水电启动验收技术中的关键指标与评估方法

据国家能源局的数据显示，到 2025 年，全国将有 48 座大、中型水电站建设，累计装机规模将达到 6000 万千瓦以上。目前，在我国已建成的电厂中，已有超过 85% 的电厂安装了数字监控设备。在验收规范上， 《水电工程验收规程》中对机组振动、摆度、温度等32 个重要的质量检测指标进行了详细地阐述。应用该系统后，工程的验收时间可减少 30% ，工程验收资料的正确率提高到 98.6% 。尤其对金沙江和雅砻江等工程进行大量的工程竣工，结果表明，采用“数字孪生”的方法实现工程的三维可视化。

一、水电启动验收关键技术指标体系

（一）机组运行性能指标

电站投产后，其工作状态是电站开工验收中最重要的一项。根据 ISO7919-2024 最新修正的规范，垂直单元的支承座振速不能大于2.8 毫米/秒，轴的相对摆度要小于0.02 毫米/米。白鹤滩水电站工程竣工后的测试结果表明，该工程的百万千瓦级发电机，其额定转速下的轴承振动量小于 1.2mm/s ，超过了国际规范的规定。在温度监控方面，按照 IEC60034-2025 中的三个标准，即70℃触发预警， 85^∘C 发出报警信号， 95^∘C 执行紧急停机程序。在溪洛渡电厂，采用超声流量传感器和功率发送机同时检测，获得了75%,100%,110% ，三种不同载荷条件下的效率试验，其最大效率达到了96.2%[1]。

（二）电气系统关键指标

根据 DL/T 596—2021 的《电力设备预防性试验规程》，对其进行了电气性能的检验。对主要变压器进行60 秒的耐压试验，其工作条件为额定电压的1.5 倍，且漏电流增幅不得大于 10% 。对乌东德电厂 800kV GIS 进行了现场试验，发现其现场放电不超过 3pC. 。按照 IEEE 5 5 3-2024 国际规范，10kV 节点的全电网谐波含量必须小于 3% ，一次谐波含量小于 1.5% 。在对三峡电厂进行的试验中，利用继电保护试验机对其进行了试验，试验结果表明，该方法的整定时间不超过 30ms ，而实际运行中的试验结果表明，该方案的整定时间为22.3 毫秒。

（三）水力系统验收指标

水力透平中的空蚀探测必须结合声学与光学两种方法。在国际电工委员会 60193-2024 中对该指标的要求是大于 0.1，而在糯扎渡电厂的空蚀实验中得到的结果是： o=0.15 。在蜗壳、导叶后和尾水管 6 处重要位置安装高频率的压力检测，并要求其振幅不大于设计扬程的 10% 。在锦屏二级水电站运行过程中，实际测量到的最大脉动为 8.2% 。利用流速仪进行流量测试时，需要在管道的直管段上设置3 条测井，每条测井12 根，其结果偏差控制在 121.5% 以内[2]。

（四）智能化验收新指标

数字孪生模型需要符合 ISO23247-2025 标准，且其几何相合性大于98% ，动力反应一致性大于 95% 。将 BIM⁺ GIS 相结合的模式应用于两河口电站的工程项目中，主要装备的匹配程度达到 98.7% 。在此基础上，提出了一种新型的基于无线传感技术的分布式无线传感系统，该系统的温度、振动等关键参量的测量覆盖率达到 100% ，二级指标达到 90% 以上。杨房沟水库共安装了3865 台高精度的智能化传感器，并对其进行了监测。数据采集系统严格遵循 IEC 61850 标准规范，确保实时数据完整率维持在 99.9% 以上，历史数据存储周期不少于10 年。

二、水电启动验收技术的有效实践评估方法

（一）传统检测方法

目前，采用高精度的激光定中方法，可以达到 0.001 毫米/米，是当前水电站建设和质量检测的重要方法。通过对向家坝 8 号机组的检测，发现利用 LTD800 激光定心仪实现了对中误差小于 0.02 毫米的目标。按照ASMEV-2024 规范，采用 M2.5- DMA 探针对管道进行 2⋅5MHz 频段的无损探测，对缺陷的探测灵敏度可达 Φ1mm 。利用 TOFD 方法对抽蓄能机组的管道进行了焊接质量检测，并对 3 个焊接不良的部位进行了修补。根据GB/T19870-2023 的《红外热像》，主要部件的温升不能高于周围环境的 15K。利用 FLIRT1020 红外热成像技术，对三峡电厂主变压器的 2 个接头发热进行了检测和解决，使接头的触点由85 微米降低到 12 微米[3]。

（二）升级数字化评估体系

以 BIM 为基础的联合验收平台需要满足 ISO19650 国际规范。以Hadoop 为框架，对20000 多个/秒钟的实时监控数据进行实时采集，并利用Spark 技术构建健康评价模型。针对溪洛渡电厂5 年来的实际生产情况，提出对机组轴系摆动报警临界值由原来的 0.15mm 进行了调整，使其达到了0.12mm 。根据 GB/T 22239-2023 三级等保障标准，对一座电厂进行了阿里云 OSS 业务的入库验收，可对200 TB 以上的数据进行远程灾难备份，文件查询的反应速度不超过3 秒钟。

（三）智能诊断技术应用

基于机器学习的故障预警方法需要对十万多个样本进行训练，而基于LSTM 网络的滚动轴承故障预报精度达到 92% ，比传统的预测方法要早72h。基于 VMD 方法的多模态参数辨识方法，对向家坝电厂的汽轮机叶片进行了精确的故障诊断，从而减少了不必要的停工。在对其进行动力学模拟时，需要满足 LOD500 等级的几何建模和15 个以上的耦合作用。利用该软件对一座抽水蓄能电站进行了实际运行，并与实际运行值相差 0.05s ，其精度在 3%以内[4]。

（四）标准化流程优化

分段验收设置了基础浇筑、机组装配、总装调试七大主要环节，各环节共设置38 条检查表。采用这种方式，乌东德电厂的竣工验收时间缩短到了45 天。针对存在的问题，提出了一种基于 PDCA 循环的方法，即对问题的整个流程进行追踪，并对常见的缺陷进行24 个小时的答复，对主要的缺陷进行 4 个小时的解决。一家电厂的数据表明，故障停机周期由原来的 7天减少到 2.5 天。建立机电自动化等多学科交叉评估小组，运用“NTSB”故障树法进行综合评价。

三、结束语

综上所述，水电开工验收的标准化研究对于保证工程质量和提高运行效益有着重要的现实意义。提出一套合理的评估方法，以保证项目达到规范要求，并为以后的运营和管理工作奠定基础。在我国大力推行“洁净能源”的背景下，我国水利建设项目的验收工作也将向着智能化和标准化方向发展。

参考文献

[1]肖同霞.水利水电工程施工中的质量控制方法和技术创新[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(20):202-204.

[2]王仁艳.浅析水电工程建设项目竣工档案验收及后续管理[J].大陆桥视野,2024,(05):132-134.

[3]张鹏程,陶春华,古茜倩,等.水电工程施工质量验评数字化管理技术探索[J].水利水电技术(中英文),2024,55(S1):129-136.

[4]王乔花.浅谈小型水利水电工程质量验收监督与管理[J].水上安全,2023,(07):150-152.