（国网湖北黄龙滩水力发电厂442005）
摘要：机械制动是水轮发电机运行中一种比较传统的制动方式，制动装置在运行中常常由于各种原因造成功能异常。因此，本文针对水轮发电机机械制动装置存在的问题，对相应及改进措施进行探究。
关键词：水轮发电机；机械制动装置；存在问题；改进措施
一、引言
在水轮发电机停止运转过程中，为避免机械在低速运转中造成过度磨损，当其运转速度下降到一定范围内，会利用制动器强制停机。在水轮发电机制动中，电气制动、机械制动、混合制动是比较常见的制动方式，各种制动器的运作原理虽然不同，但是其作用却是一致的。目前机械制动是运用比较广泛的一种制动方式，其优点主要有装置设置方便，运行过程安全可靠；对不同水轮发电机的通用程度较高，环境适应力强；在制动过程中，会采用气压、油压的方式完成操作，其能源消耗率低，符合节能减排的发展要求；在设置中，不仅可以实现制动，还可以在电机组安装中完成顶转子的操作，以减少机械安装中的承重量。随着我国电力事业的发展，水轮发电机机械制动装置的研究也逐渐深入，但是其中暴露出的问题也需要我们深入研究。
一、水轮发电机机械制动装置存在的问题
水轮发电机机械制动装置存在的问题主要表现在以下几个方面：第一，活塞的卡阻问题严重。水轮发电机机械制动器主要采用密封橡胶结构，这种结构如果密封不当就会在制动中出现活塞卡阻的问题。虽然经过技术人员对制动器技术的研究与改进，其卡阻问题得到了一定程度的缓解，但是依旧有一些水轮发电机机械制动装置在使用一段时间后出现卡阻。经过对制动器的故障诊断分析，我们发现一些新出产的制动器内壁光滑，表面阻力不够，使活塞在气缸内滑动而难以产生大的摩擦效果，同时由于气缸内的拉毛问题严重，活塞在制动后难以复位，从而影响了制动效果。第二，利用气压复位是目前制动器生产中比较常用的方式，但是在制动过程中，如果续气缸中混入杂物或者出现拉毛问题，会增加内壁的摩擦，从而影响橡胶密封的使用寿命，并在制动过程中出现漏油、漏风、窜风等问题。第三，污染问题，在油气混合制动装置中，一旦出现密封破损，油会从气缸顶端冒出，而当油气控制不当，会扩大油污染。第四，制动器在制动过程中，会在金属摩擦中，形成一定的粉尘，粉尘不仅会增加内部件的磨损，同时随着循环风进入到转子和定子铁芯的通风口，粉尘的长期积累会影响通风口的进风效果；此外，粉尘与油气混合物会飞入定子绕组中，增加电阻，影响隔热效果，降低绝缘，甚至破坏接地线圈，在制动过程中造成短路。第五，制动过程中的巨大摩擦会造成制动环瞬间温度增高，而在高温环境中，制动环会出现变形或者裂缝的情况；此外，在制动过程中，由于制动环的磨损，造成材料延展性不足，严重时会出现制动环甩出或撞击定子基座等问题，从而增加了水轮发电机制动的安全风险。
二、水轮发电机机械制动装置问题的改进措施
1.对制动器的质量进行严格筛选
对制动器的选择是影响其使用寿命的基本因素。在进行水轮发电机机械制动装置的改进过程中，水电部门应该根据制动要求，对市场上的制动装置进行筛选，选择那些在卡阻抽样检验中表现良好，且故障维修率低的装置。如目前市场上不卡阻免维修制动器，在活塞设计中，克服了密封效果不佳造成的摩擦问题；利用蝶形弹簧减轻了活塞在复位过程中的阻力，避免了复位倾斜问题；万向连接增加了闸板的灵活度，在保证摩擦面最大的前提下又控制了磨损效果。
2.做好制动过程中的污染管理
前面已经分析，油污染对转子产生的磨损，因此，水轮发电机机械制动装置在操作过程中，技术人员应该对橡胶密封情况进行严格检查，排除漏油隐患；在顶转子的过程中，对制动过程中油的使用量进行分析，避免溢出、泄露造成的污染；在风闸管理中，对于使用由中出现的杂质、混合物要进行控制，避免不清洁油削弱制动效果；对粉尘管理进行控制，利用过滤装置，避免粉尘进入制动装置，控制粉尘与油污的融合，保证水轮发电机运转环境，减少污染带来的磨损问题。
3.根据水轮发电机的制动需要选择电气制动
油气作为机械制动的主要动力，不可避免地会产生油污染、粉尘污染、制动环裂缝等问题，而利用电气制动则可以对这些问题进行有效的控制。水利行业在设计水轮发电机机械制动装置过程中，应该从技术革新和成本控制的角度对电气制动装置进行选择。利用电气制动能够有效地避免机械运转过程中的磨损与污染；减少制动噪声污染；尤其是在可逆式机组与大型高频机组的运转中，电气制动相较于机械制动的优势更加明显。
4.加强对混合制动装置的研究与推广
电气与机械混合制动兼顾两种制动器优势，是提高水轮发电机制动效果的重要方式，也是推动我国制动装置技术发展的主要方向。目前在水电发电行业，机械制动依然占据主要地位，为此，相关领域应该加强对混合制动装置的研制，并在水力发电中进行效果检验，从而探索相应的推广环境，提高我国水轮发电机制动效果。
三、结束语
总之，水轮发电机的制动问题是保证其正常运转，减少摩擦损失的重要手段。由于技术研究不足，目前的机械制动器在操作中依然存在多方面的问题，因此，在水轮发电机的机械维修管理中，技术人员应该对制动装置的故障进行全面诊断与分析，对已经出现的制动失灵问题，以及可能出现的问题区域进行判断，从而不断提高水轮发电机的制动效果，保证机械制动过程的安全可靠。
参考文献
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