Baisse de puissance du générateur hydroélectrique
(1) Cause
Sous une hauteur de chute constante, lorsque l'ouverture des aubes directrices atteint son ouverture à vide mais que la turbine n'atteint pas sa vitesse nominale, ou lorsque l'ouverture des aubes directrices est supérieure à sa valeur initiale pour une même puissance, on considère que la puissance unitaire diminue. Les principales causes de cette diminution sont les suivantes : 1. Pertes de charge ; 2. Pertes hydrauliques ; 3. Pertes mécaniques.
(2) Poignée
1. En fonctionnement ou à l'arrêt, la profondeur d'immersion du tube d'aspiration ne doit pas être inférieure à 300 mm (sauf pour les turbines à impulsion). 2. Veiller à l'équilibre et à la fluidité du flux d'eau entrant et sortant. 3. Maintenir la roue en fonctionnement normal et l'arrêter immédiatement en cas de bruit anormal pour inspection et réparation. 4. Pour les turbines axiales à aubes fixes, si la puissance chute brutalement et que les vibrations s'intensifient, l'arrêt doit être immédiat pour inspection.
2. La température des coussinets de palier augmente fortement.
(1) Cause
Il existe deux types de paliers de turbine : les paliers de guidage et les paliers de butée. Le bon fonctionnement du palier repose sur une installation correcte, une lubrification adéquate et une alimentation en eau de refroidissement suffisante. Les méthodes de lubrification courantes comprennent la lubrification à l'eau, la lubrification à l'huile fine et la lubrification à sec. Les causes d'une forte hausse de la température de l'arbre sont les suivantes : premièrement, une mauvaise installation du palier ou son usure ; deuxièmement, une défaillance du système de lubrification ; troisièmement, une huile de lubrification non conforme ou de mauvaise qualité ; quatrièmement, une défaillance du système de refroidissement ; cinquièmement, des vibrations de l'unité ; sixièmement, un niveau d'huile trop bas dû à une fuite.
(2) Poignée
1. Pour les paliers lubrifiés à l'eau, celle-ci doit être rigoureusement filtrée afin de garantir sa qualité. L'eau ne doit pas contenir une quantité importante de sédiments ni de substances huileuses afin de réduire l'usure des paliers et le vieillissement du caoutchouc.
2. Les paliers à huile mince fonctionnent généralement par auto-circulation, avec un déflecteur d'huile et un disque de butée. Ils sont entraînés en rotation par l'unité et alimentés en huile par auto-circulation. Il convient de surveiller attentivement le fonctionnement du déflecteur d'huile. Ce dernier ne doit pas être bloqué. L'arrivée d'huile au disque de butée et le niveau d'huile dans le réservoir principal doivent être corrects.
3. Lubrifiez le palier avec de l'huile sèche. Assurez-vous que les spécifications de l'huile sèche correspondent à celles de l'huile de palier et que sa qualité est bonne. Ajoutez de l'huile régulièrement pour maintenir le jeu du palier entre 1/3 et 2/5.
4. Le dispositif d'étanchéité du palier et du tuyau d'eau de refroidissement doit être intact pour empêcher l'eau sous pression et la poussière de pénétrer dans le palier et d'endommager la lubrification normale du palier.
5. Le jeu d'installation du palier de lubrification est lié à la pression de l'unité, à la vitesse linéaire de rotation, au mode de lubrification, à la viscosité de l'huile, au traitement des composants, à la précision d'installation et aux vibrations de l'unité.
3. Vibration de l'unité
(1) Vibration mécanique, vibration causée par des raisons mécaniques.
Raisons : Premièrement, la turbine hydraulique est désaxée ; deuxièmement, l’alignement des axes de la turbine et du générateur est incorrect et la liaison est défectueuse ; troisièmement, les paliers présentent des défauts ou un jeu mal réglé, notamment un jeu excessif ; quatrièmement, il existe des frottements et des collisions entre les pièces mobiles et les pièces fixes.
(2) Vibrations hydrauliques : vibrations de l’unité causées par le déséquilibre du débit d’eau alimentant le piston.
Causes possibles : premièrement, l’aube directrice est endommagée et le boulon est cassé, ce qui entraîne une ouverture différente de l’aube directrice et un écoulement d’eau irrégulier autour de la roue ; deuxièmement, des corps étrangers sont présents dans la volute ou la roue est obstruée par des corps étrangers, ce qui provoque un écoulement d’eau irrégulier autour de la roue ; troisièmement, l’écoulement d’eau dans le tube d’aspiration est instable, ce qui entraîne des variations périodiques de la pression d’eau dans le tube d’aspiration, ou de l’air pénètre dans le carter spiral de la turbine hydraulique, provoquant des vibrations de l’unité et un bruit d’écoulement d’eau.
(3) Les vibrations électriques désignent les vibrations de l'unité causées par la perte d'équilibre ou un changement soudain de la quantité électrique.
Raisons : premièrement, le courant triphasé du générateur est fortement déséquilibré. Ce déséquilibre entraîne un déséquilibre de la force électromagnétique triphasée ; deuxièmement, la variation instantanée du courant provoquée par un incident électrique entraîne une désynchronisation instantanée de la vitesse du générateur et de la turbine ; troisièmement, l’entrefer irrégulier entre le stator et le rotor provoque l’instabilité du champ magnétique tournant.
(4) Vibration de cavitation, vibration unitaire causée par la cavitation.
Causes : premièrement, l’amplitude des vibrations dues à un déséquilibre hydraulique augmente avec le débit ; deuxièmement, les vibrations causées par un déséquilibre de la roue, un mauvais assemblage et une excentricité, dont l’amplitude augmente avec la vitesse de rotation ; troisièmement, les vibrations dues au générateur électrique, dont l’amplitude augmente avec le courant d’excitation. Ces vibrations disparaissent lorsque l’excitation est coupée ; quatrièmement, les vibrations dues à l’érosion par cavitation, dont l’amplitude est liée à la répartition de la charge, tantôt intermittente, tantôt violente. Elles s’accompagnent de cliquetis dans le tube d’aspiration et d’oscillations possibles du vacuomètre.
4. La température des coussinets de palier de l'unité augmente et devient trop élevée.
(1) Cause
1. Raisons de l'entretien et de l'installation : fuite du bassin d'huile, position d'installation incorrecte du tube de Pitot, écartement des carreaux non conforme, vibration anormale de l'unité causée par la qualité de l'installation, etc.
2. Raisons de fonctionnement : fonctionnement dans une zone de vibrations, non-respect des normes de qualité et de niveau d'huile des paliers, défaut d'ajout d'huile à temps, non-respect des interruptions de refroidissement et du volume d'eau insuffisant, entraînant un fonctionnement prolongé de la machine à basse vitesse, etc.
(2) Poignée
1. Lorsque la température des roulements augmente, vérifiez d'abord le niveau d'huile de lubrification et ajoutez-en si nécessaire ou faites-la remplacer. Ajustez la pression du liquide de refroidissement ou modifiez le mode d'alimentation en eau. Vérifiez si les vibrations de l'unité dépassent les valeurs limites. Si les vibrations persistent, arrêtez l'appareil.
2. En cas de déclenchement de la protection thermique, vérifiez que l'arrêt se déroule normalement et contrôlez l'état de la bague de palier. Si la bague est brûlée, remplacez-la ou rectifiez-la.
5. Défaillance de la régulation de vitesse
Lorsque le régulateur de vitesse est complètement fermé, la roue ne peut s'arrêter tant que l'ouverture des aubes directrices reste contrôlée. On parle alors de panne de régulation de vitesse. Causes possibles : premièrement, la liaison des aubes directrices est tordue, ce qui empêche leur fermeture et donc l'arrêt de l'unité. Il est important de noter que certaines petites unités ne sont pas équipées de freins et que leur inertie les empêche de s'arrêter. Dans ce cas, il ne faut pas croire, à tort, que les aubes directrices ne sont pas fermées. Forcer leur fermeture risque d'endommager la bielle. Deuxièmement, la panne de régulation de vitesse peut être due à une défaillance du régulateur automatique. En cas de fonctionnement anormal de la turbine hydraulique, et notamment en cas de danger pour sa sécurité, il est impératif d'arrêter immédiatement la machine pour réparation. Un fonctionnement au ralenti ne fera qu'aggraver la panne. Si le régulateur tombe en panne et que le mécanisme d'ouverture des aubes directrices ne peut être arrêté, il faut utiliser la vanne principale de la turbine pour couper l'arrivée d'eau.
Autres méthodes de traitement : 1. Nettoyer régulièrement les éléments du mécanisme de guidage d’eau, le maintenir propre et alimenter régulièrement la partie mobile ; 2. Installer une grille d’égout à l’entrée et la nettoyer fréquemment ; 3. Pour les turbines hydrauliques équipées de tout dispositif embarqué, veiller à remplacer régulièrement les plaquettes de frein et à ajouter de l’huile de frein.
Date de publication : 18 octobre 2021
