劉代山

摘 要：隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，我國建設(shè)的水電工程越來越多，水電工程發(fā)電使用水電機組，但是水電機組在運行過程中不可避免會出現(xiàn)一些故障，為了及時發(fā)現(xiàn)水電機組故障，及時消除故障，確保水電機組安全穩(wěn)定運行，就需要對水電機組狀態(tài)進行檢修。本文詳細分析了水電機組狀態(tài)檢修流程以及關(guān)鍵技術(shù)，旨在確保水電機組安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：水電機組；狀態(tài)檢修；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TV738 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）22-0151-01

當前世界上最先進的設(shè)備檢修管理方式就是設(shè)備狀態(tài)檢修，該檢修管理方式可以有效避免由于計劃檢修造成的設(shè)備過度檢修，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患以及缺陷，從而制定有針對性的措施維護保養(yǎng)設(shè)備，最終為電廠帶來良好的經(jīng)濟效益。水電廠水電機組狀態(tài)檢修不僅對水電廠具有深刻現(xiàn)實意義，能夠確保水電機組安全穩(wěn)定運行，而且對水電廠的長遠發(fā)展具有深遠影響，能夠促進水電廠持續(xù)、快速、健康發(fā)展，因此，本文對水電機組狀態(tài)檢修實施和關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的意義。

1 檢修實施流程

國家電力投資集團早就頒布了意見，明確指出了水電廠開展水電機組狀態(tài)檢修的實施流程，通常是按照設(shè)備系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測、診斷分析、判斷決策、檢修管理和設(shè)備檢修的流程依次進行，從而形成一個有機的閉環(huán)系統(tǒng)。檢修實施過程中的每一個環(huán)節(jié)都會各自獨特的功能和要求，根據(jù)具體的要求選擇合適的工作方法，從水電廠的水電機組的實際運行狀況出發(fā)，明確檢修深度，從而提高水電機組檢修效果。以上分析說明，水電廠水電機組狀態(tài)檢修的核心環(huán)節(jié)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、診斷分析和判斷決策，同時也是確保水電機組狀態(tài)檢修工作順利開展的工作基礎(chǔ)[1]；狀態(tài)檢修的關(guān)鍵部分是檢修管理和設(shè)備檢修評估，同時也體現(xiàn)出了水電廠的具體檢修制度；狀態(tài)檢修的對象是水電機組，重點檢修的是工作量大以及工期長的水電機組。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 系統(tǒng)的集成化

系統(tǒng)集成化指的是設(shè)備運行過程中檢測診斷系統(tǒng)、維護和管理系統(tǒng)的科學(xué)統(tǒng)計，從而有效提高整個系統(tǒng)的性能、效益以及資源利用率。集成化系統(tǒng)化主要集成了信號源、信號輸入、狀態(tài)監(jiān)測、診斷系統(tǒng)以及通訊設(shè)備等設(shè)施。集成化系統(tǒng)核心結(jié)構(gòu)為狀態(tài)監(jiān)測和診斷系統(tǒng)，核心結(jié)構(gòu)裝置對采集的信號進行處理，同時還要科學(xué)監(jiān)測機組狀態(tài)信號，然后進行科學(xué)整理和分析，并且將信息特征科學(xué)提取之后輸入診斷分析系統(tǒng)接受分析診斷，判斷機組運行狀態(tài)，最后根據(jù)診斷結(jié)果科學(xué)制定檢修計劃，供維護人員參考。

2.2 監(jiān)測點的選擇以及布設(shè)

（1）從機組運行的相關(guān)特性出發(fā)，科學(xué)布置監(jiān)測點。布置監(jiān)測點的過程中需要考慮的機組特性有機械特性、水力特性、電氣特性和設(shè)備結(jié)構(gòu)特性，機組的這些特性能夠科學(xué)反應(yīng)出機組運行狀態(tài)、性能以及是否存在潛在故障等。布置監(jiān)測點還需要考慮機組低頻運行狀態(tài)下的機械特性以及機組受到水力和電氣干擾的情況下運行狀態(tài)。對于水輪機和過流部件壓力和脈動的監(jiān)測，則需要參考機組的水力特征進行科學(xué)布置；對于機組發(fā)電時間、匝間以及短路故障的監(jiān)測點，則要參考機組電氣特性和結(jié)構(gòu)來科學(xué)選擇，進而科學(xué)確定機組轉(zhuǎn)子間隙、絕緣程度以及溫度等情況的監(jiān)測點。

（2）優(yōu)化機組監(jiān)測點的布置需要堅持優(yōu)化原則為基本原則。布置監(jiān)測點時要選擇最能反應(yīng)機組運行狀態(tài)的位置布置監(jiān)測點，對于機組的重要部位，則要按照機組的實際運行情況，適當加密監(jiān)測點的布置，從而有效提高設(shè)備檢測的準確性。

2.3 一次傳感元件的選型以及標定

（1）選擇低頻傳感器時，通常要參考水電機組運行設(shè)備的輸出特點選擇一些高輸出性能和高精度的傳感器。原因在于機組運行速度通常較低，這就要求選擇的傳感器頻率要控制在2-200KHZ范圍內(nèi)。

（2）選擇低頻傳感器還可以參考靜態(tài)指標，傳感器靜態(tài)指標主要包括精度、靈敏度、線性度、重復(fù)性、遲滯以及零漂等。傳感器使用過程中調(diào)試和在線標定需要參考靜態(tài)特性指標，從而科學(xué)確定出傳感器靜態(tài)指標曲線。

（3）選擇傳感器還要考慮到周邊使用環(huán)境和條件，傳感器的安全穩(wěn)定運行是機組設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，并且能夠準確反應(yīng)出機組的真實運行狀況。由此可見，周邊環(huán)境和條件對傳感器的選擇影響也很大，如果信號傳輸距離較遠、變化幅度較大、精度要求較高、周邊環(huán)境較差，就需要選擇高輸出和良好動態(tài)性能的數(shù)字式傳感器。

2.4 機組特性信號的獲取及分析

2.4.1 機組信號的獲取

機組信號表現(xiàn)形式有兩種：能量形式和物質(zhì)形式。能量形式的信號主要有振動、溫度、壓力、位移、電壓以及電流等；物質(zhì)形式的信號主要有裂紋、油質(zhì)和煙霧等。提取機組能量形式信號可以參考機組的時域、頻域、幅值域和相位域等；提取物質(zhì)形式的信號可以參考超譜以及探傷分析等物理化學(xué)分析方式得到的數(shù)據(jù)，一般情況下機組的信號特征是通過能量形式表現(xiàn)出來。

2.4.2 機組信號的分析

水電機組設(shè)備通常是大型的旋轉(zhuǎn)式機械設(shè)備，它們大都特性鮮明，這就要求在分析這些設(shè)備信號的過程中需要參考通用機械設(shè)備分析方法和設(shè)備自身特性來進行，單靠任何一種方法分析出來的結(jié)果都不夠準確。

2.5 機組故障類型的確定

水電機組會出現(xiàn)各種各樣的故障，并且體現(xiàn)出了明顯的層次性，因此，在研究預(yù)測機組故障類型、故障原因以及表現(xiàn)形式的過程中，通常將故障分成軸故障、發(fā)電機故障、水輪機故障、過流部件故障、機組固定部件故障等[2]。機組的這些故障層次鮮明，能夠劃分成為多級故障樹，這足以說明多級故障樹存在著明確的因果關(guān)系，可以建立起系統(tǒng)故障診斷模型，從而建立起科學(xué)的專家診斷系統(tǒng)。

3 結(jié)語

綜上所述，水電廠水電機組的狀態(tài)檢修非常重要，不僅能夠及時消除機組故障，確保機組安全穩(wěn)定運行，還能夠避免機組的重復(fù)維修和過度維修，幫助機組維護人員減少工作量[3]。水電機組的狀態(tài)檢修涉及到的方面很多，原因在于水電機組在運行過程中認可類型的故障都有可能出現(xiàn)，機組的檢修并不能一勞永逸，需要維護人員定期按照流程進行檢修，才能夠最大限度提高機組運行的安全可靠性。

參考文獻

[1]李友平，易琳，鄭玉民，黃健.國內(nèi)水電機組狀態(tài)檢修技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2008，（01）：18-19.

[2]劉娟，潘羅平，桂中華，周葉.國內(nèi)水電機組狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀[J].大電機技術(shù)，2010，（02）：58-61.

[3]李平詩.淺淡水電廠的狀態(tài)檢修[J].水力發(fā)電，2002，（02）：20-25.