惠寶軍

【摘 要】在水電機(jī)組運(yùn)行期間，需要工作人員對機(jī)組的整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)情況進(jìn)行監(jiān)測和分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障之后，需要及時(shí)地進(jìn)行故障排除和處理，只有這樣，才能有效保證和延長水電機(jī)組使用年限，最大限度地避免水電機(jī)組出現(xiàn)故障，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，通過運(yùn)用這些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，有效地保障了水電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益的提高。文章通過對水電機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及其出現(xiàn)水電故障問題的相關(guān)的解決方法進(jìn)行介紹，希望能為后期水電機(jī)組的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供幫助。

【關(guān)鍵詞】水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測;故障診斷;探討

【中圖分類號】TV738 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）05-0081-02

水電機(jī)組是水電站重要的組成部分，水電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行是保障水電站健康發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著我國科技水平的不斷提升，水電站的建設(shè)規(guī)模越來越大，同時(shí)水電站中單個(gè)機(jī)組的裝機(jī)容量也不斷增大，這在一定程度上增加了機(jī)組運(yùn)行過程中的安全隱患。為了保障水電站的正常平穩(wěn)運(yùn)行，必須落實(shí)水電機(jī)組的維護(hù)和檢查的工作，采取先進(jìn)的技術(shù)監(jiān)測水電機(jī)組的運(yùn)行狀況。當(dāng)前，自動(dòng)化的監(jiān)測技術(shù)能對水電機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提示工作人員進(jìn)行核實(shí)，幫助監(jiān)控人員和維護(hù)人員對設(shè)備進(jìn)行維修或檢查。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷成熟，水電機(jī)組的故障處理和診斷技術(shù)水平越來越高，這為后期的水電機(jī)組的監(jiān)測工作帶來巨大的便利，這說明當(dāng)下在水電機(jī)組中使用監(jiān)測設(shè)備是十分必要且重要的。

1 水電機(jī)組故障概述

在水電站中，水電機(jī)組是常見的設(shè)備，在水電機(jī)組運(yùn)行過程中，如果水電站的機(jī)組出現(xiàn)了振動(dòng)問題，那么意味著機(jī)組很可能出現(xiàn)了故障。經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，水電機(jī)組出現(xiàn)故障大多數(shù)是由震動(dòng)異常所引起的。為了從源頭對水電機(jī)組故障問題進(jìn)行有效控制，就要了解源頭出現(xiàn)問題的原因，為水電技術(shù)人員排除故障提供思路和方法。

1.1 水電機(jī)組故障具有復(fù)雜性

水電站使用的水電機(jī)組是一個(gè)非常復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，它涉及的領(lǐng)域十分廣泛，例如機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)，因此水電機(jī)組運(yùn)行過程中很容易出現(xiàn)故障，其主要問題是轉(zhuǎn)動(dòng)部件不平衡或者是部件出現(xiàn)脫落，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件出現(xiàn)問題時(shí)就會(huì)增大零件間的摩擦力，引起部件脫落和損壞的問題。進(jìn)行水電機(jī)組檢修時(shí)，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軸承間的縫隙較大，這就意味著水電機(jī)組有可能馬上要出現(xiàn)故障。在水電機(jī)組運(yùn)行過程中常見的故障還有卡門的漩渦片進(jìn)水口進(jìn)水引起的大尾水管出現(xiàn)漩渦流等故障，出現(xiàn)此類故障就會(huì)引起高頻的壓力脈動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)水電機(jī)組出現(xiàn)更嚴(yán)重的安全問題。根據(jù)對電磁問題進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)組定轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)間隙不均和磁極線圈短路情況時(shí)，都會(huì)引起機(jī)組震動(dòng)的問題。

1.2 水電機(jī)組故障具有漸變性

水電機(jī)組運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障具有動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，并且同一臺設(shè)備在不同的使用階段產(chǎn)生的故障也不盡相同。水電機(jī)組和其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備相比轉(zhuǎn)速較慢，所以機(jī)組出現(xiàn)突發(fā)性故障的情況比較少見。水電機(jī)組在長時(shí)間的使用過程中，水流的壓力脈動(dòng)、空腔汽蝕、卡門渦列，設(shè)備的轉(zhuǎn)子不平衡、軸線不對中等，這些因素都會(huì)引起設(shè)備的振動(dòng)，從而進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，但這是一個(gè)由量變到質(zhì)變的逐漸演變的過程。為了最大限度地避免故障出現(xiàn)，需要利用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對水電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)督，從而掌握機(jī)組的運(yùn)行情況，提前做好防范措施，確保水電機(jī)組正常運(yùn)行。

1.3 水電機(jī)組故障具有不規(guī)則性

在選擇水電站的建筑地址時(shí)，要先考慮地理位置，水電站的建設(shè)區(qū)域?qū)λ|(zhì)和地質(zhì)的要求是十分嚴(yán)格的。此外，經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性也是決定水電站的建筑位置的重要因素之一。在不同的地區(qū)建設(shè)水電站對于水電機(jī)組的選擇也是有一定的影響的。因此，水電機(jī)組出現(xiàn)故障具有不規(guī)則的特性，這也對我們的機(jī)電維修人員提出了更高的要求[1]。

2 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 機(jī)組振動(dòng)穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)

針對水電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)問題，可以選擇穩(wěn)定性能較強(qiáng)的監(jiān)測系統(tǒng)，用于實(shí)施監(jiān)控水電機(jī)組的結(jié)構(gòu)振動(dòng)、水壓脈動(dòng)等具有現(xiàn)實(shí)意義的參數(shù)。根據(jù)當(dāng)下的監(jiān)督系統(tǒng)配置情況，通常選擇專業(yè)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)的監(jiān)測傳感器系統(tǒng)，這種監(jiān)測系統(tǒng)主要包括水電機(jī)組數(shù)據(jù)的采集、收集傳輸和分析處理三大功能，通過系統(tǒng)能迅速獲得被監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，其中包括隔值、振動(dòng)波形及振動(dòng)頻率等，通過分析這些參數(shù)的變化，可以幫助工作人員判斷引起振動(dòng)的原因，從而針對故障進(jìn)行及時(shí)有效的處理。振動(dòng)監(jiān)測傳感器的功能主要是監(jiān)測水電機(jī)組在運(yùn)行過程中的參數(shù)變化情況，技術(shù)人員結(jié)合非電量的特征參數(shù)對比分析這些參數(shù)變化，進(jìn)而用于判斷機(jī)組是否存在故障隱患，方便工作人員準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)，從而保證水電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 機(jī)組結(jié)構(gòu)振動(dòng)監(jiān)測

速度傳感器或加速傳感器是水電機(jī)組中常見的振動(dòng)設(shè)備，擺動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)是通過監(jiān)測電渦流位移的情況，結(jié)合相關(guān)傳感系統(tǒng)或非接觸性的位移傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測功能。水壓脈動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)采用的是具有良好動(dòng)態(tài)性且具有壓力傳感功能的設(shè)備。監(jiān)測點(diǎn)是根據(jù)現(xiàn)場的水工建筑物、水電機(jī)組的布局及設(shè)備的型號等實(shí)際情況進(jìn)行分析后選取的。在進(jìn)行水電機(jī)組現(xiàn)場在線檢測時(shí)，非常容易出現(xiàn)問題，這時(shí)可以優(yōu)先選擇記錄和監(jiān)測水電機(jī)組的運(yùn)行情況，這種方式能有效節(jié)約企業(yè)的運(yùn)維成本。針對水電機(jī)組中不經(jīng)常出現(xiàn)故障和問題的設(shè)備，則可以采取離線檢測的方法[2]。

2.3 水電機(jī)組故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

水電站運(yùn)行過程中，水電機(jī)組的作用至關(guān)重要，因此必須利用檢測體系分析水電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，從而保證水電機(jī)組的穩(wěn)定性。使用科學(xué)合理的監(jiān)測體系可以提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益。在監(jiān)測水電機(jī)組運(yùn)行的過程中，根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測到的參數(shù)變化等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和整理，可以判斷水電機(jī)組是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場性能數(shù)據(jù)對水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)試，為機(jī)組后期的安全運(yùn)行做好數(shù)據(jù)記錄和設(shè)定報(bào)警定值，讓監(jiān)測系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化之后，根據(jù)預(yù)定的數(shù)值，檢測體系可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警，方便工作人員及時(shí)掌握機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，并在機(jī)組出現(xiàn)問題時(shí)采取相應(yīng)的措施。通過分析歷史數(shù)據(jù)，再對比相應(yīng)的曲線趨勢，可以為修正水電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)提供參考，也可以指導(dǎo)機(jī)組后期的安裝和優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，幫助工作人員分析機(jī)組異常振動(dòng)頻率[3]。

2.4 主變壓器油氣監(jiān)測技術(shù)

在電力交壓作用之下，機(jī)器內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障，其中包括絕緣體受潮、發(fā)電性的故障及機(jī)電過熱性的故障等。結(jié)合色譜技術(shù)分析變壓器中的氣體變化情況，是分析和排除變壓器內(nèi)部潛在故障的一種重要方式。其中，色譜主表色檢測方式通過將變壓器相關(guān)設(shè)備中的油經(jīng)過溶解為一定的氣體的相關(guān)系參數(shù)進(jìn)行分析，就可以得到其增長率，然后用于檢測設(shè)備出現(xiàn)的故障情況。在利用故障診斷技術(shù)進(jìn)行設(shè)備的故障信息檢測和分析時(shí)就可以做到盡早的預(yù)防和采取有效的保護(hù)措施，由此提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，有效避免由于電力交壓作用對設(shè)備產(chǎn)生的不利影響，給水電企業(yè)帶來不必要的損失和危害。

3 結(jié)語

水電機(jī)組的狀態(tài)監(jiān)測會(huì)受到多種因素的影響，所以應(yīng)該采取先進(jìn)的故障監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，確保水電機(jī)組在出現(xiàn)故障早期就能及時(shí)地報(bào)警，提示維修人員在最快的時(shí)間解決好問題。眾所周知，水電機(jī)組是水電站的重要組成部分，相關(guān)技術(shù)人員在水電站的運(yùn)行過程中，通過對水電機(jī)組進(jìn)行故障排查，有利于提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，可以將由于水電站設(shè)備出現(xiàn)問題造成的經(jīng)濟(jì)損失降到最低。施工人員在對水電站進(jìn)行故障維修和檢查時(shí)，也可以不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而提高維修效率。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張勛康，陳文獻(xiàn)，楊洋，等.基于VMD分解和支持向量機(jī)的水電機(jī)組振動(dòng)故障診斷[J].電網(wǎng)與清潔能源，2017（10）.

[2]唐湘茜，潘羅平，安學(xué)利.水電機(jī)組智能評估及診斷技術(shù)研究與應(yīng)用[J].水利水電快報(bào)，2019（3）.

[3]陳珊珊，楊耿杰.水電機(jī)組振動(dòng)故障診斷方法綜述[J].電氣技術(shù)，2019（6）.