摘要：首先介绍了设备状态检修技术的发展和水电厂机组状态检修系统在国内的实际应用情况，分析了水电厂辅助设备开展状态检修的必要性和可行性，同时提出了系统研究的关键技术。在此基础上阐述了水电厂辅助设备状态检修系统的框架和信息化模型。
关键词：水电厂辅助设备；状态检修系统；智能化水电厂
1引言
“状态检修”的基本思想是，让设备尽可能长时间地处于运行状态，只有到设备结构和性能即将破坏的临界状态才停运检修。状态检修系统，就是对运行中的设备实施数据采集、实时显示、在线监测、数据分析，并通过采用合理的系统架构、先进的信息化技术，有效的对设备运行状态进行系统监测、分析，尽早发现潜伏性故障，提出预防性措施，避免发生严重事故，保证设备的安全、稳定和经济运行，并以此指导设备检修。[1]
几十年来，我国水电厂检修模式采用的一直都是“事后检修”或“计划检修”模式。这两种检修模式都存在着很大弊病：“事后检修”模式，是在设备发生故障后才进行检修，此时故障已经发生，损失已经造成；“计划检修”是按照统一的或者规定的检修周期进行过检修，必然出现“检修过剩”和“检修不足”，不仅不能充分发挥设备的潜能，耗费大量的财力和人力，而且不能及时发现故障的存在，不仅带来经济上的损失、人力的浪费，而且还有可能引发灾难性的事故。
当前，水电厂设备状态检修辅助决策系统的研究，在国内方兴未艾。国内各大水电企业都在探索基于设备诊断的状态检修策略，目的就是为了进一步提升对设备的掌控能力[2]。目前，水力发电主设备在线监测与状态检修决策辅助系统（以下简称“机组状态检修系统”）已经在国内很多大中型水电厂，如三峡、鲁布革、水口等电厂，得到了较多应用。2012年3月，由南京南瑞集团公司自主研发的我国首套完整的水电厂主设备状态监测、故障诊断及其状态检修决策一体化平台诞生并投入实际使用。
例1，某大型水电厂供水系统，配置水泵为立式离心水泵，配用功率200 kW，水泵同轴电机功率200 kW，额定功率359 A，额定电压380 V，功率因数0.89，效率为94.9%。水泵用三相异步电动机，感性负载。
系统投运初期，根据系统监测记录到电流电压数据，电压高低为385V，电流大小为359A，可计算出感应电机传动给水泵的功率为：
=1.732×385×369×0.89×0.949=207 821.8 W
可见，该电机运行一段时间之后，电流越来越大，发热量以及噪音也越来越大，效率越来越低，继续发展下去极易造成电动机绝缘击穿、烧毁等事故。本例也可在系统内设置好报警阀值，除去三相感应电动机本身正常允许的损耗外，电机其余基本损耗和杂散损耗超出某设定值之后，自动降低系统当前健康等级。
对单个辅助设备系统来说，电机运行参数仅仅是影响设备健康状态评估指标之一。影响辅助设备健康状态的因素有很多，通过对这些因素的把握，可以有效评估单个设备的健康状态。
例2，某大型水电厂高压气系统，配置有2台高压气机轮换运行，在某单位统计时段1h内，2台气机连续启动，启动时间间隔低于正常气机启动时间，并多次两台气机同时运行。高压气机停运期间，气罐气压变化速度较大。在该段时间内，该电厂各台机组的补气阀并未开启，即高压气罐没有向机组调速器压油装置补气。
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高压气系统的生产流程一般都具有明显的规律性和周期性，对其规律性和周期性的总结，有助于了解系统的习性。然后根据实时信息的特征，配合系统一些状态的监视测量，自动给出推理结论。
上表就是该电厂根据日常运行经验，总结的高压气系统异常启停与相应故障的对应关系。
本例诊断组合条件就是：①高压气机启动频繁，停运时间过短；②压油装置补气阀关闭，且动作次数为0；③停运期间，气罐气压下降速度明显高于正常速度。状态评估模块很容易就可以初步诊断出高压气系统漏气。
本例就是典型的采用正反向混合推理，根据实时处理得到的信息与知识库中的原始数据或证据进行向前推理，得出可能成立的故障结论，然后，以这些假设为结论，进行反向推理，寻找支持这些假设的事实或证据。
检修策略建议
决策建议模块以设备状态评价结果为基础，综合考虑风险评估结论，建立设备状态和设备失效风险度二维关系模型，综合优化辅助设备检修次序、检修时间和检修等级安排。并依据状态检修导则确立的分级维修标准，确定具体的检修项目和检修时间，最终将建议结果递交设备管理人员或传送到相关的外部生产管理系统实施安排。
检修计划的决策需要综合考虑多方面因素。一是要研究辅助设备状态检修的标度，确定辅助设备状态评价的依据，建立辅助设备状态好坏的标准，并建立设备状况标准库。二是研究设备状态检修决策技术，涉及设备故障状态识别、设备信息综合管理、检修风险分析、备品备件管理、维修人员管理、设备检修成本构成及估算方法、设备检修效益分析、检修策略决策研究等问题。在未来一段时间内，辅助设备检修还将依赖于人为的分析和判断来指导并制定检修计划。
进一步提升机组检修质量管理、检修费用管理、备件管理、材料管理等系统等级，使机组检修管理计划性更强、效率更高。
做好机组的状态检测和检修台帐、报告总结的收集整理工作，及时对各类数据库进行补充和完善，充实经验积累，便于掌握机组技术状态、提高故障判断和分析能力。
水电厂推行状态检修是大势所趋，是以后的发展方向，也是一个企业管理水平、技术水平上档次的标志。然而，我们应清醒地认识到，它又是一个长期的、需要不断总结、完善和提高的过程。在实施过程中应加强组织领导，加强设备全过程管理，加强各种技术管理工作，必须在确保设备安全、循序渐进、因地制宜的基础上进行。
结语
状态检修经过这些年的研究，虽然在某方面已经取得了一定的成绩，但是在实际应用过程中由于水电厂电力设备及故障的复杂性，相关研究人员还必须对状态检修进行持续的研究和完善。
参考文献：
[1] 金茂，江荣汉.证据结合在电力设备故障诊断中的应用[J].湖南大学学报（自然科学版），2010
[2] 崔明.基于ESTA的电力设备状态评估专家系统[J].电力系统及其自动化学报，2011，10（5）
[3] 林清，陈伟.水口水电厂机组状态监测与故障诊断系统[J].水电自动化与大坝监测，2011，29
[4] 林礼清.水口水电厂设备状态监测与诊断分析系统[J].水电厂自动化，2010，12
[5] 滕羽.水电厂设备状态监测[J].电力系统自动化，2009，18（5）
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论文作者:付兢克
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
标签：状态论文; 水电厂论文; 设备论文; 系统论文; 机组论文; 辅助设备论文; 故障论文; 《基层建设》2019年第6期论文;