巨型水電廠運(yùn)行和維護(hù)關(guān)鍵策略

南冠群，趙曉嘉，范迎春，張鶴鳴，喬進(jìn)國(guó)

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巨型水電廠運(yùn)行和維護(hù)關(guān)鍵策略

南冠群，趙曉嘉，范迎春，張鶴鳴，喬進(jìn)國(guó)

（華能瀾滄江水電股份有限公司小灣水電廠，云南 大理 675702）

介紹了巨型水電廠多項(xiàng)運(yùn)行和維護(hù)關(guān)鍵策略的研究和應(yīng)用，開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能巡檢。針對(duì)維護(hù)和檢修關(guān)鍵策略進(jìn)行了研究，全面掌握各類(lèi)機(jī)電設(shè)備的真實(shí)性能和薄弱環(huán)節(jié)，解決和消除存在的問(wèn)題和隱患；從自動(dòng)化水平提升、報(bào)警有效性保障、應(yīng)急措施完善等方面進(jìn)行積極的研究和探索，不斷提升機(jī)電設(shè)備健康水平；研究能夠匹配孤島系統(tǒng)輸電的控制和管理技術(shù)，保證長(zhǎng)距離孤島系統(tǒng)輸電的可靠性。提高了水輪發(fā)電機(jī)組、公用系統(tǒng)設(shè)備等在孤島方式下運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性和可靠性，有效降低了運(yùn)行成本，提高了工作效率。

巨型水電廠；維護(hù)；檢修；關(guān)鍵策略

0 前言

水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備的性能和工作狀態(tài)與水電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接相關(guān)。因此為提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，保障現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各水電廠需要結(jié)合自身實(shí)際，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式，研究和應(yīng)用科學(xué)合理的維護(hù)策略。

水電廠的運(yùn)行和維護(hù)，包括一般性檢查和維護(hù)[2]，到加強(qiáng)和提高人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和綜合素質(zhì)[1-3]，采用新的管理組織和管理方式[4,5]，以及加強(qiáng)電氣設(shè)備管理，規(guī)范電氣設(shè)備檢測(cè)[6,7]等方面的內(nèi)容。合理的安排運(yùn)行和維護(hù)工作，能夠有效保障水電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

文獻(xiàn)[8]通過(guò)對(duì)二灘水電廠近年來(lái)的運(yùn)行狀況和運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為水電廠應(yīng)繼續(xù)注重研究平、枯水期運(yùn)行方案，在節(jié)水、節(jié)電的同時(shí)提高水電廠的調(diào)峰能力和電網(wǎng)電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。文獻(xiàn)[9]介紹了廣州蓄能水電廠從發(fā)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行和維修管理以及辦公檔案財(cái)務(wù)管理，都全面運(yùn)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

文獻(xiàn)[10]和[11]認(rèn)為大型水電廠對(duì)節(jié)約能源有較大意義。文獻(xiàn)[12]推導(dǎo)了適應(yīng)當(dāng)前水電廠運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)度計(jì)算公式和廣義等耗水微增原則，提出了機(jī)組最優(yōu)組合的計(jì)算方法。

文獻(xiàn)[13]根據(jù)現(xiàn)代新建水電廠的特點(diǎn)，探討了“運(yùn)檢合一，全員ON-CALL”的管理模式，打破了部門(mén)間的壁壘，提高工作效率，同時(shí)更重視人才素質(zhì)的提高、人才的激勵(lì)和培養(yǎng)。文獻(xiàn)[14]提出了水電設(shè)備檢修網(wǎng)絡(luò)化管理模式，多種檢修方式相結(jié)合，引入先進(jìn)科技發(fā)展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)。

文獻(xiàn)[15]加強(qiáng)設(shè)計(jì)、制造、安裝期間遺留問(wèn)題攻關(guān)，排除設(shè)備隱患、消除設(shè)備缺陷，改善發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化日常運(yùn)行維護(hù)工作。

1 運(yùn)行維護(hù)關(guān)鍵策略

某巨型水電廠裝設(shè)6臺(tái)單機(jī)容量700MW的水輪發(fā)電機(jī)組，額定轉(zhuǎn)速為150r/min。立軸半傘式水輪發(fā)電機(jī)SF700-40/12770，水輪機(jī)HL153-LJ-660最大水頭（251m）與最小水頭（164m）比值為1.53，是當(dāng)前70萬(wàn)千瓦水輪機(jī)組中水頭最高的水輪機(jī)。作為調(diào)峰、調(diào)頻的主力電廠，在系統(tǒng)中承擔(dān)了調(diào)壓和事故備用任務(wù)，也是目前世界上與直流換流站之間輸送線(xiàn)路最長(zhǎng)的水電廠。

1.1 水輪機(jī)

1.1.1 轉(zhuǎn)輪裂紋

該廠自2010年2月首臺(tái)機(jī)組檢修開(kāi)始，各臺(tái)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪均出現(xiàn)不同程度的裂紋，多為貫穿性裂紋。經(jīng)分析評(píng)審認(rèn)為，在不合理的運(yùn)行工況下，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片承受的應(yīng)力較大，引起葉片疲勞損傷及裂紋。

1.1.2 轉(zhuǎn)輪動(dòng)、靜應(yīng)力

為解決水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裂紋問(wèn)題，在同類(lèi)型高水頭、高轉(zhuǎn)速、大容量的水輪機(jī)上首次開(kāi)展了轉(zhuǎn)輪真機(jī)動(dòng)應(yīng)力測(cè)試、全面掌握各工況下轉(zhuǎn)輪應(yīng)力情況。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)在開(kāi)機(jī)過(guò)程中轉(zhuǎn)輪葉片承受很大的動(dòng)應(yīng)力，隨著導(dǎo)葉開(kāi)度增大、轉(zhuǎn)輪過(guò)流流量穩(wěn)定，動(dòng)應(yīng)力逐步減小。同時(shí)，試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)在連續(xù)穩(wěn)定區(qū)和限制運(yùn)行區(qū)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)應(yīng)力主要來(lái)自于無(wú)翼區(qū)的動(dòng)靜干涉；但在禁止運(yùn)行區(qū)，動(dòng)應(yīng)力主要來(lái)自于轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)渦帶造成的尾水管壓力脈動(dòng)，特別是在200MW負(fù)荷以下，多個(gè)葉道渦帶和水力繞流的混頻作用，使動(dòng)應(yīng)力遠(yuǎn)超過(guò)正常運(yùn)行工況值。

1.1.3 降低轉(zhuǎn)輪葉片開(kāi)機(jī)過(guò)程中的動(dòng)應(yīng)力

針對(duì)開(kāi)機(jī)過(guò)程中轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力偏大的問(wèn)題，應(yīng)用了一種能夠增加水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪疲勞壽命的電站水輪機(jī)組的開(kāi)機(jī)方法。以開(kāi)機(jī)過(guò)程中轉(zhuǎn)輪葉片動(dòng)應(yīng)力分析為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速器軟開(kāi)機(jī)。機(jī)組轉(zhuǎn)速小于135r/min期間，采用斜率線(xiàn)性的方式，以0.25%/s的速率開(kāi)啟導(dǎo)葉，期間開(kāi)限為1.3倍空載開(kāi)度，從而使轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉上冠側(cè)應(yīng)力和導(dǎo)葉上冠下環(huán)側(cè)應(yīng)力得以有效減小。轉(zhuǎn)速在135r/min至142.5r/min過(guò)程中，將導(dǎo)葉開(kāi)度設(shè)定值設(shè)為1.2倍空載開(kāi)度，減小機(jī)組轉(zhuǎn)速上升速率，有效減小水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片靠上冠側(cè)的動(dòng)應(yīng)力。

1.1.4 單機(jī)運(yùn)行區(qū)域調(diào)整

根據(jù)全水頭及全負(fù)荷段機(jī)組穩(wěn)定性試驗(yàn)、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪動(dòng)應(yīng)力測(cè)試情況，綜合考慮運(yùn)行管理的方便性，將單機(jī)運(yùn)行區(qū)域的劃分調(diào)整為：空載及0～120MW為禁止運(yùn)行區(qū)；120～210MW為限制運(yùn)行區(qū)，單臺(tái)機(jī)組在該負(fù)荷段內(nèi)運(yùn)行時(shí)間每年不應(yīng)超過(guò)800h；210～480MW為禁止運(yùn)行區(qū)（振動(dòng)區(qū)）； 480～700MW為穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)。通過(guò)運(yùn)行負(fù)荷區(qū)的調(diào)整，可有效避免機(jī)組在禁止運(yùn)行區(qū)和振動(dòng)區(qū)運(yùn)行，降低機(jī)組在限制運(yùn)行區(qū)的運(yùn)行時(shí)間，使機(jī)組長(zhǎng)期處于穩(wěn)定運(yùn)行或高效運(yùn)行區(qū)，明顯控制了水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裂紋。

1.1.5 水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裂紋控制效果

各年度轉(zhuǎn)輪裂紋與低負(fù)荷運(yùn)行區(qū)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)對(duì)比見(jiàn)圖1，圖中當(dāng)年低負(fù)荷運(yùn)行區(qū)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)下年度檢修期轉(zhuǎn)輪裂紋長(zhǎng)度，實(shí)線(xiàn)線(xiàn)型曲線(xiàn)表示歷次機(jī)組檢修期各臺(tái)機(jī)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裂紋總長(zhǎng)（單位：mm），虛線(xiàn)線(xiàn)型曲線(xiàn)表示各年度修前低負(fù)荷運(yùn)行總時(shí)長(zhǎng)（單位：h）。該廠結(jié)合2012~2013年度機(jī)組檢修期優(yōu)化了所有機(jī)組的開(kāi)機(jī)方法，自2013~2014年度開(kāi)始轉(zhuǎn)輪裂紋長(zhǎng)度變化趨勢(shì)從原先的逐年增加轉(zhuǎn)變?yōu)橹鹉隃p少；2014年下半年優(yōu)化了機(jī)組運(yùn)行方式，自2015~2016年度起轉(zhuǎn)輪裂紋長(zhǎng)度的減少趨勢(shì)更加顯著。

圖1 轉(zhuǎn)輪裂紋與低負(fù)荷運(yùn)行區(qū)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)對(duì)比

1.1.6 開(kāi)展水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪修型

為根治水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裂紋，還開(kāi)展了水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪修型工作，主要工作為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪各葉片出水邊切割修型及三角替補(bǔ)塊焊接。根據(jù)CFD分析，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪修型后相關(guān)參數(shù)變化如下：葉片承受的最高靜應(yīng)力由104.04 MPa降低至89.76 MPa，降低了約14%，轉(zhuǎn)輪葉片承受的動(dòng)應(yīng)力預(yù)計(jì)下降超過(guò)50%。額定工況下的效率由94.10%降低至93.90%，降低了0.20%，但仍高于合同保證值93.75%。滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)空蝕安全余量降低為10%；修型前后葉道渦與原轉(zhuǎn)輪流速分布幾乎一致。

3號(hào)機(jī)組大修完成水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪修型，修型至今已連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)檢修期、未再出現(xiàn)裂紋，處理效果良好。

1.2 發(fā)電機(jī)

1.2.1 定子線(xiàn)棒電暈

機(jī)組運(yùn)行1～2年后發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒均出現(xiàn)不同程度的電暈現(xiàn)象。這種問(wèn)題在同類(lèi)型大容量機(jī)組中比較罕見(jiàn)，由于定子線(xiàn)棒電暈降低了絕緣材料的性能，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)展為樹(shù)枝化放電直到擊穿，必須及時(shí)處理。經(jīng)深入分析，發(fā)現(xiàn)定子繞組接線(xiàn)方式不合理引起發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒相間電位差較高，部分定子線(xiàn)棒相間電位差達(dá)到額定的線(xiàn)電壓水平，加上發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)較為緊湊，是導(dǎo)致定子線(xiàn)棒電暈的主要原因。

通過(guò)定子線(xiàn)棒繞組改接線(xiàn)、更換定子線(xiàn)棒和端箍、改善定子端部安裝工藝等方法，以徹底解決發(fā)電機(jī)定子電暈問(wèn)題。1號(hào)機(jī)組大修后，已運(yùn)行2年有余，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的電暈放電點(diǎn)。發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒的改造，有效保障了水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性，未改變發(fā)電機(jī)相關(guān)參數(shù)，線(xiàn)棒間的電位差由最高的97%e下降為70%e，大部分換相線(xiàn)棒間電位差為60%e，避開(kāi)了發(fā)電機(jī)電暈起始電壓，提升了發(fā)電機(jī)的健康水平。

1.2.2 空冷器防滲漏裝置

水輪發(fā)電機(jī)空氣冷卻器安裝在風(fēng)洞內(nèi)，機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中人員不便進(jìn)入檢查；同時(shí)空冷器流量較大，若運(yùn)行中出現(xiàn)少量滲漏，也無(wú)法及時(shí)在電廠監(jiān)控系統(tǒng)或信息系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期滲漏后會(huì)增加發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)空氣濕度，對(duì)電氣設(shè)備絕緣造成不利影響。發(fā)電機(jī)空氣冷卻器滲漏能夠造成發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒受損的事故。

為防止出現(xiàn)發(fā)電機(jī)空冷器滲漏引起的電氣事故，研發(fā)了水輪發(fā)電機(jī)空冷器防滲漏裝置，在發(fā)電機(jī)定子機(jī)座下環(huán)板加設(shè)擋水坎、外壁布置排水孔，并加裝滲漏引排管，在引排管出口設(shè)置報(bào)警裝置、信號(hào)引入監(jiān)控系統(tǒng)。在發(fā)電機(jī)空冷器冷卻管路發(fā)生滲漏時(shí)，利用定子機(jī)座環(huán)板間向外的循環(huán)風(fēng)力，將滲漏水通過(guò)排水管排出，報(bào)警裝置發(fā)出的信息可及時(shí)提醒運(yùn)維人員檢查處理，避免處理不及時(shí)引起的設(shè)備損壞。

1.3 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

由于電廠設(shè)備種類(lèi)繁多，各類(lèi)巡檢和監(jiān)盤(pán)工作會(huì)額外耗費(fèi)大量時(shí)間、精力，設(shè)備故障、缺陷信息可能存在遺漏，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)出現(xiàn)劣化趨勢(shì)時(shí)提前預(yù)警，來(lái)避免缺陷、異常甚至事故的發(fā)生。

開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、各在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、機(jī)組檢修信息化系統(tǒng)等數(shù)據(jù)的整合，具有設(shè)備自動(dòng)預(yù)警、報(bào)表自動(dòng)生成、智能趨勢(shì)分析、動(dòng)態(tài)預(yù)警、動(dòng)態(tài)報(bào)警、一鍵預(yù)警值設(shè)置等功能。

該系統(tǒng)大幅降低了運(yùn)行監(jiān)盤(pán)人員的技術(shù)門(mén)檻；趨勢(shì)分析功能為機(jī)組檢修定級(jí)、缺陷分析提供了有力支持，電廠運(yùn)行、維護(hù)和管理人員可盡早發(fā)現(xiàn)潛伏性故障，提前預(yù)警，避免發(fā)生嚴(yán)重事故；改善了現(xiàn)場(chǎng)資源配置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備全壽命周期管理，提升了設(shè)備的健康水平，減少了運(yùn)行人員報(bào)表制作、數(shù)據(jù)分析等定期工作量，保證了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.4 智能巡檢機(jī)器人

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行值班人員少，當(dāng)水機(jī)室等重要部位運(yùn)行中出現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題時(shí)，將無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和組織處理，極有可能造成設(shè)備損壞甚至引發(fā)水淹廠房事故。研發(fā)并應(yīng)用了智能巡檢設(shè)備，在水機(jī)室等重要部位安裝了基于O型軌道的智能巡檢機(jī)器人，具有智能巡檢和智能分析等功能，可以對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)的環(huán)境情況、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員作業(yè)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、自動(dòng)巡視、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)分析匯總，還具有視頻采集、煙霧探測(cè)、液體監(jiān)測(cè)、噪音監(jiān)測(cè)等功能。

1.5 全廠失電后的一鍵恢復(fù)

在廠用電全部失電或異常時(shí)，需臨時(shí)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，并通過(guò)多項(xiàng)倒閘操作來(lái)進(jìn)行廠用電的恢復(fù)。在壩區(qū)廠用電失電且須緊急操作泄洪閘門(mén)的情況下，將無(wú)法快速恢復(fù)泄洪閘門(mén)工作電源，可能會(huì)對(duì)大壩安全運(yùn)行造成極大影響。開(kāi)展了廠用電一鍵倒閘功能改造，實(shí)現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制，將10kV與400V開(kāi)關(guān)動(dòng)作情況進(jìn)行有序配合，柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)急啟動(dòng)后將自動(dòng)倒閘供電至壩頂配電室。原回復(fù)供電需10h，現(xiàn)僅需0.2h。

1.6 孤島模式下調(diào)速系統(tǒng)的控制方法

聯(lián)網(wǎng)模式下的調(diào)速系統(tǒng)控制策略和參數(shù)在孤島模式下出現(xiàn)了負(fù)荷調(diào)節(jié)品質(zhì)差、頻率控制不穩(wěn)定的問(wèn)題，特別是在孤島直流停運(yùn)后，出現(xiàn)了暫態(tài)高頻、深度調(diào)相和頻率過(guò)低等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響水輪發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)事故恢復(fù)。

在不同模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中，調(diào)速系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行模式自動(dòng)切換至對(duì)應(yīng)控制模式和參數(shù)，各模式下參數(shù)可在界面中在線(xiàn)設(shè)置，調(diào)整時(shí)無(wú)需重啟調(diào)節(jié)器。對(duì)“孤島模式”中細(xì)微的頻差進(jìn)行積分，從而引起系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)荷細(xì)微調(diào)整，達(dá)到控制頻率穩(wěn)定的目的。同時(shí)在系統(tǒng)頻率調(diào)整到小死區(qū)以?xún)?nèi)后，將產(chǎn)生的小積分輸出給定轉(zhuǎn)移至有功功率給定，并保證在轉(zhuǎn)移過(guò)程中頻率的穩(wěn)定。這樣就實(shí)現(xiàn)了在直流系統(tǒng)事故時(shí)，通過(guò)平穩(wěn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，將電廠孤島系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)組全部轉(zhuǎn)為空載運(yùn)行，頻率控制在±0.2Hz以?xún)?nèi)，便于事故情況下電網(wǎng)將孤島系統(tǒng)迅速并入聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

1.7 特高壓直流輸電線(xiàn)路的孤島運(yùn)行裝置

如果電站遠(yuǎn)離換流站，直流孤島運(yùn)行方式下送端電網(wǎng)十分薄弱，有效短路比很低，孤島系統(tǒng)中的故障有可能引發(fā)送端系統(tǒng)失穩(wěn)。直流雙極閉鎖情況下過(guò)電壓?jiǎn)栴}也十分突出，發(fā)電機(jī)組輸出功率與直流系統(tǒng)傳輸功率間容易產(chǎn)生不平衡的現(xiàn)象。通過(guò)設(shè)置孤島運(yùn)行專(zhuān)用裝置可有效解決此問(wèn)題，包括采用光纖傳輸信號(hào)的開(kāi)關(guān)站孤島專(zhuān)用裝置和廠房孤島專(zhuān)用裝置，采用兩套PLC雙重化冗余配置，直流雙極閉鎖時(shí)能夠快速切換聯(lián)網(wǎng)與孤島的運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換，快速消除發(fā)電機(jī)組輸出功率與直流系統(tǒng)傳輸功率間的不平衡，保證了直流孤島輸電線(xiàn)路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.8 其它設(shè)備運(yùn)行維護(hù)關(guān)鍵策略

通過(guò)防火災(zāi)、防水淹廠房、防漫壩潰壩、防極端天氣及地質(zhì)災(zāi)害、應(yīng)急通信等措施，提升了電廠應(yīng)急處置能力。在推力粘滯泵中加裝了帶有定位套的銅套實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑功能，減小了滑動(dòng)部件之間的摩擦力；將大軸補(bǔ)氣閥緩沖結(jié)構(gòu)由油緩沖改造為氣緩沖，并在新型大軸補(bǔ)氣閥底部增加了多孔浮球閥，防止尾水倒流入廠房；增設(shè)主要受力及承壓薄弱部位的振動(dòng)擺度保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)擺度過(guò)大報(bào)警以及啟動(dòng)緊急事故停機(jī)流程；新的筒閥啟閉控制方法，解決了筒閥系統(tǒng)發(fā)卡問(wèn)題；鎖定梁行走機(jī)構(gòu)，降低鎖定梁閘門(mén)行走輪負(fù)荷、磨損量和更換頻率；還實(shí)現(xiàn)了一系列機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制功能。

2 結(jié)論

率先在高水頭、高轉(zhuǎn)速、巨型水輪機(jī)上開(kāi)展了轉(zhuǎn)輪真機(jī)動(dòng)應(yīng)力測(cè)試，對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片修型，科學(xué)劃分機(jī)組運(yùn)行區(qū)域，提出了一種水輪發(fā)電機(jī)組的軟開(kāi)機(jī)方法，解決了水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裂紋問(wèn)題；在國(guó)際上首次對(duì)700MW水輪發(fā)電機(jī)的定子線(xiàn)棒繞組采取改接線(xiàn)、定子線(xiàn)棒和端箍更換、改進(jìn)定子端部安裝工藝等措施，解決了水輪發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒電暈問(wèn)題。提高了機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。

開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，具備自動(dòng)預(yù)警、自動(dòng)趨勢(shì)分析等功能；開(kāi)發(fā)了智能巡檢機(jī)器人，對(duì)重要部位進(jìn)行自動(dòng)巡視、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)分析統(tǒng)計(jì)；優(yōu)化筒閥系統(tǒng)啟閉控制流程，改進(jìn)筒閥直缸接力器全開(kāi)位置反饋裝置，提升公用系統(tǒng)設(shè)備可靠性；實(shí)現(xiàn)全廠失電后的一鍵恢復(fù)，提升應(yīng)急處置效率。

研究了孤島模式下的水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的控制和管理技術(shù)，開(kāi)發(fā)了孤島運(yùn)行專(zhuān)用裝置，保證長(zhǎng)距離孤島系統(tǒng)輸電的可靠性。

通過(guò)上述運(yùn)行和維護(hù)關(guān)鍵策略的研究和實(shí)施，提高了水輪發(fā)電機(jī)組、公用系統(tǒng)設(shè)備等的健康水平及其運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性和可靠性，有效降低了運(yùn)行成本，提高了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。

[1] 張生賢. 水電站電氣設(shè)備運(yùn)行維護(hù)探討[J]. 民營(yíng)科技, 2014(11):38.

[2] 何茂森. 淺析水電站運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題與對(duì)策[J]. 綜合論壇, 2014(4):393.

[3] 楊位. 淺談水電廠機(jī)械主設(shè)備可靠性管理[J]. 大科技, 2014(12):315-316.

[4] 安輝. 試論水電站機(jī)電設(shè)備技術(shù)管理與維護(hù)[J]. 科技與企業(yè), 2014(24):151.

[5] 陳洋. 水電廠運(yùn)行期綜合管理內(nèi)容和方式探究[J].科技與企業(yè), 2014(23):17.

[6] 范吉翰. 水力發(fā)電廠電氣設(shè)備的安全運(yùn)行及維護(hù)管窺[J]. 科技與企業(yè), 2014(24):8.

[7] 郭麗平, 胡偉建, 厲菊平. 關(guān)于水電站電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)分析[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品, 2015(01):85.

[8] 陳源林. 水電廠運(yùn)行維護(hù)節(jié)能探討與實(shí)踐[J]. 水電站機(jī)電技術(shù), 2009(2):60-61,66.

[9] 黃國(guó)禎. 廣州蓄能水電廠運(yùn)行與管理的現(xiàn)代化[J]. 水電自動(dòng)化與大壩監(jiān)測(cè), 2002(01):14-17.

[10] 李莉. 水電廠運(yùn)行安全管理分析[J]. 硅谷, 2014(24):180-183.

[11] 蔣心勇. 水電廠的運(yùn)行維護(hù)節(jié)能[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2013(33):170.

[12] 何光宇,等. 具有復(fù)雜水力系統(tǒng)的大型水電廠優(yōu)化運(yùn)行[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2009(05):100-102.

[13] 梁鋒. 水電廠現(xiàn)代生產(chǎn)管理模式的探討[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展, 2008(24):6-8.

[14] 馬龍, 肖燕鳳, 盧進(jìn)玉. 水電站檢修維護(hù)管理現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 水電與新能源, 2014(2):50-53.

[15] 趙曉嘉, 喬進(jìn)國(guó). 巨型水電站水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)維管理創(chuàng)新[J]. 水力發(fā)電, 2015(10):25-28,56.

The Key Strategies of Maintenance and Service of Giant Hydropower Plant

NAN Guanqun, ZHAO Xiaojia, FAN Yingchun, ZHANG Heming, QIAO Jinguo

(Xiaowan Hydropower Station of Huaneng Hydro Lancang Co., Ltd., Dali 675702, China)

The research and application of the key strategies of maintenance and service of giant hydropower plants are introduced, the dynamic data analysis system is developed, and the intelligent inspection is realized. The key strategies of the maintenance and service are studied in order to have an overall grasp of the true performance and vulnerable spot of electromechanical equipment, and to solve and eliminate the existing problems and hidden dangers. The active research and exploration are conducted by the improvement of the automation level, the guarantee of alarm validity and the improvement of the emergency measures, so that the health level of the electromechanical equipment will be improved. The control and management technologies, which can match the islanding system transmission, are studied to guarantee the reliability of long distance islanding system transmission. Centered on the prevention of equipment failure, the failure modes of different types of equipment are analyzed. And further more, the tasks and periods of the corresponding preventive monitoring and maintenance are made to prevent equipment failure by using state maintenance. The safety, stability and reliability performance of the hydroelectric generating sets and utility system equipment under islanding model are improved, the operating cost is reduced and the operating efficiency increased effectively.

giant hydropower plant; maintenance; service; key strategies

TM612

A

1000-3983(2018)05-0076-04

2017-12-16

南冠群（1965-），1988年畢業(yè)于湖北工學(xué)院，工學(xué)學(xué)士，電站黨委書(shū)記、副廠長(zhǎng)，先后參加過(guò)長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程建設(shè)，瀾滄江流域多個(gè)大型水電站機(jī)電工程設(shè)計(jì)、制造、安裝及驗(yàn)收工作，高級(jí)工程師。