流，使机组停机，以缩短水轮机在过速或飞逸转速下运行的时间，起到对水轮机的保护作用。
（3）剪断销保护装置由剪断销及其信号器组成。水轮机导水机构的传动机构中，连接板和导叶臂之间是通过剪断销连接在一起的。正常情况下，导叶在动作过程中，剪断销有足够强度带动导叶转动，但当某导叶间有异物卡住时，导叶轴和导叶臂都不能动了，而连接板在叉头带动下转动，因而对剪断销产生剪切，当该剪切应力增加到正常操作应力的1.5倍时，剪断销首先被剪断，该导叶脱离控制环，而其他导叶仍可正常转动，避免事故扩大。同时剪断销剪断后，使剪断销信号器的常开触点闭合，发出信号告诉运行人员。 （4）真空破坏阀主要作用是机组甩负荷或因其他故障紧急停机，导叶迅速关闭时，水流由于惯性作用继续向下游流去，在转轮室内产生很大真空，转轮室内尾水在压差的作用下，尾水水流又流向转轮室冲击转轮叶片及支持盖。由于水击的作用，产生很大的冲击力，出现抬机现象，严重的会使机组出现破坏性事故。真空破坏阀，就是用来补气，以防止出现上述事故的辅助设施。以起到对水轮机的保护作用。大流量、低水头水电站这个问题比较突出，一般都装设有真空破坏阀。
2.导水机构中装设的剪断销被剪断的原因、预防措施及处理方法是什么？
在正常关机过程中，当导叶被卡住时，剪断销被剪断，同时发出报警信号；在事故停机过程中，当导叶被异物卡住，剪断销剪断时，除发出报警信号外，还通过信号装置迅速关闭水轮机前的主阀（蝴蝶阀或球阀）或快速闸门。
剪断销被剪断的原因为：
（1）导叶间有杂物（如木块、石头）卡住；
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（2）导叶连杆安装时倾斜度较大，造成别劲；
（3）导叶上、下端面间隙不合格及上、中、下轴套安装不当，产生别劲或被卡；
电站运行大课堂・水电站运营
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（4）对使用尼龙轴承套的导叶，在运行中因尼龙轴套吸水膨胀与导叶轴颈“抱死”等。
预防措施：
（1）在电站上游装设拦污栅，防止大的漂浮物冲坏拦污栅而进入蜗壳及导叶，进水口处的拦污栅应保持完好；
（2）保证检修质量，以避免连杆等部件的倾斜等，导叶应灵活无别劲；
（3）当采用尼龙轴套时，应预先用水浸处理再加
工，或采用尺寸稳定性良好且吸水率低的尼龙材料。
处理方法：
（1）首先判明剪断销被剪断的原因，及时调整负荷，以适应检修处理的需要；
（2）若运行中无法处理，
应及早停机。“电站运行大课堂”下期内容预告：水轮机的泥沙磨损和防磨技术措施
山前水电站励磁系统故障处理一例
山前水电站位于河北省滦平县张百湾镇山前村滦河干流上，1981年并网发电，设计水头16m，设计流量13.7m 3/s，装机2×800+1×320kW，多年平均设计发电量717万kW ・h，发电机型号TSL215/21-14，水轮机型号ZD661-LH-120。发电机励磁方式为直流励磁机简单复式励磁，发电机装有反时限过流、差动及过压等保护。现已安全运行26年，累计发电1亿多kW ・h。2007年4月18日，其励磁系统发生了故障，经处理后，运行至今，效果良好。
一、故障现象
2007年4月18日上午9时10分，1#发电机突然过流跳闸，停机后分别对发电机定子、转子、电力电缆、高压柜等用2500V摇表测试，其阻值均在5000MΩ以上，于10时50分再次开机、建压，一切正常，观察10分钟后并入电网，开始慢慢加负荷，当加至300kW时，发电机再次过流跳闸。
二、故障分析
当发电机第二次过流跳闸后，经认真分析，觉得故障可能出在发电机励磁系统。1#发电机励磁系统图如图1。
1.当第二次开机建压一切正常说明发电机空载
ctp2000励磁系统没有问题。
2.当发电机带300kW负荷后，发电机再次过流跳闸；说明励磁系统的复式励磁环节可能出现了问题。
三、故障处理
1.对上图中的LH、RfL、FZB、FSZ进行了测试，每个元器件及接线端子及电气性能均无问题。
2.再次开机并网故障如初。lc9
3.再次对LH、RfL、FZB、FSZ进行详细检查，发现的RfL一相电刷触头有烧痕，将其拆下，用细锉及细砂纸打磨，重新装上。
4.再次开机，
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并网带负荷一切正常。
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