水力发电设备运行状态中的故障和诊断技术①

沈俭 傅金 温少林 孙大旺

摘   要：水利工程建设中，发电设备良好运行是保证工程效用发挥的基础，水利发电设备运行中容易出现腐蚀等问题，如不能对设备运行状态进行及时分析，会导致设备出现故障，影响设备的正常运行。本文对水利发电设备的运行状态及故障诊断及时进行了研究，论述发电设备运行状态检测的意义，阐述设备检修流程，最后指出设备检修中应注意的问题。

关键词：水利发电设备  运行故障  诊断检修

中图分类号：TP311.52                             文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0013-02

水利发电设备因其自身的土特殊性，在使用中受到水流的长期冲刷易导致设备出现故障，如不能及时对相关故障进行排除，会影响设备的正常运行。状态故障分析及诊断工作是水利发电设备管理中的重要工作，其有效性直接影响水利发电项目运行效果。如何做好水利发电设备运行状态故障诊断检修工作，是相关设备管理人员应认真思考的问题。本文对水力发电设备运行故障检修进行了简要的探讨，为相关设备检修技术人员进行设备维护工作提供参考。

1  水利发电设备运行状态检修的意义

长期以来，我国水利发电设备检修沿用以防为主的计划检修模式，在电力系统缺电情况下，尽量避免发电设备被迫停机，减少拉闸限次数，起到了一定的积极作用。但传统的检修方式时间间隔等基本建立在传统经验基础上。较少考虑设备的实际运行状况，存在检修周期长，费用高等问题。不能适应水电设备技术快速发展的要求。不适应大电网，大机组，搞自动化的电力系统，不适应市电力体制改革的要求。

随着设备健康水平的提高，如沿用计划检修模式，可能在机组状况良好情况下盲目拆换，浪费大量人力财力，某些情况下可能损害机组的健康水平。如进口设备大多质量良好，其安装工艺有很高的要求，一些设备生产厂家的产品说明书明确注明，一些零件不能随意拆卸。有些部件拆卸次数有限。有些密封件只匀速拆装2次，传统的计划检修模式显然不能满足现代设备的维护管理要求。

随着电网装机容量增大，备用容量增加。华中电网出现用电紧张状况，使得水利发电设备检修在选择时机上可以更为灵活，为状态检修提供了更为宽松的外部环境。随着计算机技术，信号检测技术的发展应用，许多水电厂投运的计算机监控系统，为设备状态监测提供了坚实的技术基础。水电设备在设计，运行管理等方面长期经验积累，不断完善的管理制度，为设备检修提供了明确的分析，决策依据。

2  水利发电设备运行故障检修流程

检修发电设备中，需要分析历史数据，及时收集设备状态的信息参数。评估发电设备整体运行系统中的重要程度，不同重要程度的发电设备直接影响状态监测方法及安装检修计划等。

发电设备状态监测分为离线与在线状态监测，发电机组广泛采用DAS系统为在线监测系统，在线监测设备对故障反应速度快，具有连续信息记录等优势[1]。

综合考虑设备的运行状态等因素，利用设备检修的管理经验进行设置。根据设备故障的P-F间隔制定监测频度，充分考虑监测设备的技术限制，通常监测设备初投运时，稍提高监测频度。积累一定经验后可适时调整。

故障诊断是通过分析，及时捕捉设备发生故障前的多种信息，对设备故障类别及其发展趋势进行判断。避免故障的发生，为维护决策提供依据，使维护工作的目的明确，方法科学。

对设备进行故障诊断后进入检修决策阶段，状态检修决策优化模型理论包括随机滤波模型，PHM模型，马尔科夫决策模型等。先进的技术是高水平设备检修工作的基础。必须对实施检修的工作人员进行定期培训，状态检修每一段时间状态检修工作应总结经验，综合考虑各类型设备运行状态，改善监测频度，加强应急措施，完善的管理体系是实现高水平设备检修的保障。

3  水利发电设备运行故障检修注意事项

水利设发电设备运行状态故障检修中，应将安全放在首位。进行设备状态检修前做好检修规划。进行大范围检修前需综合考虑水电厂人员素质，设备的运行状况等各种因素选择合适的检修试验点。检修中结合故障检修计划，判断水电设备运行状况，准确的预测再次检修所需时间。检修试验点成功后逐步扩大检修范围。

其次，检修水利发电设备运行状态故障应提高管理水平。对水利发电设备运行状态进行始于设备的选型。进行设备选型时应选择质量水平高，可靠性高，检修便捷的设备。安装设备时需选择合适的位置，安装位置应方便检修工作进行。设备运行中应注意对设备进行定期的维护。尽量延长设备检修时间，实时监测能确保设备发生故障后及时得到检修。

再次，对水利发电设备运行检修应制定相应的技术标准，水轮发电机组是影响机组的运行最大的因素，为避免因盲目延长检修周期造成的经济损失，一些水利发电厂坚持对运行良好的设备进行大修，虽然避免了长时间不检修造成的事故，但可能由于不必要的检修损坏设备。

4  发电设备故障检修的有效措施

要想优化水利发电设备运行状态实时故障分析效果，需对水利发电企业制定健全的设备运行管理制度，对水利发电设备操作标准进行规范。当前我国大多数水利发电设备采用水轮发电机组，水轮发电机组运行状态对设备日常检修周期有很大的影响。我国很多水利发电企业为节约发电设备检修资金刻意延长设备的检修周期，水利发电企业难以及时了解设备的实际运行状况，最终导致可借助检修避免的故障问题加深。需投入更多的維修资金。

针对不可行的发电设备状态故障检修模式，水利发电企业应制定完善科学的设备运行故障检修制度，及时发现设备运行中存在的安全隐患，确保水利发电设备始终处于正常运行状态[2]。

水利发电设备运行故障检修中，工作人员的综合素质直接影响设备运行状态检修质量，要想切实提高工作人员检测及维护设备运行能力，需要企业努力提高工作人员的专业能力，使其在日常工作中利用自身扎实的专业知识，丰富的实践经验科学合理地对设备运行状态进行分析，对发现的问题采取有效的检修方法快速排除，实际操作中，应为发电设备管理人员土功能系统的设备检修技术培训机会，邀请水利发电设备管理专家开展相关主题讲座，使设备管理人员有机会深入了解发电设备运行故障诊断技术，选派接受新事物能力强的骨干到其他发电企业观摩学习，制定严格的考核制度，督促员工尽职尽责完成本职工作。

5  结语

水利发电设备运行情况对水利发电事业的发展有很大的影响，应充分了解水利发电设备运行状态检测的重要性，为准确了解运行状态故障类型，有针对性的采取有效检修方法，为水利发电事业快速发展提供有力支持。制定严格的考核制度，督促员工尽职尽责完成本职工作。

参考文献

[1] 周志标.探讨水力发电设备实施状态检修[J].建材与装饰，2017（27）：285-286.

[2] 刘思奎.龚嘴电厂设备状态检修管理模式研究及应用[D].重庆大学，2009.

[3] 邹来友.浅谈水力发电设备的运行状态故障及检修[J].河南水利与南水北调，2015（16）：12-13.