1. La puissance de la génératrice à roue diminue
(1) Cause
Sous une hauteur de chute constante, lorsque l'ouverture des aubes directrices atteint son ouverture à vide mais que la turbine n'a pas atteint 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 a diminué. Les principales causes de cette diminution sont les suivantes : 1. Pertes de charge ; 2. Pertes hydrauliques ; 3. Pertes mécaniques.
(2) Traitement
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. Veillez à contrôler le débit d'eau entrant et sortant afin de maintenir un écoulement régulier et équilibré. 3. Maintenez la roue en fonctionnement normal et arrêtez la machine 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, arrêtez immédiatement la machine pour inspection.
2. La température des coussinets de palier augmente fortement.
(1) Cause
Il existe deux types de paliers pour turbines hydrauliques : les paliers de guidage et les paliers de butée. Le bon fonctionnement de ces paliers repose sur une installation correcte, une lubrification adéquate et une alimentation en eau de refroidissement suffisante. On distingue généralement trois méthodes de lubrification : 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) Traitement
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. Ils utilisent des gicleurs d'huile et des disques de butée. L'huile est fournie automatiquement par la rotation de l'unité. Il convient de surveiller attentivement le fonctionnement du gicleur d'huile et d'éviter tout blocage. L'alimentation en huile du disque de butée et le niveau d'huile du réservoir principal doivent être vérifiés.
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. Les dispositifs d'étanchéité des roulements et des conduites d'eau de refroidissement sont en bon état afin d'empêcher l'eau sous pression et la poussière de pénétrer dans les roulements et d'endommager la lubrification normale de ces derniers.
5. Le jeu d'installation du palier lubrifié est lié à la pression unitaire de la bague du palier, 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’axe de la turbine et celui du générateur ne sont pas alignés et la liaison est défectueuse ; troisièmement, le palier est défectueux ou le réglage du jeu est incorrect, notamment si le jeu est trop important ; 4. Frottement et collision entre les pièces rotatives et les pièces fixes.
(2) Vibrations hydrauliques : vibrations de l’unité causées par le déséquilibre du débit d’eau dans le piston.
Raisons : premièrement, la roue directrice était endommagée et les boulons cassés, ce qui entraînait une ouverture irrégulière de la roue directrice et un écoulement d’eau irrégulier autour de la roue ; deuxièmement, des corps étrangers se trouvaient dans la volute ou la roue était obstruée par des corps étrangers, ce qui entraînait un écoulement d’eau irrégulier autour de la roue ; troisièmement, l’écoulement d’eau dans le tube d’aspiration était instable, ce qui provoquait des variations périodiques de la pression d’eau dans le tube d’aspiration, ou de l’air pénétrait dans le carter spiral de la turbine hydraulique, provoquant des vibrations de l’unité et un bruit de roulement de l’eau.
(3) Les vibrations électriques font référence aux vibrations unitaires causées par un déséquilibre ou un changement soudain de la quantité électrique.
Raisons : premièrement, le courant triphasé du générateur présente un déséquilibre important. Ce déséquilibre entraîne un déséquilibre de la force électromagnétique triphasée ; deuxièmement, la variation instantanée du courant provoquée par un incident électrique empêche la synchronisation immédiate de la vitesse du générateur et de la turbine ; troisièmement, l’entrefer entre le stator et le rotor est irrégulier, ce qui provoque l’instabilité du champ magnétique tournant.
(4) Vibration de cavitation, vibration unitaire causée par la cavitation.
Causes : premièrement, les vibrations dues au déséquilibre hydraulique, dont l’amplitude augmente avec le débit ; deuxièmement, les vibrations causées par le déséquilibre dû au poids excentré de la roue, à une mauvaise liaison de l’unité et à l’excentricité, dont l’amplitude augmente avec la vitesse de rotation ; troisièmement, les vibrations dues à l’électrolyse de surface. Leur amplitude augmente avec le courant d’excitation. Lorsque l’excitation est coupée, les vibrations disparaissent ; quatrièmement, les vibrations dues à l’érosion par cavitation. Leur amplitude est liée à la charge locale ; elles peuvent être intermittentes ou violentes. Simultanément, un bruit de cognement se fait entendre dans le tube d’aspiration, et un phénomène d’oscillation peut être observé sur le vacuomètre.
4. La température des coussinets de palier unitaire augmente et devient trop élevée.
(1) Cause
1. Raisons de maintenance et d'installation : fuites du bassin d'huile, position d'installation du tube de Pitot incorrecte, écartement des carreaux non conforme aux exigences et vibrations anormales de l'unité dues à la qualité de l'installation ;
2. Raisons de fonctionnement : fonctionnement dans une zone de vibrations, défaut d'ajout d'huile en temps opportun en raison d'une qualité et d'un niveau d'huile anormaux pour les paliers, défaut de surveillance de l'interruption de l'eau de refroidissement et volume d'eau insuffisant, entraînant un fonctionnement prolongé de la machine à basse vitesse.
(2) Traitement
1. Lorsque la température des roulements augmente, vérifiez d'abord le niveau d'huile de lubrification et faites l'appoint ou remplacez-la si nécessaire ; ajustez la pression de l'eau 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'unité.
2. En cas de déclenchement de la protection thermique, vérifiez que l'arrêt est normal 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 est complètement fermé, la roue ne peut s'arrêter tant que l'ouverture des aubes directrices reste contrôlée, ce qui provoque une panne de régulation de vitesse. Les causes possibles sont les suivantes : premièrement, la liaison des aubes directrices est tordue, ce qui empêche un contrôle efficace de leur ouverture et donc leur fermeture, et par conséquent 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 immédiatement. 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 situation critique pour sa sécurité d'exploitation, il est impératif d'arrêter immédiatement la machine pour réparation. Tout redémarrage forcé ne fera qu'aggraver le problème. Si le régulateur tombe en panne et que le mécanisme d'ouverture des aubes directrices ne peut être arrêté, il convient d'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 des grilles de nettoyage à l’entrée et les vider régulièrement ; 3. Pour les turbines hydrauliques équipées de tout dispositif pour véhicules, veiller à remplacer régulièrement les plaquettes de frein et à ajouter de l’huile de frein.
Date de publication : 28 juin 2022
