淺談中小型水電站水輪發電機組的檢修特點

楊忠文

(中國國電集團大寨水力發電廠，云南 曲靖 655800)

1 水輪發電機組的檢修分類

1.1 臨時性的檢修

臨時性的檢修內容主要有：改進自動控制系統、完善設備運行的可靠性、消除轉動部件的異常、改善某些機構的運行狀態，防止設備工作異常引起發電機組的停機事故。臨時性檢修并不是無章可循隨性而為的，中小型水電站應時刻記錄發電機組在運行中遇到的異常狀態和發現的問題，并據此制定出臨時性檢修的規程和計劃表，之后嚴格按照計劃執行。

1.2 計劃性的檢修

計劃性檢修必須要得到電網調度的許可證才能進行。計劃性檢修因檢修程度的不同，又分為小修、大修、擴大修三種。

計劃性小修的周期通常為一年，工期在十天左右。計劃性小修的內容主要包括：零部件檢查、更換配件、預防性測試、定期調整測試等。

計劃性大修周期較長，通常情況下為兩到三年，視具體情況而定，工期大約在一個半月左右。計劃性大修主要解決經計劃性小修和臨時性檢修無法解決的設備故障和缺陷問題。計劃性大修時，需要對某些機構和復雜部件進行拆除，拆除多少視損壞程度而定。一般來說發機組的損壞有經常性損壞和事故損壞兩種。經常性損壞是指由于部件運動時的相互摩擦、泥沙磨損、水流汽蝕、各種振動導致的損壞，經常性損壞一般是可預測的，并且是持續的、漸變的。事故損壞發生的幾率非常小，它不決定檢修的周期。

計劃性擴大修周期最長，通常為三到五年，工期大概為三個月。計劃性擴大修要將發電機組全部拆卸分解，修復或更換運行中所有被磨蝕和損壞的零部件，改善機組經濟、技術指標，提升機組性能，協調機組各個機構之間的聯系。根據調查結果顯示，在高水頭的水電站，水流沖擊較大且含有泥沙，一般一到二年便進行一次計劃性擴大修，因為此時轉輪機構和導水受到嚴重的泥沙磨蝕，不及時修復將引起事故停機。相反，在低水頭的水電站，計劃性擴大修的周期可延至七到八年一次。

2 水輪發電機組的檢修流程

2.1 檢修前期的準備階段

檢修前期的準備階段，一般流程為查閱以往檢修記錄、確定檢修項目、制定檢修技術措施、準備檢修工具和所需材料、安排檢修工期等。

2.2 檢修中期的處理階段

檢修處理的執行階段一般嚴格按照前期制定的工期、標準和檢修項目進行，如需變更必須征得負責人的同意，并補充好相關的施工方案。檢修的結果和試驗數據要作詳細記錄，并同以往的檢修記錄作比較。從比較中看出設備的檢修質量和損壞程度，確定零部件的使用壽命等。

2.3 檢修后期的試驗階段

檢修完畢之后，必須對檢修質量和效果進行評估，以保證機組修后能安全、有效、穩定、經濟地運行。后期的試驗階段包括確保機組的正常運行，其次查看電氣試驗是否嚴格按照標準進行。

3 水輪發電機組的檢修注意事項與新工藝

3.1 注意事項

若沒有特別的需要，盡量避免對機構和某些部件的拆卸，即盡量減少計劃性擴大修的周期，因為各個機構和運行部件都是互相聯系的，任意地拆卸將減少部件的使用壽命，損壞機構的運行狀況。延長檢修的周期同時，要兼顧到零部件的磨損情況和某些機構性能下降的狀況，以及設備的運行風險等。二者兼顧，才能保障發電機組的長期穩定運行。避免全部拆解發電機組，特別是油壓裝置、推力軸承、轉漿式水輪機、自動化原件應盡量避免拆卸。

3.2 檢修新工藝

調整機組中心。對于由彈性支柱的推力軸承，只需將彈性箱視為大彈簧，就可以充分地利用推力軸承有限的徑向搖擺和有限的軸向伸長和壓縮。在此項作業進行中，首先確定好移軸的方向，在水平的方向盡量做好約束，然后用頂絲或者是千斤頂、導軸瓦等將軸向移動的方向頂移過去1mm，再把轉子頂起1到2mm，用來消除彈性箱的一個搖擺彈力，放下；重復幾次便可。彈性箱受力調整。將主軸的中心移好，鏡板的水平控制在一個允許的范圍之內，約束發導、水導，頂起轉子到鏡板稍微離開推力瓦面，調整好測表基準，落下轉子，計算數據，調整好抗重螺栓，再次頂起轉子，然后復核數據。電動盤車措施。鏡板水平、高程、主軸中心都調整好后，置彈性箱于剛性狀態，發導瓦之間的間隙調為0，然后按照正常方式盤車。

4 模糊專家系統在水輪發電機組檢修中的應用

4.1 模糊專家系統的構成

故障診斷模糊專家系統是人工智能方面的重要研究，充分地應用專家的經驗知識，容易擴充和修改，已經廣泛地應用在電力系統部門。模糊專家系統一般由數據庫、知識庫和推理機、征兆提取和征兆轉換、黑板等五部分組成。

數據庫主要是儲存一些必要的和運行中產生的數據信息，為模糊專家系統提供數據支持。

知識庫由規則庫和事實庫兩部分組成。規則庫存放機組運行規格，檢修規程，檢修工程師和運行工程師的經驗。事實庫中存放發電機組的基本參數和設備改造記錄。

推理機即根據當前機組的運行信息和以往的狀況，激活在知識庫中的規格，刷新動態的數據庫，儲存推理軌跡，最終對診斷的結果予以解釋。

征兆信息提取是指對實時能夠檢測到的信息進行分析和選擇，從而提取出對故障反應最為敏感的信息。征兆轉換是為ES推理作基礎的，將征兆信息通過隸屬函數轉化成相應地隸屬度表示。

黑板是儲存中間結果的，并且具備動態的刷新功能能夠指導推理機的工作。

4.2 溫度異常故障事例

水輪發電機組在運行的過程中由于設備運轉和損耗，必然會產生發熱的現象。一般導致溫度升高的因素有機械損耗、磁損耗、電損耗、冷卻系統的不正常工作等。故障模糊專家系統采用面向對象的編程技術，規則采用類的概念進行處理。一般表示為：

RULE1：if(冷卻介質進出口溫差較小)and(發電機定子繞組溫度較高)and(定子鐵芯的溫度較高)then(冷卻效果不良)explan(冷熱風路有短路or冷熱風道隔熱不好)

RULE2：if(冷卻介質進出口溫差較大)and(發電機各部溫度較高)then(造成冷卻風量不足)explan(通風管道堵塞，風阻增加)

RULE3：if(冷卻器進出水的溫差較小)and(發電機各部的溫度較高)and(冷卻介質入口溫度與冷卻器進水溫差較大)then（冷卻效率較低）explan(冷卻器有積污)

RULE4：if(冷卻器進出水溫差較大)and(發電機的溫度較高)and(冷卻介質入口溫度和冷卻器進水溫差較大)then(冷卻水量不夠)explan(冷卻器的通水管道有堵塞)

結論

中小型水電站在電力系統中是一個非常重要的組成部分，定期的檢查和修理是至關重要的。檢修人員和運行人員應當通力合作，權屬明確，充分了解發電機組的運行狀態和發電機的性能特點，以便提早發現機組的故障并予以解決，既要縮小檢修的規模和工期，又要確保機組穩定高效運行。在檢修過程中充分利用現代化技術，能大大縮小檢修的工期，提高檢修的效率，檢修人員應當充分予以重視和運用。

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