芻議水電機(jī)組狀態(tài)檢修實(shí)施及關(guān)鍵技術(shù)

劉代山

摘 要：隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)建設(shè)的水電工程越來(lái)越多，水電工程發(fā)電使用水電機(jī)組，但是水電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)一些故障，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)水電機(jī)組故障，及時(shí)消除故障，確保水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，就需要對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行檢修。本文詳細(xì)分析了水電機(jī)組狀態(tài)檢修流程以及關(guān)鍵技術(shù)，旨在確保水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：水電機(jī)組；狀態(tài)檢修；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV738 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）22-0151-01

當(dāng)前世界上最先進(jìn)的設(shè)備檢修管理方式就是設(shè)備狀態(tài)檢修，該檢修管理方式可以有效避免由于計(jì)劃?rùn)z修造成的設(shè)備過(guò)度檢修，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患以及缺陷，從而制定有針對(duì)性的措施維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備，最終為電廠帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。水電廠水電機(jī)組狀態(tài)檢修不僅對(duì)水電廠具有深刻現(xiàn)實(shí)意義，能夠確保水電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且對(duì)水電廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響，能夠促進(jìn)水電廠持續(xù)、快速、健康發(fā)展，因此，本文對(duì)水電機(jī)組狀態(tài)檢修實(shí)施和關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的意義。

1 檢修實(shí)施流程

國(guó)家電力投資集團(tuán)早就頒布了意見(jiàn)，明確指出了水電廠開(kāi)展水電機(jī)組狀態(tài)檢修的實(shí)施流程，通常是按照設(shè)備系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、診斷分析、判斷決策、檢修管理和設(shè)備檢修的流程依次進(jìn)行，從而形成一個(gè)有機(jī)的閉環(huán)系統(tǒng)。檢修實(shí)施過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)各自獨(dú)特的功能和要求，根據(jù)具體的要求選擇合適的工作方法，從水電廠的水電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況出發(fā)，明確檢修深度，從而提高水電機(jī)組檢修效果。以上分析說(shuō)明，水電廠水電機(jī)組狀態(tài)檢修的核心環(huán)節(jié)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、診斷分析和判斷決策，同時(shí)也是確保水電機(jī)組狀態(tài)檢修工作順利開(kāi)展的工作基礎(chǔ)[1]；狀態(tài)檢修的關(guān)鍵部分是檢修管理和設(shè)備檢修評(píng)估，同時(shí)也體現(xiàn)出了水電廠的具體檢修制度；狀態(tài)檢修的對(duì)象是水電機(jī)組，重點(diǎn)檢修的是工作量大以及工期長(zhǎng)的水電機(jī)組。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 系統(tǒng)的集成化

系統(tǒng)集成化指的是設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中檢測(cè)診斷系統(tǒng)、維護(hù)和管理系統(tǒng)的科學(xué)統(tǒng)計(jì)，從而有效提高整個(gè)系統(tǒng)的性能、效益以及資源利用率。集成化系統(tǒng)化主要集成了信號(hào)源、信號(hào)輸入、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、診斷系統(tǒng)以及通訊設(shè)備等設(shè)施。集成化系統(tǒng)核心結(jié)構(gòu)為狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)，核心結(jié)構(gòu)裝置對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，同時(shí)還要科學(xué)監(jiān)測(cè)機(jī)組狀態(tài)信號(hào)，然后進(jìn)行科學(xué)整理和分析，并且將信息特征科學(xué)提取之后輸入診斷分析系統(tǒng)接受分析診斷，判斷機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，最后根據(jù)診斷結(jié)果科學(xué)制定檢修計(jì)劃，供維護(hù)人員參考。

2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇以及布設(shè)

（1）從機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)特性出發(fā)，科學(xué)布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的過(guò)程中需要考慮的機(jī)組特性有機(jī)械特性、水力特性、電氣特性和設(shè)備結(jié)構(gòu)特性，機(jī)組的這些特性能夠科學(xué)反應(yīng)出機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、性能以及是否存在潛在故障等。布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)還需要考慮機(jī)組低頻運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性以及機(jī)組受到水力和電氣干擾的情況下運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于水輪機(jī)和過(guò)流部件壓力和脈動(dòng)的監(jiān)測(cè)，則需要參考機(jī)組的水力特征進(jìn)行科學(xué)布置；對(duì)于機(jī)組發(fā)電時(shí)間、匝間以及短路故障的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，則要參考機(jī)組電氣特性和結(jié)構(gòu)來(lái)科學(xué)選擇，進(jìn)而科學(xué)確定機(jī)組轉(zhuǎn)子間隙、絕緣程度以及溫度等情況的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

（2）優(yōu)化機(jī)組監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置需要堅(jiān)持優(yōu)化原則為基本原則。布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)要選擇最能反應(yīng)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的位置布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)于機(jī)組的重要部位，則要按照機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況，適當(dāng)加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置，從而有效提高設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

2.3 一次傳感元件的選型以及標(biāo)定

（1）選擇低頻傳感器時(shí)，通常要參考水電機(jī)組運(yùn)行設(shè)備的輸出特點(diǎn)選擇一些高輸出性能和高精度的傳感器。原因在于機(jī)組運(yùn)行速度通常較低，這就要求選擇的傳感器頻率要控制在2-200KHZ范圍內(nèi)。

（2）選擇低頻傳感器還可以參考靜態(tài)指標(biāo)，傳感器靜態(tài)指標(biāo)主要包括精度、靈敏度、線性度、重復(fù)性、遲滯以及零漂等。傳感器使用過(guò)程中調(diào)試和在線標(biāo)定需要參考靜態(tài)特性指標(biāo)，從而科學(xué)確定出傳感器靜態(tài)指標(biāo)曲線。

（3）選擇傳感器還要考慮到周邊使用環(huán)境和條件，傳感器的安全穩(wěn)定運(yùn)行是機(jī)組設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，并且能夠準(zhǔn)確反應(yīng)出機(jī)組的真實(shí)運(yùn)行狀況。由此可見(jiàn)，周邊環(huán)境和條件對(duì)傳感器的選擇影響也很大，如果信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)、變化幅度較大、精度要求較高、周邊環(huán)境較差，就需要選擇高輸出和良好動(dòng)態(tài)性能的數(shù)字式傳感器。

2.4 機(jī)組特性信號(hào)的獲取及分析

2.4.1 機(jī)組信號(hào)的獲取

機(jī)組信號(hào)表現(xiàn)形式有兩種：能量形式和物質(zhì)形式。能量形式的信號(hào)主要有振動(dòng)、溫度、壓力、位移、電壓以及電流等；物質(zhì)形式的信號(hào)主要有裂紋、油質(zhì)和煙霧等。提取機(jī)組能量形式信號(hào)可以參考機(jī)組的時(shí)域、頻域、幅值域和相位域等；提取物質(zhì)形式的信號(hào)可以參考超譜以及探傷分析等物理化學(xué)分析方式得到的數(shù)據(jù)，一般情況下機(jī)組的信號(hào)特征是通過(guò)能量形式表現(xiàn)出來(lái)。

2.4.2 機(jī)組信號(hào)的分析

水電機(jī)組設(shè)備通常是大型的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械設(shè)備，它們大都特性鮮明，這就要求在分析這些設(shè)備信號(hào)的過(guò)程中需要參考通用機(jī)械設(shè)備分析方法和設(shè)備自身特性來(lái)進(jìn)行，單靠任何一種方法分析出來(lái)的結(jié)果都不夠準(zhǔn)確。

2.5 機(jī)組故障類型的確定

水電機(jī)組會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，并且體現(xiàn)出了明顯的層次性，因此，在研究預(yù)測(cè)機(jī)組故障類型、故障原因以及表現(xiàn)形式的過(guò)程中，通常將故障分成軸故障、發(fā)電機(jī)故障、水輪機(jī)故障、過(guò)流部件故障、機(jī)組固定部件故障等[2]。機(jī)組的這些故障層次鮮明，能夠劃分成為多級(jí)故障樹(shù)，這足以說(shuō)明多級(jí)故障樹(shù)存在著明確的因果關(guān)系，可以建立起系統(tǒng)故障診斷模型，從而建立起科學(xué)的專家診斷系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水電廠水電機(jī)組的狀態(tài)檢修非常重要，不僅能夠及時(shí)消除機(jī)組故障，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，還能夠避免機(jī)組的重復(fù)維修和過(guò)度維修，幫助機(jī)組維護(hù)人員減少工作量[3]。水電機(jī)組的狀態(tài)檢修涉及到的方面很多，原因在于水電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中認(rèn)可類型的故障都有可能出現(xiàn)，機(jī)組的檢修并不能一勞永逸，需要維護(hù)人員定期按照流程進(jìn)行檢修，才能夠最大限度提高機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]李友平，易琳，鄭玉民，黃健.國(guó)內(nèi)水電機(jī)組狀態(tài)檢修技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè)，2008，（01）：18-19.

[2]劉娟，潘羅平，桂中華，周葉.國(guó)內(nèi)水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)現(xiàn)狀[J].大電機(jī)技術(shù)，2010，（02）：58-61.

[3]李平詩(shī).淺淡水電廠的狀態(tài)檢修[J].水力發(fā)電，2002，（02）：20-25.