芻議水電機組狀態檢修實施及關鍵技術

劉代山

摘 要：隨著電力行業的快速發展，我國建設的水電工程越來越多，水電工程發電使用水電機組，但是水電機組在運行過程中不可避免會出現一些故障，為了及時發現水電機組故障，及時消除故障，確保水電機組安全穩定運行，就需要對水電機組狀態進行檢修。本文詳細分析了水電機組狀態檢修流程以及關鍵技術，旨在確保水電機組安全穩定運行。

關鍵詞：水電機組；狀態檢修；關鍵技術

中圖分類號：TV738 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0151-01

當前世界上最先進的設備檢修管理方式就是設備狀態檢修，該檢修管理方式可以有效避免由于計劃檢修造成的設備過度檢修，能夠及時發現設備存在的安全隱患以及缺陷，從而制定有針對性的措施維護保養設備，最終為電廠帶來良好的經濟效益。水電廠水電機組狀態檢修不僅對水電廠具有深刻現實意義，能夠確保水電機組安全穩定運行，而且對水電廠的長遠發展具有深遠影響，能夠促進水電廠持續、快速、健康發展，因此，本文對水電機組狀態檢修實施和關鍵技術的研究具有非常重要的意義。

1 檢修實施流程

國家電力投資集團早就頒布了意見，明確指出了水電廠開展水電機組狀態檢修的實施流程，通常是按照設備系統、狀態監測、診斷分析、判斷決策、檢修管理和設備檢修的流程依次進行，從而形成一個有機的閉環系統。檢修實施過程中的每一個環節都會各自獨特的功能和要求，根據具體的要求選擇合適的工作方法，從水電廠的水電機組的實際運行狀況出發，明確檢修深度，從而提高水電機組檢修效果。以上分析說明，水電廠水電機組狀態檢修的核心環節是設備狀態監測、診斷分析和判斷決策，同時也是確保水電機組狀態檢修工作順利開展的工作基礎[1]；狀態檢修的關鍵部分是檢修管理和設備檢修評估，同時也體現出了水電廠的具體檢修制度；狀態檢修的對象是水電機組，重點檢修的是工作量大以及工期長的水電機組。

2 關鍵技術

2.1 系統的集成化

系統集成化指的是設備運行過程中檢測診斷系統、維護和管理系統的科學統計，從而有效提高整個系統的性能、效益以及資源利用率。集成化系統化主要集成了信號源、信號輸入、狀態監測、診斷系統以及通訊設備等設施。集成化系統核心結構為狀態監測和診斷系統，核心結構裝置對采集的信號進行處理，同時還要科學監測機組狀態信號，然后進行科學整理和分析，并且將信息特征科學提取之后輸入診斷分析系統接受分析診斷，判斷機組運行狀態，最后根據診斷結果科學制定檢修計劃，供維護人員參考。

2.2 監測點的選擇以及布設

（1）從機組運行的相關特性出發，科學布置監測點。布置監測點的過程中需要考慮的機組特性有機械特性、水力特性、電氣特性和設備結構特性，機組的這些特性能夠科學反應出機組運行狀態、性能以及是否存在潛在故障等。布置監測點還需要考慮機組低頻運行狀態下的機械特性以及機組受到水力和電氣干擾的情況下運行狀態。對于水輪機和過流部件壓力和脈動的監測，則需要參考機組的水力特征進行科學布置；對于機組發電時間、匝間以及短路故障的監測點，則要參考機組電氣特性和結構來科學選擇，進而科學確定機組轉子間隙、絕緣程度以及溫度等情況的監測點。

（2）優化機組監測點的布置需要堅持優化原則為基本原則。布置監測點時要選擇最能反應機組運行狀態的位置布置監測點，對于機組的重要部位，則要按照機組的實際運行情況，適當加密監測點的布置，從而有效提高設備檢測的準確性。

2.3 一次傳感元件的選型以及標定

（1）選擇低頻傳感器時，通常要參考水電機組運行設備的輸出特點選擇一些高輸出性能和高精度的傳感器。原因在于機組運行速度通常較低，這就要求選擇的傳感器頻率要控制在2-200KHZ范圍內。

（2）選擇低頻傳感器還可以參考靜態指標，傳感器靜態指標主要包括精度、靈敏度、線性度、重復性、遲滯以及零漂等。傳感器使用過程中調試和在線標定需要參考靜態特性指標，從而科學確定出傳感器靜態指標曲線。

（3）選擇傳感器還要考慮到周邊使用環境和條件，傳感器的安全穩定運行是機組設備在線監測系統安全穩定運行的關鍵，并且能夠準確反應出機組的真實運行狀況。由此可見，周邊環境和條件對傳感器的選擇影響也很大，如果信號傳輸距離較遠、變化幅度較大、精度要求較高、周邊環境較差，就需要選擇高輸出和良好動態性能的數字式傳感器。

2.4 機組特性信號的獲取及分析

2.4.1 機組信號的獲取

機組信號表現形式有兩種：能量形式和物質形式。能量形式的信號主要有振動、溫度、壓力、位移、電壓以及電流等；物質形式的信號主要有裂紋、油質和煙霧等。提取機組能量形式信號可以參考機組的時域、頻域、幅值域和相位域等；提取物質形式的信號可以參考超譜以及探傷分析等物理化學分析方式得到的數據，一般情況下機組的信號特征是通過能量形式表現出來。

2.4.2 機組信號的分析

水電機組設備通常是大型的旋轉式機械設備，它們大都特性鮮明，這就要求在分析這些設備信號的過程中需要參考通用機械設備分析方法和設備自身特性來進行，單靠任何一種方法分析出來的結果都不夠準確。

2.5 機組故障類型的確定

水電機組會出現各種各樣的故障，并且體現出了明顯的層次性，因此，在研究預測機組故障類型、故障原因以及表現形式的過程中，通常將故障分成軸故障、發電機故障、水輪機故障、過流部件故障、機組固定部件故障等[2]。機組的這些故障層次鮮明，能夠劃分成為多級故障樹，這足以說明多級故障樹存在著明確的因果關系，可以建立起系統故障診斷模型，從而建立起科學的專家診斷系統。

3 結語

綜上所述，水電廠水電機組的狀態檢修非常重要，不僅能夠及時消除機組故障，確保機組安全穩定運行，還能夠避免機組的重復維修和過度維修，幫助機組維護人員減少工作量[3]。水電機組的狀態檢修涉及到的方面很多，原因在于水電機組在運行過程中認可類型的故障都有可能出現，機組的檢修并不能一勞永逸，需要維護人員定期按照流程進行檢修，才能夠最大限度提高機組運行的安全可靠性。

參考文獻

[1]李友平，易琳，鄭玉民，黃健.國內水電機組狀態檢修技術現狀分析[J].水電自動化與大壩監測，2008，（01）：18-19.

[2]劉娟，潘羅平，桂中華，周葉.國內水電機組狀態監測和故障診斷技術現狀[J].大電機技術，2010，（02）：58-61.

[3]李平詩.淺淡水電廠的狀態檢修[J].水力發電，2002，（02）：20-25.