刍议水电机组状态检修实施及关键技术

刘代山

摘 要：随着电力行业的快速发展，我国建设的水电工程越来越多，水电工程发电使用水电机组，但是水电机组在运行过程中不可避免会出现一些故障，为了及时发现水电机组故障，及时消除故障，确保水电机组安全稳定运行，就需要对水电机组状态进行检修。本文详细分析了水电机组状态检修流程以及关键技术，旨在确保水电机组安全稳定运行。

关键词：水电机组；状态检修；关键技术

中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0151-01

当前世界上最先进的设备检修管理方式就是设备状态检修，该检修管理方式可以有效避免由于计划检修造成的设备过度检修，能够及时发现设备存在的安全隐患以及缺陷，从而制定有针对性的措施维护保养设备，最终为电厂带来良好的经济效益。水电厂水电机组状态检修不仅对水电厂具有深刻现实意义，能够确保水电机组安全稳定运行，而且对水电厂的长远发展具有深远影响，能够促进水电厂持续、快速、健康发展，因此，本文对水电机组状态检修实施和关键技术的研究具有非常重要的意义。

1 检修实施流程

国家电力投资集团早就颁布了意见，明确指出了水电厂开展水电机组状态检修的实施流程，通常是按照设备系统、状态监测、诊断分析、判断决策、检修管理和设备检修的流程依次进行，从而形成一个有机的闭环系统。检修实施过程中的每一个环节都会各自独特的功能和要求，根据具体的要求选择合适的工作方法，从水电厂的水电机组的实际运行状况出发，明确检修深度，从而提高水电机组检修效果。以上分析说明，水电厂水电机组状态检修的核心环节是设备状态监测、诊断分析和判断决策，同时也是确保水电机组状态检修工作顺利开展的工作基础[1]；状态检修的关键部分是检修管理和设备检修评估，同时也体现出了水电厂的具体检修制度；状态检修的对象是水电机组，重点检修的是工作量大以及工期长的水电机组。

2 关键技术

2.1 系统的集成化

系统集成化指的是设备运行过程中检测诊断系统、维护和管理系统的科学统计，从而有效提高整个系统的性能、效益以及资源利用率。集成化系统化主要集成了信号源、信号输入、状态监测、诊断系统以及通讯设备等设施。集成化系统核心结构为状态监测和诊断系统，核心结构装置对采集的信号进行处理，同时还要科学监测机组状态信号，然后进行科学整理和分析，并且将信息特征科学提取之后输入诊断分析系统接受分析诊断，判断机组运行状态，最后根据诊断结果科学制定检修计划，供维护人员参考。

2.2 监测点的选择以及布设

（1）从机组运行的相关特性出发，科学布置监测点。布置监测点的过程中需要考虑的机组特性有机械特性、水力特性、电气特性和设备结构特性，机组的这些特性能够科学反应出机组运行状态、性能以及是否存在潜在故障等。布置监测点还需要考虑机组低频运行状态下的机械特性以及机组受到水力和电气干扰的情况下运行状态。对于水轮机和过流部件压力和脉动的监测，则需要参考机组的水力特征进行科学布置；对于机组发电时间、匝间以及短路故障的监测点，则要参考机组电气特性和结构来科学选择，进而科学确定机组转子间隙、绝缘程度以及温度等情况的监测点。

（2）优化机组监测点的布置需要坚持优化原则为基本原则。布置监测点时要选择最能反应机组运行状态的位置布置监测点，对于机组的重要部位，则要按照机组的实际运行情况，适当加密监测点的布置，从而有效提高设备检测的准确性。

2.3 一次传感元件的选型以及标定

（1）选择低频传感器时，通常要参考水电机组运行设备的输出特点选择一些高输出性能和高精度的传感器。原因在于机组运行速度通常较低，这就要求选择的传感器频率要控制在2-200KHZ范围内。

（2）选择低频传感器还可以参考静态指标，传感器静态指标主要包括精度、灵敏度、线性度、重复性、迟滞以及零漂等。传感器使用过程中调试和在线标定需要参考静态特性指标，从而科学确定出传感器静态指标曲线。

（3）选择传感器还要考虑到周边使用环境和条件，传感器的安全稳定运行是机组设备在线监测系统安全稳定运行的关键，并且能够准确反应出机组的真实运行状况。由此可见，周边环境和条件对传感器的选择影响也很大，如果信号传输距离较远、变化幅度较大、精度要求较高、周边环境较差，就需要选择高输出和良好动态性能的数字式传感器。

2.4 机组特性信号的获取及分析

2.4.1 机组信号的获取

机组信号表现形式有两种：能量形式和物质形式。能量形式的信号主要有振动、温度、压力、位移、电压以及电流等；物质形式的信号主要有裂纹、油质和烟雾等。提取机组能量形式信号可以参考机组的时域、频域、幅值域和相位域等；提取物质形式的信号可以参考超谱以及探伤分析等物理化学分析方式得到的数据，一般情况下机组的信号特征是通过能量形式表现出来。

2.4.2 机组信号的分析

水电机组设备通常是大型的旋转式机械设备，它们大都特性鲜明，这就要求在分析这些设备信号的过程中需要参考通用机械设备分析方法和设备自身特性来进行，单靠任何一种方法分析出来的结果都不够准确。

2.5 机组故障类型的确定

水电机组会出现各种各样的故障，并且体现出了明显的层次性，因此，在研究预测机组故障类型、故障原因以及表现形式的过程中，通常将故障分成轴故障、發电机故障、水轮机故障、过流部件故障、机组固定部件故障等[2]。机组的这些故障层次鲜明，能够划分成为多级故障树，这足以说明多级故障树存在着明确的因果关系，可以建立起系统故障诊断模型，从而建立起科学的专家诊断系统。

3 结语

综上所述，水电厂水电机组的状态检修非常重要，不仅能够及时消除机组故障，确保机组安全稳定运行，还能够避免机组的重复维修和过度维修，帮助机组维护人员减少工作量[3]。水电机组的状态检修涉及到的方面很多，原因在于水电机组在运行过程中认可类型的故障都有可能出现，机组的检修并不能一劳永逸，需要维护人员定期按照流程进行检修，才能够最大限度提高机组运行的安全可靠性。

参考文献

[1]李友平，易琳，郑玉民，黄健.国内水电机组状态检修技术现状分析[J].水电自动化与大坝监测，2008，（01）：18-19.

[2]刘娟，潘罗平，桂中华，周叶.国内水电机组状态监测和故障诊断技术现状[J].大电机技术，2010，（02）：58-61.

[3]李平诗.浅淡水电厂的状态检修[J].水力发电，2002，（02）：20-25.