关于水力发电设备检修的探讨分析

从水力发电设备实际的大修内容看，主要是因空蚀、磨损、腐蚀、老化、疲劳引起的零部件损坏和构件松动，但要直接测量，尤其像橡胶密封老化程度的在线测量是十分困难的，甚至是不可能的。所以在故障诊断推理系统的监控中心中设置人工干预功能，适时补充案例层知识，实现人机结合、智能互补是必要的。
1 状态检修的必要性
随着设备健康水平的不断提高，设备状况越来越好，如果继续执行计划检修，就有可能在机组状况尚好的情况下，盲目大拆大换，既浪费人力、物力、财力，又降低了机组的可用率，在某些情况下甚至还会损害机组的健康水平。特别是进口设备，大都质量良好，质量保证期较长，其安装工艺和精度都有一定的要求。有些厂家在产品说明书中还注明，有些部件不得随意拆卸，如果非要拆卸必须有厂家代表在场指导，否则，质量难以保证；有些部件虽可拆卸，但拆卸次数有限。所以，必须改革计划检修模式，以适应水电设备技术水平的变化。
状态检修是通过运用综合性的技术手段，准确掌握设备状态，预测设备故障发生、发展趋势，借助技术经济分析，进行检修决策的一种现代化的设备检修模式。特点是检修时机和工期是预知的，检修项目是明确的，是一种科学、合理、经济的检修模式，对提高设备的可用率、降低设备检修损耗具有十分重要的作用。水利电力部颁发的《发电厂检修规程》规定：“应用诊断技术进行状态检修是设备检修的发展方向，应在条件成熟的电厂进行试点工作，积累经验，逐步推广。”因此，水电设备应积极实行状态检修，以适应设备、人员、改革的需要，克服计划检修的诸多弊端。


2 状态检修的可能性
随着计算机技术、传感技术、信号检测、信号处理技术以及专家系统的发展和应用，特别是许多水电厂已经投运的计算机监控系统，为设备状态监测及诊断提供了坚实的技术基础和物质保证。水电设备在设计、安装、运行、管理、维修等方面的长期经验积累和不断完善的设备管理制度以及丰富的运行、检修资料，为设备诊断专家系统提供了较为明确的分析、判断、决策依据。


3 状态检修应注意的几个问题
3.1 坚持安全第一的思想，有计划、有步骤、积极稳妥地开展水电设备状态检修。应从客观实际出发，根据水电厂的设备现状、管理水平、人员素质选定具有一定条件的厂、机组、设备开展试点工作，要在试点的基础上，再逐步推开。现阶段的状态检修应融合故障检修、计划检修为一体，以设备具有最大可靠性和最低维修成本为目标，既要积极探索状态检修，又要防止盲目延长检修间隔而造成设备失修。
3.2 水电设备状态检修应实行全过程管理。水电设备状态检修是一项复杂的系统工程，要搞好这项工作，必须从设计选型、制造安装、运行管理、科学研究等各个方面，积极为状态检修创造条件。在设计选型时，应选择质量好、可靠性高、便于监测、易于检修的设备；在制造安装时，应考虑设备的诊断措施，配备相应的监测设备，预留相应位置；在运行管理时，应加强设备维护，加强设备消缺，保证设备完好性。定期进行设备运行状态分析，注意横向、纵向比较和发展趋势走向，加强运行资料的保存、整理；同时，应加强状态检修的科学研究，在理论上、实现方法上、诊断设备的研制上不断探索，积极进行状态检修工作的国内、国外技术交流。
3.3 应制定相应的技术标准和管理制度。水轮发电机组状态的好坏既影响机组的安全经济运行，又决定机组的检修时机和工期。如何正确判断水轮发电机组的运行状态，更大限度地使其正常运行，充分发挥机组的运行能力，防止盲目停机检修，又做到应停即停，该修必修，修理项目明确，是状态检修首先需要解决的问题。状态检修工作尚处于探索阶段，从管理制度上，要营造良好的外部环境，消除状态检修的后顾之忧；要对现有的检修管理制度、安全管理制度、可靠性管理制度等进行完善，形成状态检修的激励机制。
3.4 应充分利用计算机监控系统资源，避免重复建设。现在，绝大部分水电厂都具备计算机监控系统，在进行状态检修诊断系统建设时，要积极利用或经过一定的转换引用其监测资源，节省投资，避免布线和布置设备拥挤或重复，在建设监控系统时，要考虑为诊断系统留有接口。


4 我国状态检修概况
我国电力系统最早提及状态检修问题是在 1986 年一次检修工作会议上，并在 1987 年新颁布的《发电厂检修规程》中明确指出，“应用诊断技术进行预知检修是设备检修的发展方向，各主管局可先在部分管理较好且检修技术资料较完整的电厂进行试点，积累经验，逐步推广。”但由于种种原因，这项工作一直未能系统实施。进入 20 世纪 90 年代后，随着我国改革形势的不断深入，电力检修体制改革也呼之欲出。近几年，先后有120 多位中国专家、领导和科研人员参观了美国电力研究院诊断检修中心，1996 年，电力部副部长陆延昌同志在审阅电力部可靠性管理中心组织的一次对美国的考察报告时，批示“状态检修工作应在 1997 年有突破性的进展”。


5 水电机组故障诊断特点
水电机组故障诊断主要包括水轮机诊断和发电机诊断，二者互为关联。
水轮机诊断包括：轴系、叶轮、叶片、导轴承、润滑系统、支撑系统、控制系统等部位故障的诊断。主要故障特征包括：油箱油位的升高和降低、油温的升高、轴瓦平均温度升高、轴瓦温度上升率、摆度升高、轴承振动升高、振动和摆度随转速、负荷变化的趋势、有无负荷的振动情况。
发电机诊断包括：定子线圈、定子磁心、转子、轴系等部位故障的诊断。定子线圈的诊断采用局部放电法（脉冲高频容量）用于检测线圈、线棒、线棒支撑的绝缘情况及线圈断路。定子铁芯和转子的诊断运用一组气隙测量传感器监测定子孔径和转子圆周、偏心所造成的动态气隙情况。
检测的参数一般有：机架振动、摆度、温度、电量、气隙、绝缘监测、气蚀、压力脉动等。对于诊断导轴承、推力轴承以及其它一些复杂的故障，诊断系统要综合考虑分析各检测参数。
水电机组的设计、制造、安装和大修中，都对机组各状态参数提出规定和要求，但由于水电机组在运行过程中存在不规则的水力干扰，不仅不同机型不同容量不同结构的机组，实际运行参数量值及其变化规律不一样，而且同一电站同一机型的几台机组，运行参数实际也难一致。如一般机组瓦温带满负荷时比空载时高 3 ℃～5 ℃，而有的机组带负荷后温度并没有上升，甚至略有下降。又如有些机组上机架振动达 l mm 而能长期运行，有的水导运行摆度达到 0.8 mm，瓦温却正常，运行也稳定。因此，要在故障诊断推理系统内制定一个统一的标准，难度很大，而且到目前为止，尚未有一个国际性的状态监测标准。


6 结束语
在我国长期以来，水力发电设备检修都是以预防为主来进行计划检修。这在计划经济体制下，尤其是在电力系统缺电的情况下，尽量避免发电设备被迫停机，保证向用户不间断供电，减少拉闸限电次数，曾起到了一定的积极作用。然而，这种检修方式的时间间隔、工期、检修项目等基本是建立在传统经验的基础上，千篇一律，对设备的实际状况考虑较少，工作具有一定的盲目性，存在着检修周期短、工期长、费用高、项目针对性少的问题，已越来越不适应技术水平大大提高了的水电设备，已越来越不适应大电网、高电压、大机组、高参数、高自动化的电力系统，已越来越不适应市场经济体制改革和电力体制改革的要求。