水電廠水電機組運行設備狀態檢修的實施及技術分析

鄭英

【摘要】水力發電是國家的基本發電形式之一。水電站機組的運行在很大程度上決定了水電廠的正常運行。本文主要根據水輪機設備的操作在中國擁有和管理方法的特點，簡要介紹是開展設備狀態檢修，并介紹了水電站運行維護水電廠的關鍵技術。

【關鍵詞】水電機組；狀態檢修；關鍵技術

引言

設備狀態檢修是目前非常先進的設備維修管理模式，它可以避免由于過度的保養和維修等問題而引起的設備維修，并能迅速、及時發現設備缺陷和隱患，從而更有針對性的對設備進行維護保養，可以為更好的為電廠的經濟效益。因此，檢修模式狀態檢測單元是根據現有水電研究設備和診斷系統的實際情況，對水電廠設備診斷和維修效率的提高起到非常重要的作用。設備狀態維修是一種國際先進的維修管理模式，可以有效地克服過度保養或維修造成的設備維修和設備運行中存在的缺陷問題，維修設備，電廠和電網將帶來顯著的經濟效益和社會效益。因此，在現有的單位，特別是大型水輪發電機組的設備的基本操作，基于設備狀態監測與診斷系統的維護模式的實施研究，實現水電廠運行設備的診斷與維護的有效管理是一個非常重要的任務。

1、 水電廠實施狀態檢修中存在的問題

經過近30年的研究和探索，我國水電廠的狀態檢修已從計劃檢修轉向維護系統的預測，取得了一定的成果。然而，我國水電機組狀態檢修起步較晚，在實施過程中還存在一些亟待解決的問題。（1）雖然許多水電廠都配備了較為完善的信息系統和管理系統，但也配備了檢測診斷系統，但現在的問題是從技術和系統功能上相對獨立，缺乏必要的聯系。根據系統的相應特點，按照信息交換和資源共享的原則，形成良好的系統接口，形成系統集成系統。（2）從現階段起，許多配備在線監測系統功能的水電站相對單一，主要功能有：狀態監測、數字顯示、報警、趨勢顯示等。雖然有些系統可以進行一些信號分析，但它們缺乏識別特征信號的能力。水電機組狀態檢修監控系統不僅能采集和存儲信號，而且具有信號提取、識別和分析能力，能夠反映設備運行狀態。（3）水電機組狀態檢修的基礎是狀態監測與診斷系統。有些水電站的系統不符合這一原則，系統沒有監測、診斷和預報的功能。在自動診斷和維護模式中，大多數仍處于會診和診斷階段，需要研究高可靠性、高精度的專家診斷系統。（4）監測點布設應根據機組的類型、水頭、速度和結構確定，并根據這些內容確定信號的頻率和周期。但現階段的問題是，許多監測都是照搬其他單位的布局形式，與實際情況不符。

2、 水電機組狀態檢修實施中的關鍵技術

2.1 系統的集成化

系統集成是指所謂的設備監控與診斷系統的運行，維護管理系統以統一的形式、高性能、高效率和較高的利用率為整個系統的整體優勢。該系統主要包括信號源、信號輸入、狀態監測、診斷系統、信號通信、維修管理和調度等。對狀態監測與診斷系統的布局的主要結構，主要通過設備狀態監測裝置的相關信號的采集和處理，必要的整理設備狀態信號的同時檢測分析，并提取對應于預測和診斷的必要性和分析診斷系統的輸入的特點，確定運行狀態的裝置情況，并制定相應的管理決策的維護計劃。

2.2 監測點的選擇以及布設

監測點位的布設應滿足機組運行相關的主要特點包括：力學性能、水力特性、電氣特性、設備結構等，這些特征可以直接反映機組狀態，性能的水輪機和相應的故障等。在測試點的選擇和設計過程中，液壓和電氣干擾因素的低頻運行的機械特性根據單元和單元系統，相應的監測點（包括振動監測，監測單位監測間隙和擺動等）的選擇；根據機組水力特性確定監測點水輪機和壓力脈動及流量元件；根據水電機組的結構特點與電氣特性選擇替換，把發電機短路故障的監測，可以清晰的空氣間隙，轉子絕緣和溫度測點，監測點布設優化。監測點布設的最基本原則是最優化原則。在布置監測點時，應選擇最具代表性、最能反映設備運行故障的監測站。對于非常重要的設備或相應的操作參數，可根據裝置的實際運行情況確定監測點布設的加密區域，提高設備監控的準確性。

2.3 一次傳感元件的選型以及標定

（1）高精度、低頻傳感器選擇輸出性能高，根據機組設備的輸出特性（低頻隨機信號）的速度，因為單位一般都比較低，因此傳感器的頻率響應在0-200kHz范圍控制。（2）傳感器的選擇和校準可以通過靜態指示器進行。這種靜態指標包括：傳感器的精度、靈敏度、線性度、重復性、滯后性和零點漂移等。在傳感器的使用過程中，需要根據靜態特性指標進行在線調試和校準，以確定傳感器的靜態標定曲線。（3）根據使用條件和周圍環境選擇傳感器。良好的機組運行在線監測系統所需的傳感器可以安全穩定、耐用可靠，能夠準確反映設備在使用過程中的實際運行情況，因此根據使用情況和環境條件確定傳感器的選擇。例如，通過監測信號的傳輸距離，大幅度和高精度，要求使用相對較差的位置來選擇傳感器具有良好的動態特性時，輸出的數字高。

2.4 機組故障類型的確定

水電機組運行故障復雜多樣，具有一定的水平，因此，在研究、預測和診斷過程中，應分析故障類型、原因及相應的表現形式。一般情況下，機組的故障將分為幾種類型，包括：軸承和軸故障、發電機運行故障、水輪機過流部件故障、機組固定部件故障等。這些故障類型可分為層，最后形成多層故障樹。用故障樹表示故障之間的因果關系。故障樹的建立有利于建立系統故障診斷模型，有利于專家系統診斷模型的形成。

3、 結束語

水電是該國最重要的發電模式之一。水電機組的運行在很大程度上決定了發電機組的可靠性和穩定性。因此，水電站應改變傳統的計劃檢修模式，通過水電機組狀態檢修提高水電廠的相關設備的診斷與維護的效率，從而保證了機組的正常的運行。

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