青溪水电厂机组自动监测与状态检修

水电企业机组自动监测与“状态检修”
骆伟明（广东粤电青溪发电有限责任公司广东大埔514200）
【摘要】水轮发电机组自动监测的目的是：监视、测量、记录、分析、预测、判断机组运行状态下设计参数的变化情况。

它是实现计算机监控，实现机组“状态检修”，实现全厂综合自动化的基础。

本文介绍广东粤电青溪发电有限公司（青溪水电厂）机组自动监测的配置和实施“状态检修”的一些技术问题，供同行们参考。

【关键词】水电企业状态检修自动监测建议
一、概述
我国现阶段仍然实行“计划检修”，机组大修规定3 -5年进行一次，而美国、日本、法国、加拿大等国家，已经实现了“状态检修”，水电机组大修间隔一般为10-15年。

相比之下，我国在水电机组的运行和检修管理方面还存在着较大的差距。

很多水电专家指出：频繁的大、小修，不一定提高了机组的运行水平，而机组可用率指标的降低和检修费用的增加却是显而易见的。

随着水电厂计算机监控系统的普遍应用，我国水电机组自动监测技术发展很快。

因此，在1997年原电力部大连检修会议上对水电厂提出了废除“汁划检修”，开展“状态检修”，向国际先进管理水平靠近的目标。

青溪水电厂计算机监控系统设计初期，注意吸取了国外的先进经验，努力做到机组自动监测能够经济、有效、合理配置，如“表1”至“表4”。

这样配置的结果，使水电机组自动监测的设计思想和实施情况得到了专家的确认。

青溪水电厂机组自动监测的配置，是根据径流式水电厂的运行特点、水轮发电机组的结构型式、单机容量和运行方式，保证机组在运行状态下的设计参数得到正确的了解和全面的把握，提高安全运行管理水平，充分发挥水电企业经济效益等功能来确定的。

它能够使计算机监控系统实时、准确、有效完成如下基本任务：
1、在线监测(电量和非电量)；
2、实时控制(正常控制和紧急控制)；
3、实时调节(有功调节和无功调节)；
4、趋势记录(温度、振动、摆度)；
5、统计记录与生产管理；
6、安全监视与事件报警；
7、事故追忆。

以上基本任务的完成，为提高机组自动操作和调节水平，提高全厂安全管理、运行管理和生产技术管理水平等，发挥了明显的重要作用。

事实证明，它适应了电力企业的改革和发展，为实现水电机组“状态检修”打下了坚实的基础，也为水电企业实现“无人值班，少人值守”的目标，做出了有益的探索和尝试，获得了预期的效果。

二、青溪水电厂机组自动监测的配置
1、电量监测参量配置：
表1
2、状态监测参量配置：
表2
3、温度监测参量：
表8
4、压力、压差监测参量：
表4
(注)：水轮发电机效率计算参数
三、运行维护和更新改造
如上所述，青溪水电厂机组自动监测的配置，有充分的监测技术支持实施。

但是，实际配置还是受到了可选用自动化元件的品种和性能的制约，而运行维护却受到了自动化元件安装地点环境(如发电机风洞、水车室等)的限制，受到了某些自动化元件(如进口产品)的检查校验方法和手段不完备的影响。

青溪水电厂从1992年12月30日投产至今，绝大部分自动化元件能够正常运行，测量、操作和控制等功能可靠准确，性能稳定。

但是，也有一部分自动化元件性能不好，工作不可靠而被淘汰。

通过一系列更新改造，克服了存在的问题，使机组自动监测技术不断完善。

特别需要说明的是：实施水电机组自动监测存在着不同于其它企业的一些显著特点，它对自动化元件在设计、制造、运行、维护等方面有特殊要求，如：
1、环境的适应能力。

能适应恶劣的运行环境，如：高湿度、高温度、大振动、强电场和强磁场干扰的环境；
2、工作介质和被测介质的多样性。

油、水、气在水电机组运行中，既是工作介质，又是被测介质，而且一般处在流动或者有压状态，有的还伴随着温度的变化；
3、工作介质和被测介质不纯。

如：河水泥沙多、杂质多(这在径流式水电厂最为突出，洪水期间尤其严重)；透平油系统容易混水；压缩空气湿度大；过流部分水压力波动大等等；
4、水头变化大。

青溪水电厂是径流式日调节水电厂，最高水头与最低水头相差40％以上。

大的水头变化使得机组的空载开度范围大，冷却水压力和流量变化也大。

5、强电电压造成绝缘故障。

水电企业的控制、操作和信号电源一般是直流220V，自动化元件布置分散，容易受到油、水等杂物的浸蚀，发生绝缘故障；过长的电缆和过多的转接端子排，也是造成绝缘故障的原因之一。

因此，在自动化元件的设计和制造过程中，生产厂商要充分认识水电企业的这些特点，要设计制造结构简单、动作灵活、工作可靠、性能稳定、调整方便、容易检修和维护的自动化元件。

为了实现机组“状态检修”，青溪水电厂计算机监控系统通过了两次升级改造，目前已经定型为全分布式开放系统总线式网络。

模块化、结构化设计，使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。

四、存在的问题
综合评价水电机组运行状态下的设计参数变化情况，全面了解和正确把握机组运行参数的安全运行指标、故障类别和变化趋势，是决定机组是否需要进行“状态检修”的依据。

就目前掌握的资料包括青溪水电厂在内，我国的水电企业广泛开展了机组“状态检修”的讨论和探索，并且为此做了大量研究。

但是，真正进行机组“状态检修”的水电企业还不多。

这主要是由以下两方面的原因造成：
1、规程方面的原因。

部颁《发电厂检修规程》(SD230-87)依然是指导水电企业检修的依据，坚持“应修必修，修必修好”的原则深入人心；
2、机组运行状态下的设计参数不能完全自动监测。

自动监测参数的不全面，影响着机组设计参数的安全运行指标、故障类别和变化趋势的综合评价。

为此，青溪水电厂应完善以下自动监测参量：
表5
五、“状态检修”的实施
实现水电机组“状态检修”的过程应该是：利用机组自动监测技术和计算机监控系统进行机组“故障诊断”，掌握机组的安全运行水平和故障类别，由生产管理工程技术人员向上级主管部门汇报，上级主管部门根据运行机组的技术规范、《“状态检修”条例》(待编)和其它有关规定，做出机组是否“立即检修”、“暂缓检修”的决定。

机组“故障诊断”必须由计算机监控系统对影响发电机组安全运行的重要电气量、非电气量和状态量(如“表5”)进行实时趋势记录并且长期保存，用以
分析、掌握机组在中、长期运行过程中自动监测参数的变化趋势和变化率，及时发现故障征兆，指导机组“状态检修”的实施。

六、结束语
水电机组进行准确、可靠的“故障诊断”，对于废除“计划检修”，实行“状态检修”，组成自动监测的自动化元件的性能、质量、精度、稳定性和可靠性同计算机监控系统适用功能的增加和规模的扩充一样，都是重要的物质基础。

同时，水电企业的生产主管部门应该长期、全面收集和整理机组的安装、运行、检修和试验记录，确认制约机组检修间隔的主要因素和威胁机组安全运行的关键部件的使用寿命，制订一些“状态检修”条例、规程、规定和实施细则，进行机组“状态检修”的可行性就能够得到专业理论和制度的支持。

追求水电企业经济效益最大化的过程，是建立在提高机组可用率，提高维护质量，延长检修周期，减少检修天数，降低检修费用的思想进步和长期努力。

从这个意义上说，只有实施机组“状态检修”，水电企业的经济效益才能进一步提高。

作者简介：
骆伟明（1971－），男，广东河源人，广东粤电青溪发电有限责任公司生产部经理，电气工程师，从事发电机组检修维护、改造工作。