水电厂的状态检修和故障诊断技术研究

水电厂的状态检修和故障诊断技术研究

覃忠将

(广西水利电力建设集团有限公司广西南宁市530000)

摘要：文章对水电厂实施状态检修和故障诊断技术的必要性进行分析，提出了水电厂状态检修的总体设想，介绍状态检修和故障诊断技术的具体方法，以及状态检修和故障诊断系统功能的实施方法，以供参考。

关键词：水电厂；状态检修；故障诊断技术

1引言

在目前我国经济快速发展以及我国社会用电负荷在不断增加的情况下，我国加大了对发电企业建设规模的扩大以及装机容量的增加。但是由于我国传统的火力发电形式在电能生产中会造成严重的资源浪费和环境污染问题，因此我国近年来加大了对水电等清洁型发电形式的应用力度。而且在目前水电厂相关技术进步以及设备自动化和智能化水平不断提高的同时，对水电厂的运行质量和安全也提出了较高的要求。这就需要在目前水电厂自动化和管理水平不断提高的同时来逐步实现无人值班管理模式的发展过程中，做好水电厂设备的状态检修和诊断工作，为上述管理模式的实现和发展提供技术支持。

2水电厂状态检修总体设想

水电厂的状态检修属于一项具有较高技术难度和较为复杂的系统工程，在此工作的开展中需要对水电厂的实际情况进行结合。首先就是要对合适的参数来进行选取，并将其作为监督的主要依据。在对这些参数特征进行检测的过程中要对设备的自身健康状况进行结合，然后采用在线监测或者观察等技术手段来实现对设备状态的获取。其次就是对成熟的监测手段来进行选择。通过成熟的监测手段来保证状态监测系统运行的稳定性以及可靠性，对状态检修工作的重要作用进行充分发挥。三是按照分阶段的方式来进行状态检修工作的开展，而且在此工作开展中应以合理的实施方案作为重要依据。而此实施方案则就是在对系统特征进行分析的基础上将其分为几个子系统，然后在这些子系统特点的基础上行进行制定的。在分布实施上述状态检修方案的同时，还要做好对电气PT、CT等的监测工作，实现对一次性投资的减少以及防止出现投资浪费等问题。

3状态检修和故障诊断技术方法

3.1状态检修参数的选择

在对水电厂中需要进行状态检修的设备的运行状态进行了解之后来对其特性参数进行展现，而且针对不同的设备来对系统参数进行适当选择。首先针对电气设备参数来说，由于水电站中进行状态检修的重点电气设备主要就是电容式电压互感器、耦合电容器、主变压器和交联聚乙烯电缆等。因此在确定电气设备参数选择时，就需要针对电容型的电气设备要做好局部放电、铁芯接地电流、油中溶解气体等参数的监测。而且针对其中的氧化锌避雷器来说则需要针对其功耗、阻性电流和泄漏电流等参数做好监测工作。其中的变电站则主要做好污秽绝缘子的湿度和温度的监测等。然后是针对水电厂的机械设备参数来说，在进行参数选择时不仅要满足对水电机组的实时运行情况进行监测以及对机组存在的故障和状态检修进行系统分析的要求，还要满足通过各个子系统来进行分布式计算机网络系统建立的要求。在此基础上来满足分散处理和集中管理的要求。因此针对机械设备的参数则需要重点对机组的压力脉动、效率和功率等参数进行监测，也就是机组温度、辅助设备参数和导叶开度等参数。

3.2电气设备状态监测

针对电气设备中的少油式高压电气设备来说，需要做好电气设备绝缘状况的监测。而由于影响绝缘介质的损耗的因素主要有电容量和绝缘电阻，因此针对其状态监测则需要重点做好对介质损耗泄漏电流的监测，实现对此类电气设备绝缘状况的了解。而针对其中的氧化锌避雷器来说，针对其所具有的较好的非线性特征，要做好对其响应时间和绝缘水平等相关参数的监测，确保其在具有不用串联间隙的优点下发挥其较快响应时间和良好绝缘水平的优势来确保电力系统的安全稳定运行。针对其中主变压器来说，则需要重点监测电容值、铁芯电流以及局部放电等参数。

3.3发电机监测

针对水电厂中的关键设备之一的发电机来说，由于其重要的结构组成有定转子结构、通风系统以及绝缘等部分，因此为了实现对其运行状态的在线监测则需要对较多的参数和部件进行监测。这就需要对发电机部件的运行情况和实际情况进行深入了解和结合，通过对其系统参数的监测来做好对各个特征量的准确测量工作，为发电机的状态检修和故障诊断提供科学依据。

3.4水轮机状态检修

水流流经水轮机部件时，在局部区域因流速增大，导致压力下降，当压力低于汽化压力时水汽化，形成水流的沸腾，对过流部件发生侵蚀作用，称为汽蚀。汽蚀是水力机械特有的一种破坏现象。由于汽蚀破坏，水轮机过流部分可能会出现麻点、穿洞、裂纹，甚至大量金属物质脱落，致使机组效率降低，噪声和振动加剧，机组寿命缩短，检修工作量巨大。通过对机组运行工况下的水流压力、噪声、振动及流量实时测量信号，进行分析计算，用多种方法对机组运行工况的汽蚀程度进行诊断预测，以便及时采取措施，避免机组在汽蚀严重工况下运行。

水轮发电机组调速器系统的状态检修主要是通过静态特性试验和动态特性试验反映出来。调速器静特性是指在平衡状态下，接力器行程与转速之间的关系实际上近似于一条直线。调速器静特性试验就是进行两者之间的对比。评价调速器的动态品质要从稳定性、准确性、速动性三方面考虑。调整器动态特性试验包括水轮机启动试验、水轮发电机组空载扰动试验、水轮发电机组负荷扰动试验、水轮发电机组甩负荷试验。

3.5环境参数

电气设备运行中的环境参数也是影响其运行状态的重要参数，因此需要对环境参数中的温度和湿度等参数进行合理测量，这就需要通过标准传感器来对环境参数信号进行获取并向主控机中进行发送，实现对环境参数的检测。

4系统功能实施方法

4.1主要系统功能

在监测水电厂机组设备时，通过在线监测装置来对设备运行状态进行分析诊断之后通过网络来进行诊断信息向计算机中进行传输并对数据进行分析，实现对水电站运行设备状态的评判和分析。其中的在线监测系统可以实现对实时数据的获取，主要的数据有变压器局放信号以及避雷器泄漏电流等数据。然后是通过状态分析专家系统的建立来利用自身知识表达方法，在数据库中存储其专家经验和数据，其中重点有推理机制、诊断知识库、实时数据库等形式。

4.2状态分类和故障识别方法

首先就是神经网络方案。在此方案中主要包括神经网络预测功能、谱估计技术、信号处理技术以及自学能力等。此方案的原理就是在对动态规划理论中的最短路径等功能在故障诊断系统中进行应用，而且在此基础上提高其自适应能力、任意逼近连续函数能力和自学习能力等。通过上述应用还可以实现对电力系统故障中的非线型问题的处理。然后就是状态空间方案。此方案的原理就是将机组特征参数所构成的状态空间进行评价。在对系统进行综合性描述时所采用的特征函数为x（X1X2……Xn），其中括号中的数值为信息特征。

5结语

在目前信息技术以及传感器技术快速发展的同时，对实现水电厂状态检修和故障诊断提供了有力的技术支持。在进行水电厂的状态检修和故障诊断工作中，需要在子系统研发的基础上开展实际的状态诊断过程，实现水电厂发电设备运行可靠性的提高，以及推动水电厂运行经济效益和社会效益的提高。

参考文献：

[1]刘艳英.基于大数据的水电厂状态检修方案探讨[J].数字技术与应用,2017(10):230-231.

[2]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):23-25.