杜伟伟
中国水利水电第五工程局有限公司 四川 成都 610000
摘要：水轮发电机组作为水利发电站的核心设备，其工作质量的高低对于水利发电站运行的安全性和稳定性有着决定性的影响。但在实际应用中由于受到水轮机制造工艺、运行环境等因素的影响会造成水轮机发电机组出现故障现象，严重地影响着水轮机的正常运行。
关键词：水轮发电机组；状态监测技术
引言
水轮发电机组是水电厂的关键设备，运行状态直接影响着水电厂运行的安全性与稳定性。随着科学技术的不断进步，电厂设备的维修方式也发生了很大的改变，从传统以时间为基础的定期“预防性维修”向现代以状态监测为基础的“预测性维修”过渡，在自动化状态监测技术的支持下，大中型水电厂朝着无人值班或者少人值班的管理模式发展，相关研究资料表明，相对于传统的“预防性维修”，现代的“预测性维修”可以促使水电厂每年减少25%～50%的维修费用，因故障停机的时间能够减少75%，所以，研究水轮发电机组状态监测技术就显得十分必要。
1水轮发电机组状态监测
水轮发电机组是指由水轮机、发电机及其附属设备（调速系统、励磁装置）组成的水力发电设备，是水电站的核心设备。水流通过水轮机，将水的势能转换为动能，带动发电机旋转，最终转化为电能，整个发电过程具有污染少、效率高等优点。但是，水轮发电机组设备的维护也需要相当高昂的费用，每年需要将机组停运并对各个部件进行定期检修和维护。因此，对水轮发电机组运行状态进行监测是很有必要的，可以在重大设备事故发生之前发现水轮发电机组的故障，及时停机进行维修，避免不必要的经济损失。水轮发电机组的重大故障多由小缺陷累积产生，存在一个逐渐发展的过程，在这个过程中会出现很多缺陷征兆。发电设备的状态监测就是通过分析整合国内外同类型水轮发电机组运行过程中易发生的故障，掌握故障发生时的缺陷征兆，利用大数据技术进行分析处理，及早发现水轮发电机组的故障并及时采取措施，为机组安全稳定运行提供有力保障。目前，水力发电厂通常采用在线监测系统对机组运行时的震动、摆度以及温度等参数进行监测，用于跟踪记录机组的运行状态。现有的监测系统普遍具有系统建设投入高、所需监测点多、数据资料繁多、分析处理难度大等问题，存在一定的局限性，无法快速直观判断出是否存在设备异常。
2水轮发电机组状态监测技术的现状
2.1机组振动稳定性监测技术
机械振动是导致水轮发电机组出现故障的主要因素之一，导致机械振动的因素主要表现在轴线不对中、水压脉动和转动部分质量不均等方面，我国许多水电厂都发生过异常振动的现象，相关专家在20世纪50年代就开始研究机组振动的课题，大、中、小型水轮发电机组都发生过类似的事故，如我国的葛洲坝水电站、密云水电站等，现阶段水轮发电机组状态监测技术主要通过机组的机组振动、主轴振动和水压脉动等参数来进行监测。一般而言，水电厂需要采取传感器监测技术，利用低振动速度传感器亦或是高振动速度传感器来监测，在实际的工作实践中，并非全部的水轮发电机组都需要安装监测系统，技术人员需要根据水轮发电机组的实际情况进行监测，从而有效地降低运行成本，为提升水电厂的经济效益奠定良好的基础。
2.2水轮发电机组效率监测技术
随着科学技术的快速发展，我国水轮发电机组监测技术得到了快速发展，监测水平有了很大提升，可以通过信息化系统向技术人员反馈水轮发电机组的效率，一旦发生效率过低的问题，水电厂的技术人员及时地采取有效措施给予处理，确保水轮发电机组处于安全稳定的工作状态。
总而言之，水轮发电机组效率监测技术的快速发展和广泛应用，为国内水电厂水轮发电机组效率的提升创造了良好的条件，而且在水轮发电机组运行安全方面发挥着很大的作用，运用水轮发电机组效率监测技术较为成熟的国家主要集中在欧美地区，如美国的水力监测软件等，这些技术得到了很好的应用，而且取得了很好的应用效果。
2.3发电机气隙与磁场强度监测技术
随着科学技术的发展和全球化进程的加快，此技术在世界各国都得到了广泛应用，我国对于发电机气隙与磁场强度监测技术的研究较晚，但是进入21世纪以来，我国发电机气隙与磁场强度监测技术也得到了不错的发展，越来越多的系统得到了安装和应用，取得了很好的应用效果，如我国华科同安NT800系统，与此同时，我国的AGMS系统作为单独气隙监测系统得到了广泛应用，同时也获得了良好的使用效果，在很大程度上增强了水轮发电机组工作的安全性与稳定性，促进了我国水电事业的发展。
3提升水轮发电机组质量控制手段
3.1制定科学安装要求与规定
在水轮发电机组安装操作过程中，安装人员必须严格地按照相关规范和要求开展设备的安装操作。加强水轮发电机组安装过程中的监督力度，不仅可以及时地发现和解决设备安装过程中存在的问题，而且促进了设备安装质量和进度的有效提升。另外，安装人员必须密切地观察水轮发电机组安装过程中的变化情况，然后，根据实际情况制定具有针对性的安装规程，明确工作人员在水轮发电机组安装过程中的责任、技术落实、管理以及质量控制等内容，确保水轮发电机组安装的顺利进行。
3.2定期总结，强化研究
由于水轮发电机组工作过程中任何一个环节出现问题都会影响设备的整体质量，所以，工作人员必须根据水轮发电机组的特点和实际情况，制定科学合理的水轮发电机组维护规程。为了促进设备质量的有效提升，工作人员应该根据工程规范要求和施工现场实际情况，总结分析设备运行过程中出现的问题，为后续水轮发电机组的维护作业提供数据参考。
3.3做好质量检验工作
零部件、工程设备、施工材料等是水轮发电机组不可或缺的物资，其质量的优劣对于水轮发电机组质量的优劣有着决定性的影响。因此，施工企业必须采取积极有效的措施，确保零部件、工程设备、材料等质量，达到水轮发电机组的质量标准和要求后，才能将其应用于水轮发电机组的运行中。这就要求，施工企业必须在水轮发电机组所需的零部件、工程设备、材料等进场后，及时地安排专业人员进行品种、型号、规格以及质量的检验，并在确定质量检验合格后，才能允许其进入市场现场，一旦发现质量不合格，必须立即予以更换。
3.4加强技术人员学习培训
由于水轮发电机组的维护监测是一项周期性的工作，所以，为了促进水轮发电机组运行的质量，工作人员必须及时地反馈发电机组运行过程中出现的各种及时问题，然后，通过全面分析和总结提高自身的专业技术水平和能力，降低外部因素对水轮发电机组运行和质量产生的影响。
结束语
在当前信息技术发展背景下，从机电设备本体基础开始建设智能化电站，设备智能化能够为电站提供自身运行的所有数据，应用大数据挖掘技术，具有自我监测、自我诊断以及预报预警能力，能够适应新形势下智能电站的发展需求。从状态监测、故障诊断、故障预测与健康管理管理等角度进行功能开发，通过对电站发电机组设备健康数据的分析和评估结果，准确地掌握机组运行工况，分析机组运行状态，提高机组运行效率，保障国家电力的稳定供应，提高电站机组运行经济性指标，促进电力事业健康发展。
参考文献
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