水力發電設備運行狀態故障分析與檢修

孔顏明

摘 ?要：水力發電設備的正常運行，直接關系到社會穩定發展。隨著科技技術的不斷提升，水力發電設備結構更加復雜多樣，這使得設備運行中存在的故障因素也更多。這些不利因素嚴重阻礙了設備的順利運轉，若不加以處理，則會縮短設備使用壽命。為此，必須要合理分析水力發電設備的運行狀態故障，并采取對應的檢修技術。

關鍵詞：水力發電設備;運行狀態;故障分析;檢修技術

為了保障水力發電設備的正常運轉，必須要制定完善的檢修方案，應用動態化監測技術，及時找到發生故障的部位及引發原因，進而實施針對性的處理措施，推動我國水力事業的健康發展。

一、水力發電設備運行狀態故障檢修的必要性

多年來，我國水力發電設備檢修方案一直遵循了預防為主、事前控制的方法，但是這種檢修方法是建立在工作人員經驗和相關理論基礎上的。若檢修人員對于先進設備實際運轉狀況考慮較少，工作中存在一定偏差，則會使得檢修工作存在盲目性、隨意性，進而延長了檢修時間，增加了檢修成本。而當前越來越多的大電網、高壓電等建立，使得傳統的檢修模式無法滿足電力行業發展需求。尤其是科技技術水平的不斷提升，使得水力發電設備朝著自動化、智能化的方向發展，若設備已經發生了故障，工作人員盲目的大拆大換，則會造成人力、財力消耗增加，也降低了機組的可用率，進而降低了電力公司的經濟效益和社會效益。

二、水力發電設備相關故障預測

如上述所說，當前大部分檢修工作主要遵循了事前預防的原則，為此檢修人員必須要對水力發電設備的相關故障合理預測，采取相關設備對各項參數和運行狀態動態監控，由此能夠及時找到引發故障的相關因素，降低故障風險發生幾率。

（一）對機器設備的故障預測

水力發電機器設備的正常運轉有助于保障整個電網的高效工作，所以機器設備必須要具有一定的穩定性、可靠性。為此，檢修人員應定期對機器設備展開全方位的檢測和維護，及時找到其中存在的潛在威脅，采取處理措施將風險遏制在苗頭中，進而延長機器設備的使用時間和壽命。通常情況下，檢修人員可以采取如下兩種方案進行預測，其一，針對性的對機器設備出現的故障和維修期間間隔進行分析，但是這種方法具有較大的缺陷，如信息收集不夠完全，未能考慮到外部環境變化，所以預測結果準確性還有很大提升空間;其二，判斷機器設備故障的來源，通過統計相關檢測數據進行分析，確定設備故障產生的原因。檢測人員可以將上述兩種模式綜合起來應用，能夠進一步提高故障檢測結果的準確性和科學性，不放過任何一個潛在風險隱患。

（二）對工作中產生的振動故障預測

為了確保水力發電設備的順利運轉，檢測人員需要對其運轉中產生的振動故障展開預測，通常情況下，可以采取如下三種方法。其一，全面把握設備的各項參數、性能，了解設備的運轉機理，并在合適的地點對其測試，獲得相關檢測數據，檢驗數據的準確性，避免數據之間存在較大誤差，由此展開合理的判斷和分析;其二，針對設備中的振動點深入了解，計算振動相關數值，測量軸承和水力機械等相關部分，由此能夠輔助檢修人員全面了解不同條件下設備運轉的振動情況，獲得精確數值;其三，檢修人員可以多次對設備展開具體的實驗操作，結合工作經驗獲得準確數據，而后對數據進行綜合分析，獲得最終符合標準的實驗效果[1]。

三、水力發電設備故障檢修操作步驟

（一）信息收集和分析

在水力發電設備故障檢修過程中，檢修人員應應用信息技術對設備運行的歷史數據和當前數據全面收集，綜合進行對比和分析，結合設備信息參數，由此判斷設備的運行狀態處于何種等級下，為后續的檢修工作做好鋪墊。

（二）評估設備

通過科學的評估工作，有助于提升設備運行故障的檢修結果和效率。檢修人員將不同設備的檢修工作劃分為不同等級，基于故障的嚴重程度先后一一對設備急性檢修。采取針對性的檢測方法，制定完善的檢修計劃，進而將可能發生的負面影響降到最低，也能給其他設備的檢修工作帶來便利。

（三）選擇科學的監測方法和頻率

1.監測方法的選擇。通常情況下，檢修人員可以將水力發電設備的狀態監測劃分為離線和在線兩種模式。對于大部分地區的水力發電廠來說，較為常見的發電機組都是由DIS系統構成的，而汽輪機是由TSI系統構成的，且這兩種都屬于在線監測設備[2]。檢修人員依托于信息設備，對各項參數實時監測，能夠第一時間掌握設備故障發生的位置。同時，檢修人員對各項數據進行統計分析，整理和記錄相關信息形成文案資料，有助于檢修工作的參考對比。此外，在線檢測的方法主要是針對設備的次狀態進行檢修。

2.監測頻率的選擇。檢修人員在工作時，需要全面、充分的考慮到設備在整體系統中的重要性，同時了解故障因素和應急水平，由此有效的提升設備的檢修次序，結合工作經驗先后排列檢修部位，提高檢修工作的合理性。一般來說，依據故障設備的P-F間隔，設定監測頻度，在每個間隔中還要確定10個監測點[3]。但是受到多方面因素的影響，如技術限制等，需要靈活調整監測頻度，以能發揮監測效果。與此同時，監測設備在開始運轉中檢修人員還要適當提高其監測頻度，隨著時間的推移，設備運轉逐步步入正軌，則可以適當減少監測頻度，針對發生的故障采取對應的應急措施，對故障部位進行維修，保證設備的正常運轉狀態。

（四）故障檢修與診斷

主要是指檢修人員借助監測儀器，對水力發電設備產生故障前后的數據進行統計對比，找到其中的變化規律，由此判斷故障發生的位置、類別、嚴重程度，輔助檢修人員制定科學、經濟的檢修方案。

（五）檢修決策

檢修人員完成了設備的故障診斷工作之后，需要及時解決故障部位存在的問題，探究引發故障的深層次原因，消除潛在隱患，避免故障反復發生。立足于數理統計和隨機過程理論等基礎上，對于狀態檢修決策模型要進一步完善優化，如隨機濾波模型、PHM模型、PIM模型等。

（六）技術與管理體制革新

一方面，水力發電企業應加大對檢修人員的培訓教育力度，幫助其掌握更多的先進理論知識和操作技能，了解新型的自動化設備，確保其能熟練掌握在線監測和故障診斷技術，為設備的健康運行提供保障。另一方面，定期要求檢修人員對工作中出現的問題和工作經驗進行總結，搭建交流平臺，引導檢修人員互相學習討論，實現共同進步。針對不同發電設備中存在的問題，討論針對性的檢修技術，進一步完善故障檢修技術，將風險隱患降到最低。此外，發電企業還要在現有的基礎上完善規章制度，制定獎懲措施，要求檢修人員嚴格按照相關流程操作，規范檢修人員的工作行為。將檢修人員的薪資待遇和工作績效掛鉤，不斷激發檢修人員工作積極性，提高檢修效率和質量。

結語：水力發電行業的快速發展，對于故障檢修工作提出了更高要求。檢修人員必須要對水力發電設備的實時運行狀態展開動態化監控，綜合分析檢測數據，找到引發故障的原因，針對性的解決問題，循序漸進的提高檢修效率和質量，為電力企業帶來更高的經濟效益，創造出更多的社會價值。

參考文獻：

[1]郭甜.水力發電設備運行狀態中的故障和診斷技術要點[J].中國戰略新興產業，2021（22）：149-150.

[2]劉丹.水力發電設備的運行狀態故障及檢修技術分析[J].區域治理，2020（48）：152-153.

[3]李鐵軍.水力發電設備運行狀態故障分析與檢修策略[J].大科技，2020（35）：157-158.