在我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)，水力發(fā)電設(shè)備檢修都是以預(yù)防為主來(lái)進(jìn)行計(jì)劃?rùn)z修。這在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，尤其是在電力系統(tǒng)缺電的情況下，盡量避免發(fā)電設(shè)備被迫停機(jī)，保證向用戶不間斷供電，減少拉閘限電次數(shù)，曾起到了一定的積極作用。然而，這種檢修方式的時(shí)間間隔、工期、檢修項(xiàng)目等基本是建立在傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，千篇一律，對(duì)設(shè)備的實(shí)際狀況考慮較少，工作具有一定的盲目性，存在著檢修周期短、工期長(zhǎng)、費(fèi)用高、項(xiàng)目針對(duì)性少的問(wèn)題，已越來(lái)越不適應(yīng)技術(shù)水平大大提高了的水電設(shè)備，已越來(lái)越不適應(yīng)大電網(wǎng)、高電壓、大機(jī)組、高參數(shù)、高自動(dòng)化的電力系統(tǒng)，已越來(lái)越不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革和電力體制改革的要求。

1、狀態(tài)檢修的必要性

隨著設(shè)備健康水平的不斷提高，設(shè)備狀況越來(lái)越好，如果繼續(xù)執(zhí)行計(jì)劃?rùn)z修，就有可能在機(jī)組狀況尚好的情況下，盲目大拆大換，既浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力，又降低了機(jī)組的可用率，在某些情況下甚至還會(huì)損害機(jī)組的健康水平。特別是進(jìn)口設(shè)備，大都質(zhì)量良好，質(zhì)量保證期較長(zhǎng)，其安裝工藝和精度都有一定的要求。有些廠家在產(chǎn)品說(shuō)明書中還注明，有些部件不得隨意拆卸，如果非要拆卸必須有廠家代表在場(chǎng)指導(dǎo)，否則，質(zhì)量難以保證;有些部件雖可拆卸，但拆卸次數(shù)有限。所以，必須改革計(jì)劃?rùn)z修模式，以適應(yīng)水電設(shè)備技術(shù)水平的變化。

另外，隨著設(shè)備自動(dòng)化程度、人員技術(shù)水平的不斷提高和“無(wú)人值班”(少人值守)制度的逐步推行，以及電力體制改革的不斷深入，減人增效，推進(jìn)檢修體制改革已勢(shì)在必行。國(guó)家電力公司1997年專文下發(fā)了“關(guān)于全面實(shí)行新廠新辦法，逐步進(jìn)行檢修體制改革，進(jìn)一步推進(jìn)減人增效的若干意見”明確指出，要積極推進(jìn)檢修體制改革，條件成熟的，要實(shí)行集中檢修，梯級(jí)水電廠要通過(guò)技術(shù)改造實(shí)行集中管理。要減人增效，必須改變運(yùn)行人員越來(lái)越少、檢修人員相對(duì)越來(lái)越多、檢修任務(wù)越來(lái)越不飽滿的局面，精減檢修隊(duì)伍。同時(shí)，水電要實(shí)行流域、梯級(jí)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)集中管理、集中檢修，水電廠的檢修人員也必然會(huì)減少或取消，這樣，勢(shì)必打破原有計(jì)劃?rùn)z修格局。所以，必須改革計(jì)劃?rùn)z修模式，以適應(yīng)水電廠人員的變化。

狀態(tài)檢修是通過(guò)運(yùn)用綜合性的技術(shù)手段，準(zhǔn)確掌握設(shè)備狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè)備故障發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)，借助技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，進(jìn)行檢修決策的一種現(xiàn)代化的設(shè)備檢修模式。特點(diǎn)是檢修時(shí)機(jī)和工期是預(yù)知的，檢修項(xiàng)目是明確的，是一種科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的檢修模式，對(duì)提高設(shè)備的可用率、降低設(shè)備檢修損耗具有十分重要的作用。部頒《發(fā)電廠檢修規(guī)程》規(guī)定，應(yīng)用診斷技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)檢修是設(shè)備檢修的發(fā)展方向，應(yīng)在條件成熟的電廠進(jìn)行試點(diǎn)工作，積累經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。因此，水電設(shè)備應(yīng)積極實(shí)行狀態(tài)檢修，以適應(yīng)設(shè)備、人員、改革的需要，克服計(jì)劃?rùn)z修的諸多弊端。

2、狀態(tài)檢修的可能性

隨著生產(chǎn)的發(fā)展，電網(wǎng)裝機(jī)容量不斷增大，備用容量也隨之增加。2006年以來(lái)，宏觀電力供需基本平衡，這就使得水力發(fā)電設(shè)備的檢修在選擇時(shí)機(jī)和持續(xù)工期上可以更為靈活，從而為狀態(tài)檢修提供了較為寬松的外部環(huán)境和時(shí)間條件。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理技術(shù)以及專家系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，特別是許多水電廠已經(jīng)投運(yùn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和物質(zhì)保證。

水電設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、管理、維修等方面的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累和不斷完善的設(shè)備管理制度以及豐富的運(yùn)行、檢修資料，為設(shè)備診斷專家系統(tǒng)提供了較為明確的分析、判斷、決策依據(jù)。

近幾年，水電廠運(yùn)行人員文化水平和工作經(jīng)驗(yàn)普遍得到提高，知識(shí)面越來(lái)越廣，很多水電廠已開始培養(yǎng)全能值班員，這就為正確判斷水電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和診斷設(shè)備的好壞提供了人員保證。

水電廠相對(duì)火電廠來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單、設(shè)備較少、自動(dòng)化水平較高，這也是水電設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修的一個(gè)有利條件。

3、狀態(tài)檢修應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

(1)堅(jiān)持安全第一的思想，有計(jì)劃、有步驟、積極穩(wěn)妥地開展水電設(shè)備狀態(tài)檢修。應(yīng)從客觀實(shí)際出發(fā)，根據(jù)水電廠的設(shè)備現(xiàn)狀、管理水平、人員素質(zhì)選定具有一定條件的廠、機(jī)組、設(shè)備開展試點(diǎn)工作，要在試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，再逐步推開。現(xiàn)階段的狀態(tài)檢修應(yīng)融合故障檢修、計(jì)劃?rùn)z修為一體，以設(shè)備具有最大可靠性和最低維修成本為目標(biāo)，既要積極探索狀態(tài)檢修，又要防止盲目延長(zhǎng)檢修間隔而造成設(shè)備失修。

(2)水電設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)實(shí)行全過(guò)程管理。水電設(shè)備狀態(tài)檢修是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要搞好這項(xiàng)工作，必須從設(shè)計(jì)選型、制造安裝、運(yùn)行管理、科學(xué)研究等各個(gè)方面，積極為狀態(tài)檢修創(chuàng)造條件。在設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)選擇質(zhì)量好、可靠性高、便于監(jiān)測(cè)、易于檢修的設(shè)備;在制造安裝時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備的診斷措施，配備相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，預(yù)留相應(yīng)位置;在運(yùn)行管理時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，加強(qiáng)設(shè)備消缺，保證設(shè)備完好性。定期進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析，注意橫向、縱向比較和發(fā)展趨勢(shì)走向，加強(qiáng)運(yùn)行資料的保存、整理;同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)狀態(tài)檢修的科學(xué)研究，在理論上、實(shí)現(xiàn)方法上、診斷設(shè)備的研制上不斷探索，積極進(jìn)行狀態(tài)檢修工作的國(guó)內(nèi)、國(guó)外技術(shù)交流。

(3)應(yīng)制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度。水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)的好壞既影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又決定機(jī)組的檢修時(shí)機(jī)和工期。如何正確判斷水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，更大限度地使其正常運(yùn)行，充分發(fā)揮機(jī)組的運(yùn)行能力，防止盲目停機(jī)檢修，又做到應(yīng)停即停，該修必修，修理項(xiàng)目明確，是狀態(tài)檢修首先需要解決的問(wèn)題。對(duì)水電設(shè)備而言，就是必須明確表征水電設(shè)備狀態(tài)的量有哪些?這些量的臨界狀態(tài)是什么?即這些量在什么情況下正常?在什么情況下不正常?應(yīng)該采取什么樣的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)這些量?如何對(duì)這些量進(jìn)行診斷和趨勢(shì)分析?如何判定機(jī)組在什么情況下必須進(jìn)行大修、小修或臨修?修理哪些項(xiàng)目等等，應(yīng)盡早制定符合我國(guó)國(guó)情的狀態(tài)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)法規(guī)、條例，使?fàn)顟B(tài)檢修有據(jù)可依。

狀態(tài)檢修工作尚處于探索階段，從管理制度上，要營(yíng)造良好的外部環(huán)境，消除狀態(tài)檢修的后顧之憂;要對(duì)現(xiàn)有的檢修管理制度、安全管理制度、可靠性管理制度等進(jìn)行完善，形成狀態(tài)檢修的激勵(lì)機(jī)制。

(4)應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)資源，避免重復(fù)建設(shè)。現(xiàn)在，絕大部分水電廠都具備計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，在進(jìn)行狀態(tài)檢修診斷系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，要積極利用或經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換引用其監(jiān)測(cè)資源，節(jié)省投資，避免布線和布置設(shè)備擁擠或重復(fù)，在建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要考慮為診斷系統(tǒng)留有接口。

(5)加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)和技術(shù)資料整理，積極為狀態(tài)檢修作好“軟件”準(zhǔn)備。

4、國(guó)內(nèi)外狀態(tài)檢修工作概況

4.1國(guó)外狀態(tài)檢修概況

目前，國(guó)外在狀態(tài)檢修技術(shù)研究與實(shí)踐應(yīng)用方面都取得了較多的成功經(jīng)驗(yàn)，比較突出的有美國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家，比較著名的機(jī)構(gòu)有美國(guó)電力研究院診斷檢修中心(EPRIM&DCenter)和美國(guó)CSI公司(1996年，CSI和M&D合并)，日本發(fā)電設(shè)備檢修協(xié)會(huì)，以及一些儀器儀表公司，如ENTEK—IRD公司、BMAAdvanceMaintenance&Cleaning公司(西馬力)等，它們已將多種診斷和檢修系統(tǒng)運(yùn)用于電廠鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、輔機(jī)以及輸變電網(wǎng)站上。1984年成立的CSI公司是全球領(lǐng)先的可靠性檢修設(shè)備制造商，它已經(jīng)成功地為美國(guó)國(guó)內(nèi)外60多家大型電力公司提供了狀態(tài)檢修服務(wù)，使這些公司的電廠、電網(wǎng)中80%的設(shè)備可實(shí)施狀態(tài)檢修。國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明，狀態(tài)檢修可使設(shè)備大修周期從3～5年延長(zhǎng)到6～8年，甚至10年，一般1.5～2年即可收回實(shí)施狀態(tài)檢修所增加的投資，其效益主要有以下幾個(gè)方面：提高發(fā)電機(jī)組效率和可用系數(shù)，效益約占效益總額的30-50%;提高發(fā)電機(jī)組出力，效益約占效益總額的10-30%;延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，效益約占效益總額的10-15%;降低檢修費(fèi)用，效益約占效益總額的30～50%。

西班牙IBERDR0LA水電廠、葡萄牙EDP水電廠已經(jīng)研制成功遠(yuǎn)程維護(hù)預(yù)知系統(tǒng)，并投入了使用。就維護(hù)系統(tǒng)本身而言，它使用了預(yù)知維護(hù)技術(shù)，且可遠(yuǎn)程控制，如西班牙IBERDROLA水電廠，可在馬德里作遠(yuǎn)程用戶維護(hù)，此外，該系統(tǒng)與電廠原有的SCADA及MIS系統(tǒng)相互通信和聯(lián)結(jié)，從而構(gòu)成一個(gè)CMMS系統(tǒng)。

4.2國(guó)內(nèi)狀態(tài)檢修概況

我國(guó)電力系統(tǒng)最早提及狀態(tài)檢修問(wèn)題是在1986年一次檢修工作會(huì)議上，并在1987年新頒布的《發(fā)電廠檢修規(guī)程》中明確指出，“應(yīng)用診斷技術(shù)進(jìn)行預(yù)知檢修是設(shè)備檢修的發(fā)展方向，各主管局可先在部分管理較好且檢修技術(shù)資料較完整的電廠進(jìn)行試點(diǎn)，積累經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。”但由于種種原因，這項(xiàng)工作一直未能系統(tǒng)實(shí)施。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，隨著我國(guó)改革形勢(shì)的不斷深入，電力檢修體制改革也呼之欲出。近幾年，先后有120多位中國(guó)專家、領(lǐng)導(dǎo)和科研人員參觀了美國(guó)電力研究院診斷檢修中心，1996年，電力部副部長(zhǎng)陸延昌同志在審閱電力部可靠性管理中心組織的一次對(duì)美國(guó)的考察報(bào)告時(shí)，批示“狀態(tài)檢修工作應(yīng)在1997年有突破性的進(jìn)展”。

1997年3月CSI公司M&D訪問(wèn)了我國(guó)電力部及一些省電力局，受電力部邀請(qǐng)，1997年6月4～6日，CSI在北京舉行了“狀態(tài)檢修技術(shù)交流會(huì)”，全國(guó)100多位電力行業(yè)的專家、領(lǐng)導(dǎo)參加了會(huì)議，會(huì)后電力部選定華北電管局天津大港電廠從意大利進(jìn)口的328MW×2機(jī)組和華東電管局上海石洞口二廠從美國(guó)進(jìn)口的600MW×2機(jī)組作為開展?fàn)顟B(tài)檢修技術(shù)研究的試點(diǎn)。1997年l1月l1～12日，國(guó)家電力公司在上海組織召開了“電力設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修研討會(huì)”，交流了大連電業(yè)局在66kV及以下配電網(wǎng)和山東省電力公司在220kV主網(wǎng)試行狀態(tài)檢修的經(jīng)驗(yàn)。1997年12月4～5日，為了編制“火電廠發(fā)電設(shè)備實(shí)施狀態(tài)檢修研究與應(yīng)用可行性報(bào)告”，國(guó)家電力公司再次召開了研討會(huì)。1998年4月，國(guó)家電力公司組織了華北、上海、浙江、山東等電力公司及西安熱工研究院的有關(guān)人員，對(duì)美國(guó)一些電力公司、火電廠、電力研究機(jī)構(gòu)和檢測(cè)設(shè)備制造廠商，在火力發(fā)電設(shè)備檢修管理、狀態(tài)檢修工作方法、設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)及分析技術(shù)、人員技能素質(zhì)及狀態(tài)檢修的經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行了考察。

5、水電機(jī)組故障診斷特點(diǎn)

水電機(jī)組故障診斷主要包括水輪機(jī)診斷和發(fā)電機(jī)診斷，二者互為關(guān)聯(lián)。

水輪機(jī)診斷包括：軸系、葉輪、葉片、導(dǎo)軸承、潤(rùn)滑系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部位故障的診斷。主要故障特征包括：油箱油位的升高和降低、油溫的升高、軸瓦平均溫度升高、軸瓦溫度上升率、擺度升高、軸承振動(dòng)升高、振動(dòng)和擺度隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷變化的趨勢(shì)、有無(wú)負(fù)荷的振動(dòng)情況。

發(fā)電機(jī)診斷包括：定子線圈、定子磁心、轉(zhuǎn)子、軸系等部位故障的診斷。定子線圈的診斷采用局部放電法(脈沖高頻容量)用于檢測(cè)線圈、線棒、線棒支撐的絕緣情況及線圈斷路。定子鐵芯和轉(zhuǎn)子的診斷運(yùn)用一組氣隙測(cè)量傳感器監(jiān)測(cè)定子孔徑和轉(zhuǎn)子圓周、偏心所造成的動(dòng)態(tài)氣隙情況。

檢測(cè)的參數(shù)一般有：機(jī)架振動(dòng)、擺度、溫度、電量、氣隙、絕緣監(jiān)測(cè)、氣蝕、壓力脈動(dòng)等。

對(duì)于診斷導(dǎo)軸承、推力軸承以及其它一些復(fù)雜的故障，診斷系統(tǒng)要綜合考慮分析各檢測(cè)參數(shù)。

水電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、安裝和大修中，都對(duì)機(jī)組各狀態(tài)參數(shù)提出規(guī)定和要求，但由于水電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中存在不規(guī)則的水力干擾，不僅不同機(jī)型不同容量不同結(jié)構(gòu)的機(jī)組，實(shí)際運(yùn)行參數(shù)量值及其變化規(guī)律不一樣，而且同一電站同一機(jī)型的幾臺(tái)機(jī)組，運(yùn)行參數(shù)實(shí)際也難一致。如一般機(jī)組瓦溫帶滿負(fù)荷時(shí)比空載時(shí)高3～5℃，而有的機(jī)組帶負(fù)荷后溫度并沒有上升，甚至略有下降。又如有些機(jī)組上機(jī)架振動(dòng)達(dá)lmm而能長(zhǎng)期運(yùn)行，有的水導(dǎo)運(yùn)行擺度達(dá)到0.8mm，瓦溫卻正常，運(yùn)行也穩(wěn)定。因此，要在故障診斷推理系統(tǒng)內(nèi)制定一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，難度很大，而且到目前為止，尚未有一個(gè)國(guó)際性的狀態(tài)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

從實(shí)際的大修內(nèi)容看，主要是因空蝕、磨損、腐蝕、老化、疲勞引起的零部件損壞和構(gòu)件松動(dòng)，但要直接測(cè)量，尤其象橡膠密封老化程度的在線測(cè)量是十分困難的，甚至是不可能的。所以在故障診斷推理系統(tǒng)的監(jiān)控中心中設(shè)置人工干預(yù)功能，適時(shí)補(bǔ)充案例層知識(shí)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合、智能互補(bǔ)是必要的。而把人融合到整個(gè)系統(tǒng)中去，還可以根據(jù)各自機(jī)組的特點(diǎn)，對(duì)某些診斷進(jìn)行重新設(shè)置或修正，形成針對(duì)機(jī)組特點(diǎn)的智能高效推理機(jī)制，以達(dá)到對(duì)各自機(jī)組故障的最精確預(yù)測(cè)和診斷。

6、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水電廠要通過(guò)提高人員素質(zhì)，更新故障診斷手段，早日實(shí)行狀態(tài)檢修，以提高經(jīng)濟(jì)效益。