國網(wǎng)新源控股有限公司檢修分公司 吉林 吉林 132011

正文：

近年來，我國的中小型抽水蓄能電站的設(shè)備檢修通常都是采用預(yù)防性的檢修方式，即按照規(guī)定進(jìn)行周期性檢查，消除機(jī)組中存在的故障隱患，預(yù)防事故的發(fā)生。但是定期檢修存在一個(gè)弊端，不斷機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)是否良好都要進(jìn)行周期性的檢查，需要做停機(jī)處理，這樣會(huì)造成人力以及物力的浪費(fèi)，造成很多潛在的問題無法發(fā)現(xiàn)。零件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，進(jìn)行全部檢修工作量巨大，有時(shí)甚至?xí)⑦\(yùn)行良好的機(jī)組檢修出問題，釀成事故的發(fā)生。因此，采用狀態(tài)檢修的方法，在維修之前做好充分的準(zhǔn)備，能夠知曉發(fā)生故障的部件位置所在，帶有很強(qiáng)的目的性，與計(jì)劃性檢修的盲目性截然不同，能夠提高工作效率，節(jié)省檢修成本。

1. 抽水蓄能電站

1.1 抽水蓄能電站的工作原理

抽水蓄能電站的工作原理為：抽水蓄能電站中的上水庫主要用于儲(chǔ)存水量，負(fù)荷低峰將水儲(chǔ)存在庫中，負(fù)荷高峰進(jìn)行發(fā)電；輸水系統(tǒng)作為抽水蓄能電站的重要設(shè)備，需要將下水庫中的水輸送到上水庫中，然后再通過發(fā)電的形式將上水庫中的水輸送到下水庫中；而廠房則是存儲(chǔ)蓄能機(jī)組與發(fā)電設(shè)備的重要場(chǎng)所。國家在大力建設(shè)智能電網(wǎng)的背景下，抽水蓄能電站占據(jù)的優(yōu)勢(shì)在整個(gè)智能電網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，主要的優(yōu)勢(shì)有發(fā)電功能、調(diào)峰填谷功能、調(diào)頻功能、調(diào)相功能、事故備用功能以及黑啟動(dòng)功能。與常規(guī)的水電廠相比，抽水蓄能電站的容量大、轉(zhuǎn)速快、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的相關(guān)要求，在電負(fù)荷的集中地區(qū)，抽水蓄能機(jī)組啟停次數(shù)多，因具有啟動(dòng)快與速度快的特點(diǎn)，能夠滿足電網(wǎng)突發(fā)事件的要求。

1.2 設(shè)備檢修的方法

設(shè)備檢修的方法有傳統(tǒng)檢修、現(xiàn)代檢修、狀態(tài)檢修。傳統(tǒng)檢修中又分為預(yù)防性檢修、現(xiàn)場(chǎng)搶修，電力企業(yè)一般采用預(yù)防性檢修的方式較多，預(yù)防性檢修是針對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查與監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)排除，預(yù)防事故的發(fā)生；電力生產(chǎn)具有連續(xù)性的特點(diǎn)，容易出現(xiàn)電力故障問題，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)電力檢修，這種檢修方法有一定的隨機(jī)性和靈活性；現(xiàn)代檢修的方法是以可靠性為中心，根據(jù)部件的可靠性運(yùn)行情況以及故障產(chǎn)生的后果，用最少的檢修資源與邏輯判斷方法制定預(yù)防性檢修方案，確定檢修的內(nèi)容、方式與類型；狀態(tài)檢修則是本文要闡述的重點(diǎn)檢修方法，狀態(tài)檢修是在設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)與結(jié)果主動(dòng)實(shí)施的一種檢修方法，也稱為預(yù)知檢修，美國有超過70%的電站使用狀態(tài)檢修方法，我國在使用狀態(tài)檢修的發(fā)電企業(yè)正處于研究階段。

2. 抽水蓄能電站機(jī)組的狀態(tài)檢修方法

2.1 機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)

2.1.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能

狀態(tài)監(jiān)測(cè)作為抽水蓄能電站機(jī)組狀態(tài)檢修的核心技術(shù)，主要的任務(wù)就是服務(wù)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，實(shí)施監(jiān)測(cè)是通過各種直觀的圖形顯示機(jī)組部件的運(yùn)行狀態(tài)，方便檢修人員了解機(jī)組部件的運(yùn)行狀態(tài)；預(yù)測(cè)報(bào)警需要根據(jù)發(fā)電機(jī)組的性能與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)建立報(bào)警數(shù)據(jù)，自動(dòng)判斷機(jī)組運(yùn)行的狀態(tài)，如果狀態(tài)發(fā)生變化，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，讓檢修人員能夠第一時(shí)間掌握機(jī)組的異常，避免產(chǎn)生更大的事故；指導(dǎo)運(yùn)行需要利用狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)建立機(jī)組運(yùn)行情況表，指導(dǎo)機(jī)組在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行；性能評(píng)估具有一定的試驗(yàn)性，狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠記錄各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成試驗(yàn)報(bào)告，實(shí)時(shí)反映機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)生成的檢修報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)，并利用系統(tǒng)提供的工具生成曲線圖，監(jiān)測(cè)機(jī)組中部件的性能變化；指導(dǎo)檢修則是利用在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)機(jī)組中存在的缺陷，通過診斷工具對(duì)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.1.2 信號(hào)監(jiān)測(cè)與報(bào)警

通過信號(hào)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)反映出機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組異常后發(fā)出報(bào)警信號(hào)，這是狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基本功能，狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的傳感器需要設(shè)置報(bào)警信號(hào)的運(yùn)行狀態(tài)，一級(jí)報(bào)警狀態(tài)是指監(jiān)測(cè)值脫離了正常值但是就還在穩(wěn)定運(yùn)行，出現(xiàn)這樣的情況會(huì)影響機(jī)組的使用壽命，容易造成較大的故障；二級(jí)報(bào)警是指規(guī)定的值已經(jīng)脫離了正常運(yùn)行值，也會(huì)發(fā)生較大的機(jī)組故障。狀態(tài)監(jiān)測(cè)需要注意機(jī)組運(yùn)行的連續(xù)性，不停的進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)，為用戶提供正確的信息。

2.2 故障診斷專家

故障分析診斷流程如圖1所示。首先要確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)，然后建立機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的模型與參數(shù)，對(duì)變化的規(guī)律進(jìn)行跟蹤，最后根據(jù)設(shè)定的報(bào)警數(shù)值評(píng)估設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

圖1：故障診斷分析流程

建立設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)模型時(shí)，需要建立閾值模型、時(shí)域波形模型、頻域特性模型、數(shù)學(xué)模型等，閾值模型中，要監(jiān)測(cè)特征量的值是否超過了規(guī)定的閾值范圍之內(nèi)，電力系統(tǒng)故障診斷中的預(yù)防性方法就是利用閾值診斷的方法進(jìn)行，如果特征量較多，需要采用邏輯運(yùn)算的方法建立閾值模型；時(shí)域波形與頻域特性中，時(shí)域需要根據(jù)某一時(shí)間階段的變化，根據(jù)變化趨勢(shì)建立時(shí)域模型，頻域特性需要根據(jù)信號(hào)的頻率或頻譜判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；數(shù)學(xué)模型的建立不像閾值、時(shí)域模型那樣簡單，需要根據(jù)設(shè)備的物理參數(shù)與數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，判斷機(jī)組中的部件是否出現(xiàn)了故障。

評(píng)估判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的方法有時(shí)域法、頻域法、趨勢(shì)分析法。根據(jù)波形的形狀、峰值判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。分析頻值趨勢(shì)判斷故障部位，根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)判斷機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)備的評(píng)估結(jié)果有無故障、潛在故障和已經(jīng)發(fā)生的故障，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)評(píng)估的結(jié)果生成報(bào)表，對(duì)出現(xiàn)異常的設(shè)備建立趨勢(shì)模型，進(jìn)行樣本比較，為潛在的故障提供預(yù)防方案；對(duì)已經(jīng)發(fā)生的故障采用診斷系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別，確定故障的類型與原因，并采取相應(yīng)的解決方法消除故障。

結(jié)束語：

本文提出了狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷監(jiān)測(cè)的方法，分析了機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在抽水蓄能電站中的應(yīng)用，為抽水蓄能機(jī)組的狀態(tài)檢修提供了重要的技術(shù)參考，狀態(tài)性檢修能夠?qū)嵤┱莆赵O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)知設(shè)備的故障點(diǎn)，是一種先進(jìn)的設(shè)備管理方法，通過實(shí)行狀態(tài)檢修，能夠保證設(shè)備在安全運(yùn)行的前提下減少檢修成本，增加設(shè)備的利用率，提高工作效率，讓狀態(tài)檢修能夠?yàn)楦嗟陌l(fā)電站采用。