水力机组状态监测与故障诊断
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第1章 绪论

能源紧缺是当今世界面临的共同问题。随着经济的发展,我国对能源的需求日益增加,电源总量存在巨大缺口。为解决电力紧缺问题和节能减排,水电作为一种可再生的清洁能源,势必承担起我国电力建设和能源结构调整的重任。中国无论是已探明的水能资源蕴藏量,还是可供开发的水能资源,都居世界第一。根据2005年全国水力资源复查成果,我国大陆水能资源理论蕴藏量在1万kW及以上的河流共3886条,经济可开发装机容量40180万kW,年发电量17534亿kW·h。2004年,中国水电装机容量突破1亿kW,超过美国成为世界水电装机第一大国。但是与欧美发达国家70%的水电开发率相比,我国总的水电开发率还处于较低水平,尚有较大的发展空间。截至2010年底,东部地区水电开发占全国的13.8%,开发程度为90%以上;中部地区占全国的29.8%,开发程度为78.4%;西部地区占全国56.4%,开发程度仅为24.9%。因此,近年来我国加紧了西部水电开发的步伐,随着金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江、黄河上游干流等6个大型水电基地以及雅鲁藏布江等河流超过60个重点水电站的开工建设,预计2020年我国水电装机容量将达4亿kW左右。届时水电装机在电网中比重将大幅提升,水电站的安全稳定运行对整个电力系统的可靠运行和国民经济健康发展将起到至关重要的作用。

随着水电开发程度的不断扩大,水力机组也日趋向高水头、高效率和大容量发展。另一方面,由于水力机组启、停迅速,负荷调整快速方便,在电网中承担了大量的调峰、调频、调压和事故备用任务,对于设备的工况切换要求愈加频繁。这些都对机组的安全性和稳定性提出了更高的要求。为保障水力机组安全稳定运行,从20世纪90年代,我国开始探索以状态检修为特征的维修模式。状态检修避免了传统事后检修或计划检修带来的检修不足和检修过剩问题,对于减少设备维修费用、延长设备使用寿命,起到了事半功倍的效果。状态检修的顺利实施有两个基本条件:一是具备先进的状态监测技术,二是具备可靠的故障诊断方法。目前,我国在水力机组状态监测与故障诊断技术的研究与应用方面,已经取得了不少成果,技术相对成熟,研制开发了一批实用产品,被广泛应用于新建大型水电站和已建成电站的技术改造,为开展状态检修提供了基础保证。