水輪發電機維護、檢修系統的關鍵技術分析

【摘要】隨著社會的不斷發展和進步，人們的生產和生活對于能源的需求量也在逐漸的增多，發掘新型能源，運用水力發電能夠為國家和社會的可持續發展帶來巨大的幫助和支持。本文中作者提出了以物聯網技術和全息譜分解技術為主要中心的檢修系統設計方案，從而對水輪發電機進行維護和檢修，同時對方案進行了實際的論證，希望能夠為水力發電的發展帶來幫助。

【關鍵詞】維護；檢修；關鍵技術；分析

近些年來，我國的水電事業發展速度迅猛，為了能夠更好的達到使用的要求，水輪機的機組不斷的向著容量大、尺寸大的方向發展，但是隨之而來的也出現了一系列的問題，過大的機組使得剛度不斷的降低，給水輪機工作中的穩定性和可靠性帶來了巨大的挑戰。為了能夠在在水輪機運行的過程中保證足夠的平穩和可靠，同時在面對水輪機故障時能夠快速的進行處理，最終將損失降到最低，我們就必須要對水輪機的檢修工作提起重視。

一、水輪發電機維護、檢修系統存在的問題

首先，檢修系統在對水電機組進行故障診斷的過程中可供參考的數據較為單一，這樣就會造成檢修系統對故障的判斷不夠全面，極易出現誤判，所以說必須要增加故障針對可供參考的數據來源，綜合評價故障和問題點，提高診斷的準確率；另外，目前對水輪發電機的健康狀態的評價過于模式化，對于實際情況和經驗的參考明顯不足，這樣就會使得系統中的數據庫不夠全面，診斷的結果只能供我們參考，不夠準確和全面。

二、水輪發電機維護、檢修系統關鍵技術分析

1.以物聯網的傳感為核心對水輪發電機進行狀態監測的技術分析

在設計中我們需要盡可能的將數據采集單元設置為單元化和模塊化，同時還要運用自適應鎖相環技術，這樣不僅能夠讓配置工作和處理更能更加的靈活，還可以降低信號泄露和柵欄效應所帶來的影響，使最終采集的數據更加的合理和準確；另外，本系統中使用了定位技術和ZigBee 技術來作為無線數據的通訊手段。其中定位技術能夠實現與監控終端和上位機的連接，而ZigBee 技術則作為雙向的網絡傳輸技術，特點主要是能耗低、傳輸速率高。

2.以全息譜分解、大數據支撐對水輪發電機進行故障診斷的技術分析

在水輪發電機維護、檢修系統中故障診斷模塊起到了至關重要的作用，目的在于依靠數據庫和相關案例的儲備對狀態監測時出現的數據進行快速、準確的分析，從而實現對水輪發電機組故障的診斷，并將現有數據與歷史數據和儲備庫中的案例進行比對和分析，從而給出最為有效、徹底的解決方案和措施。實例分析：如下圖所示為某水電站單機容量為500MW 的水輪機，通過狀態監測獲得的壓力脈動變化的監測結果。依據水輪機組的工作原理來對其壓力脈動實施動態監測，一旦脈動負荷出現偏差較大的現象時，就會使水輪機頂蓋遭到震動，因此，在水輪機組的蝸殼、尾水錐管以及頂蓋處分別進行壓力脈動傳感器的布置。依據全息譜分解技術對數據進行分析和處理，發現水輪機頂蓋處有異動，因此采取以下措施：第一先對其負荷值進行改變，并對水輪機頂蓋（A/B）、蝸殼及尾水錐管處的信號進行監測，由此得出壓力脈動變化值與負荷之間的關系，發現4 個監測點的負荷值下時頻分布規律基本穩定。第二，采用加窗平均周期圖全息譜分解分析，發現機組并沒有其他特殊頻帶，由此可得出頂蓋異動原因與信號異常無關。然后對壓力脈動前后變化的比值進行分析，發現其已經超出了數據庫中所存儲的壓力脈動合同保證值，且當>500MW時出現異常，因此可得知，正因壓力脈動的負荷發生了較大偏移，從而導致頂蓋振動超出保證值。

三、總結

根據全文我們不難看出，水輪發電機對于水力發電來說非常的重要，是實現水力發電最為重要的設備，積極開展對水力發電機的在線監測和故障診斷系統的正向研究對于提高水力發電工作的效率和確保水力發電的正常運行起到了非常重要的幫助。

參考文獻：

[1]蔡強. 水輪發電機檢修系統的關鍵技術[J]. 大科技， 2016（34）.

[2]陳曉山， 賴喜德， 劉小兵. 水輪發電機組檢修的計算機仿真系統開發[J]. 西南交通大學學報， 2014， 39（2）：234-238.

作者簡介：羅啟（1978-10），男，漢，四川省巴中市平昌縣名族，電氣助理工程師，本科， 水利水電，四川巴河水電開發有限公司 .