水力发电设备运行状态故障分析与检修

孔颜明

摘  要：水力发电设备的正常运行，直接关系到社会稳定发展。随着科技技术的不断提升，水力发电设备结构更加复杂多样，这使得设备运行中存在的故障因素也更多。这些不利因素严重阻碍了设备的顺利运转，若不加以处理，则会缩短设备使用寿命。为此，必须要合理分析水力发电设备的运行状态故障，并采取对应的检修技术。

关键词：水力发电设备;运行状态;故障分析;检修技术

为了保障水力发电设备的正常运转，必须要制定完善的检修方案，应用动态化监测技术，及时找到发生故障的部位及引发原因，进而实施针对性的处理措施，推动我国水力事业的健康发展。

一、水力发电设备运行状态故障检修的必要性

多年来，我国水力发电设备检修方案一直遵循了预防为主、事前控制的方法，但是这种检修方法是建立在工作人员经验和相关理论基础上的。若检修人员对于先进设备实际运转状况考虑较少，工作中存在一定偏差，则会使得检修工作存在盲目性、随意性，进而延长了检修时间，增加了检修成本。而当前越来越多的大电网、高压电等建立，使得传统的检修模式无法满足电力行业发展需求。尤其是科技技术水平的不断提升，使得水力发电设备朝着自动化、智能化的方向发展，若设备已经发生了故障，工作人员盲目的大拆大换，则会造成人力、财力消耗增加，也降低了机组的可用率，进而降低了电力公司的经济效益和社会效益。

二、水力发电设备相关故障预测

如上述所说，当前大部分检修工作主要遵循了事前预防的原则，为此检修人员必须要对水力发电设备的相关故障合理预测，采取相关设备对各项参数和运行状态动态监控，由此能够及时找到引发故障的相关因素，降低故障风险发生几率。

（一）对机器设备的故障预测

水力发电机器设备的正常运转有助于保障整个电网的高效工作，所以机器设备必须要具有一定的稳定性、可靠性。为此，检修人员应定期对机器设备展开全方位的检测和维护，及时找到其中存在的潜在威胁，采取处理措施将风险遏制在苗头中，进而延长机器设备的使用时间和寿命。通常情况下，检修人员可以采取如下两种方案进行预测，其一，针对性的对机器设备出现的故障和维修期间间隔进行分析，但是这种方法具有较大的缺陷，如信息收集不够完全，未能考虑到外部环境变化，所以预测结果准确性还有很大提升空间;其二，判断机器设备故障的来源，通过统计相关检测数据进行分析，确定设备故障产生的原因。检测人员可以将上述两种模式综合起来应用，能够进一步提高故障检测结果的准确性和科学性，不放过任何一个潜在风险隐患。

（二）对工作中产生的振动故障预测

为了确保水力发电设备的顺利运转，检测人员需要对其运转中产生的振动故障展开预测，通常情况下，可以采取如下三种方法。其一，全面把握设备的各项参数、性能，了解设备的运转机理，并在合适的地点对其测试，获得相关检测数据，检验数据的准确性，避免数据之间存在较大误差，由此展开合理的判断和分析;其二，针对设备中的振动点深入了解，计算振动相关数值，测量轴承和水力机械等相关部分，由此能够辅助检修人员全面了解不同条件下设备运转的振动情况，获得精确数值;其三，检修人员可以多次对设备展开具体的实验操作，结合工作经验获得准确数据，而后对数据进行综合分析，获得最终符合标准的实验效果[1]。

三、水力发电设备故障检修操作步骤

（一）信息收集和分析

在水力发电设备故障检修过程中，检修人员应应用信息技术对设备运行的历史数据和当前数据全面收集，综合进行对比和分析，结合设备信息参数，由此判断设备的运行状态处于何种等级下，为后续的检修工作做好铺垫。

（二）评估设备

通过科学的评估工作，有助于提升设备运行故障的检修结果和效率。检修人员将不同设备的检修工作划分为不同等级，基于故障的严重程度先后一一对设备急性检修。采取针对性的检测方法，制定完善的检修计划，进而将可能发生的负面影响降到最低，也能给其他设备的检修工作带来便利。

（三）选择科学的监测方法和频率

1.监测方法的选择。通常情况下，检修人员可以将水力发电设备的状态监测划分为离线和在线两种模式。对于大部分地区的水力发电厂来说，较为常见的发电机组都是由DIS系统构成的，而汽轮机是由TSI系统构成的，且这两种都属于在线监测设备[2]。检修人员依托于信息设备，对各项参数实时监测，能够第一时间掌握设备故障发生的位置。同时，检修人员对各项数据进行统计分析，整理和记录相关信息形成文案资料，有助于检修工作的参考对比。此外，在线检测的方法主要是针对设备的次状态进行检修。

2.监测频率的选择。检修人员在工作时，需要全面、充分的考虑到设备在整体系统中的重要性，同时了解故障因素和应急水平，由此有效的提升设备的检修次序，结合工作经验先后排列检修部位，提高检修工作的合理性。一般来说，依据故障设备的P-F间隔，设定监测频度，在每个间隔中还要确定10个监测点[3]。但是受到多方面因素的影响，如技术限制等，需要灵活调整监测频度，以能发挥监测效果。与此同时，监测设备在开始运转中检修人员还要适当提高其监测频度，随着时间的推移，设备运转逐步步入正轨，则可以适当减少监测频度，针对发生的故障采取對应的应急措施，对故障部位进行维修，保证设备的正常运转状态。

（四）故障检修与诊断

主要是指检修人员借助监测仪器，对水力发电设备产生故障前后的数据进行统计对比，找到其中的变化规律，由此判断故障发生的位置、类别、严重程度，辅助检修人员制定科学、经济的检修方案。

（五）检修决策

检修人员完成了设备的故障诊断工作之后，需要及时解决故障部位存在的问题，探究引发故障的深层次原因，消除潜在隐患，避免故障反复发生。立足于数理统计和随机过程理论等基础上，对于状态检修决策模型要进一步完善优化，如随机滤波模型、PHM模型、PIM模型等。

（六）技术与管理体制革新

一方面，水力发电企业应加大对检修人员的培训教育力度，帮助其掌握更多的先进理论知识和操作技能，了解新型的自动化设备，确保其能熟练掌握在线监测和故障诊断技术，为设备的健康运行提供保障。另一方面，定期要求检修人员对工作中出现的问题和工作经验进行总结，搭建交流平台，引导检修人员互相学习讨论，实现共同进步。针对不同发电设备中存在的问题，讨论针对性的检修技术，进一步完善故障检修技术，将风险隐患降到最低。此外，发电企业还要在现有的基础上完善规章制度，制定奖惩措施，要求检修人员严格按照相关流程操作，规范检修人员的工作行为。将检修人员的薪资待遇和工作绩效挂钩，不断激发检修人员工作积极性，提高检修效率和质量。

结语：水力发电行业的快速发展，对于故障检修工作提出了更高要求。检修人员必须要对水力发电设备的实时运行状态展开动态化监控，综合分析检测数据，找到引发故障的原因，针对性的解决问题，循序渐进的提高检修效率和质量，为电力企业带来更高的经济效益，创造出更多的社会价值。

参考文献：

[1]郭甜.水力发电设备运行状态中的故障和诊断技术要点[J].中国战略新兴产业，2021（22）：149-150.

[2]刘丹.水力发电设备的运行状态故障及检修技术分析[J].区域治理，2020（48）：152-153.

[3]李铁军.水力发电设备运行状态故障分析与检修策略[J].大科技，2020（35）：157-158.