關(guān)于水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修方式

摘要：隨著計算機(jī)監(jiān)控技術(shù)的普及和不斷提高，為減少水電機(jī)組停機(jī)檢修的時間，提高利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益，開始由傳統(tǒng)的定期檢修向狀態(tài)檢修轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)組；狀態(tài)檢修

近年來隨著計算機(jī)監(jiān)控在水電站的普遍使用和技術(shù)的不斷提高，一些專家提出對今后安裝的大型水輪發(fā)電機(jī)組不再搞定期檢修，而實行狀態(tài)檢修，以減少機(jī)組停機(jī)時間，提高利用率，發(fā)揮更大經(jīng)濟(jì)效益。定期檢修是大多數(shù)水電站水輪機(jī)組采用的檢修方式，從“定期檢修”逐步過渡到“狀態(tài)檢修”，是水電站機(jī)組檢修發(fā)展的方向，也是實施“無人值班” 實現(xiàn)水電站現(xiàn)代化的必然結(jié)果。目前，部分電站已經(jīng)安裝了振動在線監(jiān)測設(shè)備并已投入運(yùn)行，有的電站正準(zhǔn)備安裝。水電機(jī)組在線監(jiān)測設(shè)備的研制，國內(nèi)已有十余年的歷史，有的產(chǎn)品的質(zhì)量和性能已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，可以滿足在線檢測的需求。雖然我國在狀態(tài)檢修上應(yīng)用較晚，但是由于各行各業(yè)的廣泛需求，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

一、狀態(tài)檢修的定義

所謂水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修，就是采用計算機(jī)監(jiān)控專家系統(tǒng)對水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況及參數(shù)進(jìn)行全面記錄、監(jiān)視、檢測、分析和預(yù)測。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時，合理科學(xué)地做出判斷或診斷，并提供可靠的報告，以作為水輪發(fā)電機(jī)組檢修的依據(jù)，此時對水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行有針對性的檢修，以保證機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定。要實現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修，需事先確定一個標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)的變化達(dá)到或超過這個標(biāo)準(zhǔn)時，就確定對該設(shè)備進(jìn)行檢修。而判斷是否需要檢修所需要的標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格講，需要對每個設(shè)備及每個設(shè)備的每項參數(shù)或指標(biāo)都加以規(guī)定。到底什么指標(biāo)決定檢修或決定檢修的規(guī)模，需視具體情況而定。

目前，狀態(tài)檢修在國內(nèi)水電系統(tǒng)現(xiàn)仍處在起步階段，還不成熟、缺少經(jīng)驗，還有很多研究性的工作要做，對此我們要有清醒的認(rèn)識。定期檢修已執(zhí)行了很多年，要實現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)檢修也是有風(fēng)險的，如果執(zhí)行狀態(tài)檢修不如想象中那樣，可能會產(chǎn)生很多意想不到的后果。安全第一，是保證經(jīng)濟(jì)效益的前提，因此對狀態(tài)檢修要有一個嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，能給水電站機(jī)組的安全運(yùn)行提供保證，否則，狀態(tài)檢修就會失去意義。

二、狀態(tài)檢修的原理

狀態(tài)檢修的原理建立在設(shè)備故障具有征兆的基礎(chǔ)上，也就是故障不會無緣無故的發(fā)生。如果我們可以利用先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備在故障發(fā)生前就發(fā)現(xiàn)這些信號，并在計算分析的基礎(chǔ)上對這些還沒發(fā)生的故障及時作維修處理，那么就可以避免故障的發(fā)生，減少事故造成的損失。因此狀態(tài)檢修概念，就是利用監(jiān)測設(shè)備收集到的目標(biāo)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)與正常數(shù)據(jù)之間的對比，對設(shè)備的故障進(jìn)行分析預(yù)測，并制定相應(yīng)的診斷措施，將設(shè)備故障帶來的不利影響降低最低到限度，因此在水輪發(fā)電機(jī)組應(yīng)用狀態(tài)檢修方式，可以及時準(zhǔn)確的檢測到水輪發(fā)電機(jī)組中設(shè)備故障，并制定出針對性的檢修方案。

三、狀態(tài)檢修相對于定期檢修的優(yōu)勢

3.1.增強(qiáng)設(shè)備的安全性。

在水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)用狀態(tài)檢修，由于狀態(tài)檢修能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的征兆，并做出相應(yīng)的診斷策略，所以能夠避免設(shè)備故障的發(fā)生，并消除故障帶來的危險，因此保障了水輪發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。同時狀態(tài)檢修可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障，也就是判斷故障的位置，因而可以有效防止檢修位置錯誤對于相關(guān)設(shè)備的不利影響，一定程度上也起到了保護(hù)設(shè)備安全的作用。

3.2.降低設(shè)備維修成本。

傳統(tǒng)的定期檢修由于缺乏檢修重點(diǎn)和目的性，往往要耗費(fèi)大量的人力物力。但是在水輪發(fā)電機(jī)組檢修中應(yīng)用狀態(tài)檢修方法，可以根據(jù)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)，做出切合實際的針對性方案，在縮小檢修范圍的前提下，提高檢修的準(zhǔn)確性，因而可以減少人力和物力上的投入，并減少沒有目的和重點(diǎn)的檢修次數(shù)，降低了維修成本同時還能夠促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3.3.延長設(shè)備使用壽命。

狀態(tài)檢修不僅可以提高設(shè)備的安全性，由于對故障的準(zhǔn)確預(yù)測和診斷，因此還可以減少檢修次數(shù)和范圍，這在一定的程度上增加了設(shè)備的使用壽命。因為水輪發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，對零件質(zhì)量有著更高的要求，但是實踐中每一次檢修都可能造成設(shè)備零件受到損傷，因此應(yīng)用狀態(tài)檢修并減少檢修次數(shù)和范圍，也就意味著降低了設(shè)備尤其是零件的損耗，所以狀態(tài)檢修相對于定期檢修，可以顯著延長設(shè)備的使用壽命。

四、水輪發(fā)電機(jī)組實施狀態(tài)檢修的關(guān)鍵部分

根據(jù)狀態(tài)檢修的原理，并結(jié)合水輪發(fā)電機(jī)組的檢修目標(biāo)和要求，水輪發(fā)電機(jī)組實施狀態(tài)檢修的關(guān)鍵部分可以分為兩個方面，分別是狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和分析診斷系統(tǒng)。

4.1.狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，對于設(shè)備狀態(tài)信息的監(jiān)測，是分析診斷系統(tǒng)發(fā)出命令的重要參考。在水輪發(fā)電機(jī)組中，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)主要監(jiān)測發(fā)電機(jī)運(yùn)行振動、擺度、溫度電流、電壓等狀態(tài)、絕緣狀態(tài)、調(diào)速器、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、輔機(jī)工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，通過以上主要設(shè)備狀態(tài)信息的收集，實現(xiàn)對水輪發(fā)電機(jī)組整體狀態(tài)的掌控。具體在檢測部位和數(shù)量的布置上，一方面要考慮檢測設(shè)備的實際情況，選擇連接點(diǎn)以及信號敏感的等關(guān)鍵部位，可以起到適當(dāng)縮減監(jiān)測數(shù)量的目的。另一方面要根據(jù)設(shè)備故障發(fā)生的歷史信息，對于故障多發(fā)的設(shè)備要增加監(jiān)測部位和數(shù)量，對于收集的設(shè)備數(shù)據(jù)和信號信息，要及時記錄和存儲，并且立即傳達(dá)給分析診斷系統(tǒng)。

4.2.分析診斷系統(tǒng)。

為了可以對設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析診斷，該分析診斷系統(tǒng)首先要建立正常運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫，以便和收集到的設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行比較分析，并且分析診斷系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保存設(shè)備故障的歷史信息，對于故障多發(fā)的設(shè)備要向狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出強(qiáng)化監(jiān)測的指令。在以上數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，分析診斷系統(tǒng)還需要依靠強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)，建立相應(yīng)的故障模型，將實時狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模型中參數(shù)，并利用相關(guān)的計算方法，一般包括統(tǒng)計、邏輯判斷法以及對比法等計算診斷方法，從而準(zhǔn)確的預(yù)測設(shè)備故障發(fā)生的位置和時間，為水輪發(fā)電機(jī)組的檢修工作制定出及時準(zhǔn)確的措施。

五、水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行狀態(tài)檢修的設(shè)想

在以上狀態(tài)檢修組成部分的分析基礎(chǔ)上，筆者對水輪發(fā)電機(jī)組中的狀態(tài)檢修進(jìn)行了設(shè)想。以下以某省水電站為例，在水輪發(fā)電機(jī)組中，狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具體可以分為振動監(jiān)測、發(fā)電機(jī)絕緣監(jiān)測、發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、軸承監(jiān)測以及水輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測等主要組成部分。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和分析診斷系統(tǒng)相連接，并及時將有關(guān)檢修方案傳達(dá)給相應(yīng)的檢修部門，檢修部門在進(jìn)行設(shè)備檢修之后，再講有關(guān)檢修報告反饋給分析診斷系統(tǒng)，以便為下次檢修做出參考，通過該檢修模式，一方面可以保持設(shè)備故障問題可以及時得到處理，另一方面依據(jù)檢修信息的反饋可以為狀態(tài)監(jiān)測提供一定的參考，促進(jìn)狀態(tài)監(jiān)測的科學(xué)性和合理性。

結(jié)語

在今后的水輪機(jī)組中要積極應(yīng)用狀態(tài)檢修，發(fā)揮狀態(tài)檢修可以及時準(zhǔn)確檢測故障并診斷處理故障的優(yōu)勢，促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行，推進(jìn)發(fā)電企業(yè)取得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡介；

曾東（1985.11-），男，河南新縣人，西華大學(xué)工程碩士，工程師。