水电厂状态检修技术

杨剑裴燕

摘要：水电厂的主要作用是将水的位能和动能转换成电能，随着国民经济持续快速增长，工业现代化进程明显加速，环境问题、资源开采等问题日益紧张。通过水资源开发解决能源短缺问题，改善生态环境，促进经济发展具有十分重要的意义。水电资源开发中水电机组是不可或缺的重要设备，水电机组检修是一项经常性的工作，确保水电机组正常运行。

关键词：水电资源；水电厂；状态检修

引言：

通过大力发展水电事业能够改善农村地区生活条件，缓解能源和环境矛盾，加快社会发展，维护社会稳定。在水电厂管理工作中机组状态检修是基础性的工作，水电厂设备众多，如果检修工作不到位，很可能会引发安全隐患，影响设备正常运行，从而影响水电厂的经济效益，造成严重的损失。因此，必须加大对机组设备检修工作的重视，采取状态检修技术做好日常维护工作。

一、状态检修概述

水电厂“状态检修”就是通过对运行设备的状态监测与诊断分析，充分掌握设备的健康状况，以可靠性为中心，确定设备的检修方案和检修时间区间，在此基础上综合考虑水情(水位水量)、机情(设备状况)、电情(电力市场)，作出最优的检修决策，用最低的检修成本使设备的可靠性最高、可利用率最高，从而实现水电企业经济效益最大的目标。随着制造工业的发展、科技的进步和电网结构的加强，目前正在探索“状态检修”，即在设备状态评价的基础上，以设备的状态为依据，根据分析诊断结果，安排检修时间和项目，以达到确保安全、提高经济效益的目的。近几年来，部分水电厂和水力发电企业已进行了初步的实践。状态检修必须在确保设备安全、循序渐进、因地制宜的基础上进行，采取常规离线监测与在线监测相结合，并建立相应的考核机制，做好前期基础工作。

二、水电厂状态检修的现状

从70年代开始，我国在水电厂状态检修方面开展了大量的探索，通过自主研制和引进吸收，在机组状态监测与诊断方面取得一定的成绩，也积累了一些经验。随着我国电力市场经济体制的逐步建立，水电厂“无人值班”(少人值守)工作取得了较好的成效，机组在线监测工作也已经起步。部分新建水电厂引进了较为先进的设备，如隔河岩、二滩电厂引进了气隙监测系统，机组的振动监测系统也较为完善;有的水电厂正在进行技术改造，机组设备的在线监测工作已经提到议事日程。国内的一些高等院校、科研机构在引进、消化吸收国外先进的机组状态检测设备、”状态检修”理论和实践经验的基础上，结合我国国情和水电厂创一流工作，研制开发了一些实用性较强的状态监测系统。武汉大学动机学院动力系、南京自动化研究院、水利部电力部机电研究所、深圳市洲立达电子技术有限公司、北京万瑞达监控公司、北京英华达公司、北京伟业自动化系统开发公司、维保监测系统公司、力源公司等多家从事状态监测系统开发的生产厂家及科研机构，通过自行研制开发或引进消化吸收国外先进水电机组，状态检修，科研成果并投入实际应用，取得了较好的成效。

三、水电厂状态检修中仍存在的问题

1、状态检修还无法完全实施

我国水电厂状态检修方面的研究和实践起步较晚，经过20多年的研究，在状态检修方面取得了一定的成绩，为水电机组运行提供了稳定的技术支持。但毕竟我们的研究时间有限，与发达国家相比技术创新和应用上还存在一定的缺陷，要想充分发挥状态检修技术优势还需要不断的研究发展。需要技术人员不断创新，完善状态检修技术，使其更适用于现代水电厂建设和运营。

2、监测装置的功能还不够完善

完整的在线监测系统中各监测装置的功能不仅限于准确可靠的信号采集并存储、参数通道名称、工况状态监测数值显示、报警、开停机趋势显示等功能，还应该具有信号分析能力、特征信号的辨识能力，从而反映运行设备的内在状态。而目前国内的大多数监测装置的功能仅仅限于一些普通的功能，缺乏信号分析能力、特征信号辨识能力。这一现状的存在，使得在线监测系统的功能很难被完善。所以，如何提高监测装置的能力是一项需要重视的问题。

3、在线监测系统的功能不够完善

完整的在线监测系统不仅仅要拥有设备状态监测的功能，还应具备一套完善的专家诊断系统。然而，现目前的大多数水电厂的在线监测系统还仅仅停留在状态监测的步骤，缺少对状态监测的结果进行诊断的功能。这种现状的存在，使得在水电厂配置的在线监测系统无法进行设备运行状态的诊断和预测。虽然有一部分在线系统具备自动诊断状态检修模式，但这种模式也仅限于咨询诊断阶段，距离真正适用的、可靠的、准确的故障诊断专家系统还有很大的距离。

四、如何有效地进行水电厂状态检修

1、建立与状态检修相适应的考核机制

水电厂运行中安全问题是其发展基础，现阶段状态检修缺乏相应的考核机制，当设备在规定期限内出现非人为故障时，检修部门的责任认定较轻，但如果没有定期开展检修工作而导致故障发生，则是检修部门的工作出现失误。水电厂设备众多，检修和预试年限均是依据有关国家标准、规程下达的，电厂依据这个年限来安排工作，上级部门也是据此进行考核。

2、做好前期的基础工作

应建立计算机检修管理系统(CMMS)，录入和完善有关设计、制造、安装、运行、检修、试验等记录的原始数据，以及电气参数、机械参数、水力参数、绝缘和化学监督等，建立设备状态数据库，形成一套完整的水电厂综合检修管理系统。也可根据现场实际，研究利用现有的信息管理系统(MIS)、计算机监控系统和OA系统实现初期状态检修的可能性。

3、大胆应用新技术，完善人工监测

我国许多水电厂已安装投运的在线监测装置性能比较可靠，如:机组振动摆度监测装置、变压器在线监测仪、油色谱在线监测仪、各部温度巡检装置等，但对于局部放电、定转子空气间隙、水轮机空化、机组相对效率监测等还有待完善和开发。作为发电厂，应积极采用可靠的在线监测装置，对不完善的可利用离线监测来弥补，将在线监测和离线监测有机地结合在一起，准确地掌握设备的真实状态。

4、状态评估及其实现方法

在实际的生产和应用中，设备的状态可分为完好及故障2种。即使只是将设备简单地分为“可用”和“不可用”2种状态，“可用”也不代表设备的完好。“可用”状态是过程，这个过程中包含着设备由完好向故障状态的转变。如今我国的设备状态检测及其相关技术仍然有较大的提高空间，亟需状态检修体制的建立，作为一个过渡阶段，而不定期地进行预防检修，作为一种过渡性的措施，十分必要。不定期的预防检修根据机组在实际运行中运行和启停的情况，调整其维修间隔时间。在启动及调峰中，机组的损伤是热疲劳性质的，而连续的稳定运行，更会造成机组氧化、腐蚀、蠕动等现象，由此便有了大修的时间间隔的计算方法。

5、建立专家系统和仿真系统，实施智能化判断和决策

专家系统是应用计算机将人工诊断形成知识库和推理机，利用数据库和数据，对设备的状态进行分析和判断。仿真系统是将监控系统和各自动化装置采集的数据在模型仿真机上进行分析和判断。这两个系统结合起来将可以实行状态检修的智能化判断和决策。

结语：水电厂状态检修能够提高机组设备运行的稳定性和可靠性，通过状态检修技术能够针对水电机组特点减少检修次数，降低维修费用和设备的故障率。但由于我国状态检修技术仍然需要加大研究和实践，作为维护人员应完善维修管理方法，创新思路，努力提高自身业务素质，提高检修水平，为水电机组运行营造良好的环境，促进我国水电事业健康发展。

参考文献：

[1]杨礼军.水电厂设备状态检修管理探讨[J].设备管理与维修.2017(14)

[2]万散杭.水电厂机电设备状态检修[J].科技创新与应用.2016(04)

[3]朱淑峰.变电设备状态检修的探讨[J].装备制造.2015(06)