時間：2022-08-11 10:36:12
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水電設備管理與常規的管理崗位的工作內容不同，對管理人員（尤其是技術人員）的技術水平要求較高。水電設備的完好率、水電設備的利用率以及水電設備維修的費用率等都與水電設備管理技術水平高低密切相關。現實中，水電設備管理人員技術能力參差不齊，針對性培訓不到位，工作人員之間銜接不夠緊密，難以滿足設備管理的需求，設備損害甚至于報廢現象時有發生，這既增加了水電站的運營成本，也影響了服務功能作用的發揮。
2提高水電設備管理能力的策略
2.1健全水電設備管理機制
建立、健全水電站水電設備管理機制，強化設備管理意識，將設備管理放在所有工作的首位，促進設備管理目標的順利實現。針對不同的崗位配備相應的技術人才，比如，核心設備維護崗位要配備技術水平較高的人員，而輔助設備以及日常檢修崗位配備一般的技術員工即可。水電設備管理機制的建立，要將重點放在事前預防、檢修以及事中應急、控制方面，其次才是事后的處置、維修，將檢修、維護的責任落實到部門、落實到人，責權分明，這對于降低水電設備事故的發生率具有十分重要的意義。
2.2提高核心設備技術管理水平
核心水電設備絕對不能采取“一竿子捅到底”的管理方式，而是要提高專業化的管理水平、能力，比如，水輪發電機管理就應該安排專門的人員來進行日常巡查、保養以及維護。設備運行檢修規程是設備操作人員正確掌握設備操作技能與維護的技術性規范，有條件的水電站可以組織技術人員，針對本站設備實際，制定運行與檢修規程，根據設備的特點、結構及安全要求，明確設備維修與運行人員對設備使用、維護的責任和工作內容，以確保設備使用維護各項措施的貫徹執行，保證設備正常運行，減少故障，防止事故發生。
2.3建立完善的水電設備維修、管理系統
針對水電站水電設備故障后無據可查、查找原因費時費力以及耽誤生產的實際情況，建立設備維修、管理系統，以及采取的相應的預防措施，提高設備的管理效率，水平。比如，建立“專家會診檢修系統”，實施“技術管理與檢修作業層”、“文件包作業法”等等，從而實現對水電設備的日常管理、檢修的全過程管理、流程化管理，將各種潛在的設備隱患消滅在萌芽狀態。另外，加大對水電設備的事前管理和閉環控制的工作力度，對重點危險源、危險點實施規范化、標準化管理，提高對水電生產樞紐的風險管理能力、水平。
3結語
水電工程的勘測設計是一項龐大的系統工程，涉及到地形測繪、地質勘查、流域規劃、科學試驗、水工建筑、機電設備、施工組織等專業。設計對工程的可靠性、適用性和經濟性起著決定性的作用。設計的優劣，對工程投資影響很大。為使工程投資經濟合理，設計必須經過多方案綜合比較，選擇最優的方案，決不能搞邊設計、邊施工、邊修改的三邊工程。設計先行，預算早做；要先算再干，不要干了再算。對勘測設計要投入足夠的人力、物力，務必把好勘測設計關，是控制投資的關鍵。
1．1水文測驗、地形測繪和地質勘探是水電站設計的“基礎”
水文資料數據、地形和地質資料數據不僅是水電設計的基礎，水電施工的指導，還是水電經營運行的依據。這些資料數據的真實性、準確性和科學性既影響到水電站建設的成敗，也影響到水電站建設的投資。因此，水電站的建設業主必須從這些基礎工作抓起，充分重視水文測驗、地形測繪和地質勘探，以避免不必要的投資風險。
1．2規劃是水電站設計的“龍頭”
一個流域上可以建設很多個水電站，如何開發，有多個選擇，這就要通過規劃設計這個“龍頭”來解決。河流規劃要從水能資源開發條件、綜合利用、水文、泥沙、地質、動能經濟、水庫、環保等專業通過整體平衡綜合比較，選取多個梯級，推薦開發先后次序，從時空上選取經濟合理的優先開發點。例如：我院規劃設計的南椏河流域開發，規劃為“一庫六級”方案，實行流域梯級、滾動、綜合開發，一期工程為冶勒和姚河壩兩個水電站，總裝機容量37．2萬kW，多年平均發電量12．98億kW·h。冶勒水電站為龍頭水庫電站，具有多年調節能力，使南椏河流域水電站成為具有調峰、調頻的優質電源點。這一規劃設計做出后，得到電網和業主的極大歡迎。目前，姚河壩水電站已并網發電，冶勒水電站主體工程已全面動工，促進了流域的全面開發。規劃這個“龍頭”不能一蹴而就，必須先投入足夠的人力、物力，通過科學的決策，踏實辛勤的工作才能達到目的，才能為投資決策提供可靠的依據。
1．3技術設計是水電站設計的“靈魂”
這里所談到的技術設計概念是泛指可行性設計（初步設計）和施工圖設計，是整個水電站設計的主體，這一階段是設計投入人力、物力最多的階段。這階段的設計是全方位的。大壩的選型和設計、引水建筑物的設計、廠房的設計、機電設備的選型和設計、施工組織設計、工程總投資的計算和經濟評估等，不僅涉及到水電技術，還涉及到水電建設的社會環境條件、施工實現條件、投資條件和經營運行風險分析，因此是水電設計的“靈魂”，是水電建設成功的關鍵，是指導施工、規劃經營的守則。它的每一張圖紙，每一條措施都影響到投資和效益。例如：二灘水電站在初步設計經水電部批準后，為了進一步降低工程造價，縮短工期，提高投資效益，成都院及時組織優秀設計人員，運用最新科研成果，從單機容量、壩軸線、泄洪標準、泄洪建筑物、拱壩體型、地下廠房布置、建設工期七個方面進行優化設計。通過優化設計使土石方開挖量減少了80多萬立方米，混凝土澆筑量減少90多萬立方米，縮短建設工期一年，電站裝機容量從300萬kW調整為330萬kW，節約投資約15億元。效益是巨大的。水電建設業主和設計單位密切合作，優化設計方案，細化設計項目，改善建設條件，控制工程概算，避免設計失誤，可為施工、管理、運行提供可靠的、科學的、合理的依據。
2施工實施對投資的影響
一個水電樞紐要按設計圖紙文件進行施工完建，即變設想為現實，是一個復雜的系統工程。在這一過程中，如何將質量、進度、經濟三者進行有機的綜合的籌劃運作，使整個工程按照經過國家授權部門批準的設計、相關技術標準、進度、投資完成建設，其中施工的實施全過程，都對投資有著舉足輕重的影響。在施工全過程中執行業主負責制、招投標制、合同管理制、工程監理制的“四制”管理，既是工程質量和進度控制的有效舉措，又是進行投資控制的核心，使工程質量、進度、經濟三者不是個別最好，而是達到整體最優。
2．1業主負責制
實行業主負責制是我國改革開放以來對建設項目管理的重要舉措，業主要對工程建設、生產運行、還本付息、經營發展全面負責。由于業主對項目全面負責，就會對項目前期成本、建設成本、運行成本、建設質量、生產安全等進行綜合控制，以減少各個環節的投資風險。
業主在水電項目建設中處于中心地位，是投資控制和回避風險的謀劃者、決策人，因此組建一個好的業主單位是極其重要的。首先，應該按照現代企業制度、國家公司法建立高效運營的現代公司。這個公司應該以優秀人才為根本，以服務社會為宗旨，以遵紀守法為原則，以為國家創造良好經濟效益為目的；這個公司應有完整的激勵機制，使每個人都能發揮其才能和積極性；這個公司應有健全的監督機制，使其成員做到廉潔奉公，工作勤奮；這個公司應有完善的學習進修條件，使職工的知識不斷更新，創造力能持續發揮，永葆企業知識的青春。創建好這樣的現代企業，才能合理控制建設投資。
2．2招投標制
招投標制是社會主義市場經濟下的必然產物，是隨著市場經濟逐步發展而逐步完善的。通過招投標，就能以較經濟的價格選到較好的承包商（工程施工隊伍、設備制造廠家等），可以保證以較好的質量、較短的工期、較低的價格完成項目建設，從而使工程項目整體達到最優。需特別指出的是，在招投標過程中，不能單一強調標價越低越好，要強調按合理標
價、工藝先進、進度質量綜合條件選擇承包商，才會對項目的建設有利無弊。
招投標工作必須執行公正、公平、公開的原則，切忌暗箱操作，杜絕。為此，在每一項招投標活動中，都應按國家制定的招投標法規公開招標，秘密評標，集體定標，請政府招標站監督，公證機關公證。這樣，才會選擇到較優秀的承包商，才能順利完成工程建設任務，達到合理控制投資的目的。
2．3合同管理制
合同管理是招投標的后續。招投標是為了選擇好的承包商，也就是為業主選擇一個好的合作伙伴。合同是為工程項目的實施明確業主與承包商之間的法律責任，是在招投標文件基礎上進一步對雙方的權利、義務和責任做出規定。為了順利完成工程項目建設（或設備制造，或設備安裝，或技術服務等），在合同中應有明確無誤的商務（經濟）條款、進度條款、技術條款、違約責任條款。雙方受合同規定的法律約束和保護，雙方的權利、義務和責任是有機聯系、相互制約、相輔相成的。在項目實施過程中，要嚴格執行合同，要反復熟悉合同，防止引起合同糾紛和無理索賠。有了合同管理制，在建設活動中就可避免人為的扯皮，嚴格按市場經濟規律辦事，對保證工程項目的順利完建和控制投資是至關重要的。
2．3．1業主在合同管理中的主導地位
在業主負責制的條件下，業主的責任重大，肩負著工程建設的全部職責。與此相適應，業主也被授予指揮管理工程建設的全部權利。因此，在合同管理中業主具有主導地位。在合同規定的質量、進度、變更、付款、檢驗等各個環節中，均要求業主作出“決定”和“指示”（或授權給工程師作出某些“決定”和“指示”）。業主在合同管理中的主導地位是不容置疑的，只有這樣，才會有令則行，有禁則止，各種規定、制度、要求、措施才會得到有效的貫徹執行，工程建設進展才會順利進行，投資才會得到合理控制。
2．3．2業主在合同管理中的服務責任
在業主對工程建設全面負責具有主導地位的同時，業主也應義不容辭、責無旁貸地為工程建設做好服務工作，為工程建設提供各種條件。如辦好施工建設用地的征用手續；提供施工用電、用水、交通、通信的條件并辦好相關手續；及時提供按合同規定由業主采購的設備、材料；按時支付工程款和費用；為施工建設創造安定的社會環境等等。
只有把工程建設的服務工作做好，才能為工程建設創造出有利條件，避免工程投資的額外增加。
2．3．3業主在合同管理中的協調作用
水電建設項目是一個復雜的系統工程，涉及到方方面面的技術、經濟、社會工作；要完成一個水電工程，需牽涉到幾十家承包商（供貨商），要簽訂幾十甚至幾百個施工、設備供應、安裝、設計、咨詢等合同。這些合同和承包商都是工程建設組成部分，相互聯系，相互制約，相互依賴，相互促進，形成有機的整體。只有業主才能了解全局，按照全局利益的原則，進行協調，統籌安排，使各承包商有序地工作、各合同有計劃地執行。在工程建設進行中，隨著時空條件的變化，各種合同執行時也會發生變化，有的需要趕工加速，有的需要延時讓路，有的需要齊頭并進，有的造成相互干擾。這種復雜關系，只有業主才能協調。搞好各方面的協調工作，保證工程建設的順利完成，是控制工程投資的重要環節。
2．4工程監理制
工程監理是合同管理的重要環節。工程監理是通過監理工程師來實現的。業主對工程質量、進度、成本的綜合控制，主要是通過監理工程師去執行。業主通過競爭性招投標手段，聘請技術水平較高、職業道德良好、執行合同公證的監理工程師。只有這樣的監理工程師，才能為業主所信任，為承包商所尊重，他的指令才能得到充分有效的貫徹執行。監理工程師要有綜合的協調能力，協調業主和承包商之間的利益，協調各個承包商之間的關系。業主通過監理工程師把好質量關、進度關和計量關。計量準確是把好成本控制的第一關。業主通過合同約束監理工程師，使其公正、勤懇地工作，控制好工程成本，這是成本控制環節的靈魂。
3水庫征地移民
水庫是水電站的重要組成部分，建設具有調節性能的水電站，需要大型水庫，因此通常要淹沒大片土地，遷移眾多人口。其間有大量的征地移民工作，庫區廠礦企業搬遷工作，庫區交通、水利、電力、通信等設施恢復工作，這都要發生一定的費用，通稱水庫補償費。有的水電站水庫補償費高達總投資的20％以上（如黃河小浪底水利工程、長江三峽水電站），對工程投資影響很大。
由于水庫補償費涉及面廣，行業眾多，又是以實物為計算依據，因此事先必須進行準確的實物調查，在此基礎上做出的水庫補償費才會公平合理。另外，水庫移民關系到廣大非自愿移民的生活安定，生產發展問題，務必重視。在遷移前業主必須配合政府部門，根據環境容量科學地（切忌主觀臆測）做好安置規劃，避免因安置不當而引起二次搬遷，增加水庫補償費。如B電站由于移民安置二次搬遷等問題，在電站建成后又追加了上億元的移民經費；E電站也是由于有二次搬遷問題，在電站建成后也將面臨追加移民經費的問題。
要控制好水庫補償費，一是要做好實物調查，實事求是地按國家有關規定計算好水庫補償費；二是要搞好安置規劃，做好搬遷工作，避免二次搬遷，以免增加額外費用。
4工程保險
水電建設是與江河鏖戰，是戰天斗地。項目建設風險是同客觀環境和一定時空條件有關的客觀存在。它存在于項目建設周期的全過程，如設計方案、項目分標、招標與承包商的選擇，施工期社會、政策及經濟環境，自然災害，人的行為（失誤、疏忽等）。工程保險主要是對自然災害和人的行為進行投保。天災人禍無時無刻不危及到工程安全，因此對建設投資會產生較大的影響。在我國舊的基建體制下，因天災人禍發生的投資損失，由國家核銷。而在業主負責制的新建設體制下，不能再找國家核銷，風險損失得由業主負責。業主除了對風險進行有效的管理、識別和分析各種潛在的風險外，還應估測實際發生風險損失的后果，在一定時空范圍內改變、消除或抑制風險存在和發生的條件，降低風險發生的概率和損失幅度，確定風險分散、分擔和轉移機制。水電建設歷時較長，涉及面廣，空間跨度大，難免會遇到突發的天災人禍。對于天災人禍這類風險，向保險公司投保是轉移、分散、分擔風險的有效手段。一旦遇到大的天災人禍，企業自身是難以承受的，進行了工程保險，就可以化險為夷。例如，2001年廣西百色水電站在建設中遭遇到大洪水，損失巨大，若沒有投保，工程建設將會因資金難以解決而處于暫停狀態。由于投了保險，保險公司賠付了數千萬元，使工程損失得到了補償，工程建設得以繼續進行。
5社會環境的影響
水電建設涉及到交通運輸、郵電通信、電力供應、林業森工、環保衛生、征地移民、工商稅務等多方面，是一個全方位的開放性建設項目。各方都擁有部分漲價權，對水電建設投資都具有一定的影響。因此，水電建設對外部條件依賴很大。對外協調工作是項目業主難以單獨完成的，需要政府部門的協調和幫助。這些外部環節對投資的影響，不可能通過市場調節、自由競爭來控制，只有依靠政府部門從全局出發，在照顧各方合理利益的同時，對水電建設這個利國利民的優秀基礎產業給予一定的傾斜政策，以控制投資的增加。項目業主應依靠政府部門的政策，優惠條件，降低水電建設的投資。
關鍵詞：現代水電廠管理
1概況
1.1電廠概況
廣州蓄能水電廠（簡稱廣蓄電廠）位于廣州市東北，離廣州約120公里，總裝機容量2400MW，目前是世界最大的抽水蓄能電廠。A廠和B廠分別裝有四臺300MW可逆式水泵/水輪/電動/發電機組。主要機電設備從國外進口。
A廠第一臺機組1993年6月29日投產，1994年12月1日竣工。
B廠第一臺機組1999年4月6日投產，2000年6月26日竣工。
廣蓄電廠上、下水庫容量均為2700萬m3，落差535m，可供8臺機組滿負荷發電約6小時，抽水約7小時。經多年運行，其循環效率達76%。
A廠50%容量使用權賣給香港中華電力有限公司，期限40年，兩臺機組由設在香港的中電系統控制中心直接控制。A廠的兩臺機組和B廠的四臺機組由廣電調度中心直接控制。
廣蓄電廠擔任廣東電網和香港中電電網調峰填谷、事故備用的作用，是廣東電網主力調頻電廠，是實現西電東送和三峽電力送廣東的主要技術保證，同時也是廣東大亞灣核電站和嶺澳核電站安全經濟運行的技術保證。表1是廣蓄電廠投產以來主要運行參數。
廣蓄電廠投產以來主要運行參數表1
電網大型機組或線路跳閘造成電網周波下降，我廠機組快速啟動恢復電網周波。下表為十年來，我廠對電網153次故障快速響應啟動成功率100%。造成電網周波下降損失功率均為600MW以上，因此每次啟動都為多臺機組同時啟動。詳見表2。
廣蓄機組對電網故障快速響應統計表表2
1.2機構設置
廣東蓄能發電有限公司（簡稱廣蓄公司），屬下有廣蓄電廠和在建的惠州蓄能水電廠（簡稱惠蓄電廠）。
廣蓄公司由廣電集團控股（占54%），廣東核電投資有限公司占23%股權，國家能源投資公司占23%股權。
廣蓄電廠機構設置"三部兩室"。香港中華電力有限公司派來電廠工作的員工，是作為電廠聘用的員工，分別安排在電廠機構的相應崗位。早期12人，現在只有4人，到今年底將剩3人。
1.3主要職能
運行部負責實時運行分部和水工觀測分部管理。實時運行分部負責全廠范圍內機電設備運行管理；水工觀測分部負責上、下水庫，地下廠房，引水隧道，廠區公路，邊坡和廠區建筑的觀測、維修管理。
檢修部負責電氣分部、機械分部和自動化分部管理。電氣分部負責全廠電氣一、二次設備檢修和維護；機械分部負責全廠機械設備的檢修和維護；自動化分部負責計算機監控系統的硬件、軟件和傳感器的檢修和維護，工業電視、通訊等設備運行和檢修。
生技部負責物資采購，倉庫管理，安全監督、考核，檔案管理，生產統計，培訓和生產系統對外聯系。
辦公室負責文秘、人事、勞資、行政、財務、汽車管理、保衛和對外聯系，同時還是電廠黨、政、工、婦、計生的日常歸口部門。
總工室負責技改審批，重大技術問題攻關和非常規的大型試驗組織協調。下屬網絡中心負責辦公自動化的硬件、軟件維護管理。
2運行管理
電廠運行是一個特殊的崗位，他們是第一線生產人員，要求知識面寬，熟悉全廠設備及系統，具有實踐經驗和事故分析能力，責任心強，反應敏捷，他們的工作表現直接影響到電廠的安全生產。他們要連續倒班，生活沒有規律，設備正常時工作量不大，設備故障時工作量大，安全責任重大。
我們針對運行崗位特點參考國外經驗，將運行人員的工作分成值守、待命值班（ON-CALL）和定期巡檢三部份。
實時運行分部有值長、全控值班員和值班員。其中值長從全控值班員中選拔，經驗豐富能勝任事故處理，有最高等級授權；全控值班員為能同時勝任A、B兩廠值守工作的運行人員；值班員為只能勝任A廠或B廠值守工作的運行人員。
2.1值守工作
值守工作崗位要連續倒班，每班人數多少對運行人數影響最大。以前電廠每班運行人員人數，按能完成電廠設備較大事故處理的原則進行配備。我廠是按設備正常時的日常工作量進行配備。
我廠值守工作由全控值班員擔任，實行六班四倒，每班1人，在廠外行政大樓值守中心上班，負責對A、B廠八臺機組進行監控。我廠機組啟/停工況轉換和負荷調整由廣電調度和中電調度負責，只有在通訊故障或監控系統故障時才把控制權收回由值守人員操作。
2.2待命值班（ON-CALL）
待命值班（ON-CALL）由一位值長和一位值班員組成，他們周一至周五，8小時內在廠房上班，周末和8小時外在廠區待命。接到設備故障或事故報告后駕車進廠房處理，若需要檢修人員配合時直接通知檢修ON-CALL人員到現場參加事故處理。
他們負責將檢修設備退出備用和檢修后將設備恢復備用的安全隔離措施操作。如果需要監護的話，由值班員操作，值長監護。ON-CALL值長還負責辦理工作票許可和結束手續。
運行ON-CALL人員A廠、B廠各設三組，每組由一位值長和一位值班員組成，每周輪班一次。ON-CALL值長是處理事故的第一線指揮員，他有權直接通知各部門人員參加事故處理。
A廠、B廠分別由電氣、機械、自動化各一名組成檢修ON-CALL組，周一至周五，8小時內他們仍在本班組工作，8小時外在廠區待命。
廠部每周設一名中層干部作為ON-CALL負責人，當班的一周內負責協調較大的事故處理工作，周末行使生產副廠長的職權。
2.3設備定期巡檢
為了使巡檢到位，能及早發現設備缺陷和事故苗頭，我們制訂了巡檢規程，詳細規定各設備巡檢周期、巡檢內容、要摘錄的數據和每天巡檢路線。這些都輸入到具有條碼識別的"智能巡檢"數據采集器內，數據采集器會自動提示運行人員一步步做下去。定期對采集的數據在計算機上進行分析。
我廠定期巡檢工作由不是當班的一組ON-CALL運行人員負責，從周一至周五，8小時內執行。也就是三組運行ON-CALL人員，一組當班，一組巡檢，一組休息，每周輪換一次。
2.4防誤操作閉鎖
我廠電氣設備廣泛采用封閉式結構，400V以上的電氣設備均有可靠的防誤操作程序鎖，500KV采用計算機程序閉鎖。設備退備檢修時，值長把完成這臺設備的安全隔離措施所有鑰匙鎖進一個小盒子內，鎖這個盒的鑰匙連同辦完工作許可手續的工作票交給這項檢修工作的工作票負責人。這樣在檢修工作結束之前運行人員無法改變安全隔離措施，確保檢修人員的安全。
我廠投產初期經原廣東省電力工業局安監處同意，除500KV操作和裝拆臨時接地線操作外，均可實行一人操作。十多年來沒有發生過誤操作。
我們一直采用經認真編寫、認真審核的標準操作票。對運行人員進行較長時間培訓，分階段、分系統進行考核，使他們都掌握全部標準操作票。對不同水平人員進行不同的授權。獲可以一人在電氣設備上操作的只有幾位經驗豐富的值長。
有這種授權的幾位值長技術水平是電廠最高的，只由他一人操作，沒有監護人也就沒有依賴，自己要對自己生命負責。派出去操作的人要注意他當時的心理狀態穩定，這是保證安全的重要條件。
防誤操作閉鎖裝置要象其他主要設備一樣定期維護。嚴格執行閉鎖程序，堅決杜絕隨便解鎖。
2.5規范管理、量化考核
針對我廠運行人員少，素質較高，大部份工作都是一個人獨立完成，監管難度大。我們制訂了《運行人員規范化工作條例》共有八章179條，盡量詳細規范值長、全控值班員、值班員的各項工作，以及"兩票三制"等各種制度。
還制訂了《工作績效量化考核實施細則》共有八章87條，每條都有扣分或加分的具體規定。每年都組織運行人員參與對"條例"和"細則"進行修訂。成立一個由運行部長和實時運行分部長等人員組成的考核小組，負責定期對每位運行人員進行考核評分。考核結果每季度在廠內局域網公布，有不同意見可以在10個工作日內向考核小組提出。
年終結算，對分數排在最后的一位，要從新競爭上崗。
我們積極開展多方面探索，力圖逐步做到"凡事有人負責、凡事有人監督、凡事有章可循、凡事有據可依"。
3檢修管理
我廠檢修部人員不多，但他們要完成八臺機組的小修、事故檢修和日常維護工作，機組的大修外聘公司提供勞動力，電廠檢修人員也要參加。
3.1"ABC工作卡"系統
為了規范我們的檢修工作，避免部份設備檢修的關鍵技能只有個別員工掌握，萬一該員工離開電廠后造成影響。我廠建立了設備檢修"ABC工作卡"系統。
該系統把設備檢修分成A、B、C三類。A類是不用退出設備運行的巡視測量、試驗等；B類是需要退出設備并做安全隔離的檢修（類似一般小修）；C類是將設備解體處理修復（類似大修和事故檢修）。
制訂每臺設備A、B、C三類檢修的周期，按計劃申請執行。
編寫詳細的工作卡，主要內容包括工作人數、工期、安全措施、風險分析、工作步驟，有些還附有照片，使用工具、儀器、儀表，驗收標準等。力圖讓具有一定經驗的員工拿到這份工作卡就能進行工作，而且要求達到不同的人做同一工作，方法步驟一樣，標準一樣。編寫"ABC工作卡"的工作量十分大，而且還要不斷完善。但這是電廠十分重要的基礎技術資料。
該系統對檢修新員工培訓，實現檢修人員一專多能都起到不可替代的作用。
3.2設備維護管理系統
1999年我廠引進美國工業企業廣泛使用的MAXIMO設備維護管理系統。該系統主要分三部份：設備管理、工作單管理、物資和備品備件管理等。
設備管理部份：要求將電廠每臺設備每個元件都給出一個編號，各種設備的故障類型都有一個標準名稱和代碼。我們"ABC工作卡"都是該系統的數據庫資料，設備出現的各種故障、事故及其處理結果都輸入到該系統。積累了設備的這些數據后，方便進行統計和分析，從中可以找出一些規律為狀態檢修打下基礎。
工作單管理部份：我們建立的標準操作票都是該系統數據庫資料。每項檢修工作從申請到運行操作票、工作票簽發、工作許可都歸該系統管理。我們通過對這些工作票、操作票統計分析，得知一年中各種檢修工作用工情況，也可以得出相關人員一年內完成工作的情況，為考核員工提供依據。
物資和備品備件管理：我廠從采購申請、采購批準、材料入庫到領料和領料批準的過程都必須經過該系統，手填采購單和領料單的模式在我廠已經廢止。這些基礎數據的積累，方便備品、備件材料成本統計。本系統還有各種備品備件和各種材料的最低庫存設定，到達最低庫存時可自動生成采購單。
3.3開展以可靠性為中心的維修(RCM)
以可靠性為中心的維修（RCM）早期在美國應用于民航飛機維修，現已廣泛應用于核電、石油化工和電力等多種行業。
該系統認為設備故障模式不只是以前認為的浴盆曲線特性，而是共有六種故障模式。通過對各個系統的各部件的功能和故障模式進行分析制訂出該系統各元件的維修策略。既可以避免維修不足也可以避免過分維修造成設備的可靠性降低。它可以在確保可靠性的前提下節省設備的維修成本。
3.4機組大修管理
我廠機組投運十年才進行第一次大修。2002年底和2003年底分別對#1機組和#3機組進行大修。
大修項目確定、技術措施、安全、質量和進度控制均由電廠負責。自動化設備和電氣設備（除定子槽楔更換）的大修工作由電廠檢修部員工完成，設備拆、裝和機械部份由外包公司完成。
大修現場指揮由電廠檢修部正/副部長擔任。大修監理由廣州健翔咨詢有限公司承擔。
兩臺機組大修后處理了安裝期間的遺留問題，處理經十年運行積累起來的設備缺陷，還進行多項更新改造。大修后運行情況良好。
4安全生產管理
安全管理要體現"以人為本"和"預防為主"的方針。我廠一方面執行上級關于安全生產管理的各種規章，另一方面積極探索一套有效的安全管理系統，逐漸擺脫強調事后追究，而強調加強安全基礎工作，在預防上下功夫。
根據"海恩法則"一次嚴重事故背后有29次輕微事故，有300次未遂事故，有1000起事故隱患。要清除一次事故必須將隱藏的上千次的隱患、未遂事故等清除，否則事故不可避免。根據安全專家對170萬起事故分析得出：人為因素占88%，工程因素占10%，自然災害占2%。只要我們探索一套科學適用的方法控制人為因素和工程因素，那么絕大部分事故就可以避免。
從1995年開始我廠引進了南非NOSA安、健、環"五星安全"管理系統，逐步把這套系統的理念和具體做法結合到我廠的工作實踐中，逐漸變成每位員工的自覺行動。2000年～2003年連續4年獲"四星"級，今年八月下旬南非評審專家到我廠評審，我廠獲"五星"級，得94.41分的好成績。91～100分為"五星"級。NOSA安、健、環評定的星級只在一年內有效，不是終生制。
NOSA安全、健康、環保"五星安全"管理系統分為五個方面，共七十二個元素。我們結合本廠情況按國家或行業標準制訂這七十二個元素涉及的各項工作的標準，用這些標準來規范我們的各項工作，在日常實踐中要有文字記錄反映員工是遵從這些標準工作的，現場狀態也反映所有設備、設施、環境都符合這些標準。
該系統強調每個員工的參與，在進行每項工作開始前要進行風險分析，然后采取措施盡量降低風險。強調采用技術措施降低風險，而個人防護只是最后一道防線。
每年自己內審兩次，內審查出的不足，限期整改。每年請南非NOSA公司專家來廠進行評審，重點查有關記錄，其次是現場。最后給出得分和星級，并提交詳細報告，指出不足和需要整改的地方。評審過程對前一年提出的整改項目也是重點，若只停留在去年水平，則達不到原來分數。該系統重視不斷改善、不斷提高。
5結束語
1.固定資產管理是計劃管理中的核心內容。隨著社會對電力需求量的加大，我國電力企業快速成長，達到了空前的規模，想要保障電力企業的健康發展，實現水電廠可持續發展目標的實現，必須做好計劃管理。計劃管理的重中之重是固定資產管理，是水電廠計劃管理中的核心內容，是防止水電廠固定資產流失，提高水電廠管理水平，提高水電廠固定資產利用率的重要手段。水電廠計劃管理的首要任務就是加強固定資產管理。水電廠應對固定資產管理有一個正確的認識，積極總結經驗、改革方法，強化水電廠固定資產管理水平和質量，為水電廠發展創造有利條件，提高水電廠生產力和生存能力。2.固定資產管理是強化水電廠管理的必要手段。水電廠是典型的固定資產密集型企業，不僅資金密集，其他非貨幣性資產更加密集。但經過調查發現，很多水電廠管理上都存在著“重購置、輕管理”的現象，一些領導認為設備屬于大宗物品，不會輕易損壞或丟失所以無需管理，這種思維給企業造成了不必要的損失，導致了水電廠管理中出現了制度不健全、機制不完善、管理不明確等問題，導致出現了不該購置的重復購置，急需購置的卻缺少資金等現象。強化固定資產管理在水電廠計劃管理中的地位是提升水電廠管理水平，提升固定資產價值，實現固定資產利益最大化的主要途徑。3.固定資產管理是明確管理責任的關鍵。不論是水電廠還是一般企業，在發展中、管理中都涉及到了許多的責任問題，如果問責不明，無法明確管理責任，在出現問題時便會出現無人負責，無人管理的現象。明確管理責任至關重要，固定資產管理是明確管理責任的關鍵。水電廠設備購置、使用、報廢各個環節都涉及到了眾多部門及實物管理與核算問題多方面問題，固定資產管理是明確涉及部門及員工責任分工的重要手段，通過固定資產管理才能實現管理責任的層層落實，確保工作的順利開展。
二、當前水電廠固定資產管理中存在的問題
1.賬目價值與實際價值不符。電力企業的固定資產不同于一般企業，其種類更加繁多，存放地點更加分散，管理部門眾多。這一特征導致了水電廠固定資產賬實不清現象的出現，并且這一現象已經成為了水電廠固定資產管理中較為普遍的突出問題。導致電力賬目價值與實際價值不符的主要原因是：固定資產價值管理和實物管理標準不一致、固定資產相關費用支出標準不明確兩方面原因。由于電力企業固定資產種類繁多，每種的管理標準都有著一定的差異性，生產部門與財務部分看待固定資產的角度不同，管理方式存在一定差異，極容易造成固定資產賬實不符的發生。2.管理手段及方式落后。目前很多電力企業在發展中，依然采用傳統人工固定資產管理模式，這種管理方式不僅效率低，更具有一定的滯后性，根本無法很好的發揮固定資產管理職能。并且傳統人工在進行固定資產管理時，數據不易保存、易丟失等問題比較突出。導致這種現象的主要原因是在水電廠固定資產管理中缺少對現代化技術的應用，缺乏信息化技術的融入，不注重信息化建設。隨著電力企業固定資產管理的日益發展，傳統人工管理已經無法滿足現代電力企業固定資產管理需求。
三、強化水電廠固定資產管理的對策
1.統一固定資產管理目標。解決水電廠賬目價值與實際價值不符問題，是水電廠固定資產管理中的首要任務。統一固定資產管理目標是解決賬目價值與實際價值不符的主要途徑，在固定資產管理工作開展中可將固定資產按類別進行詳細的劃分，根據不同類型和不同階段制定固定資產管理目標，利用統一的管理目標，提高水電廠固定資產管理的有效性和質量，為水電廠經營發展創造有利條件。2.加強信息化建。二十一世紀是一個信息的時代，如今全世界都向著信息化的方向發展著，企業在經營管理中融入現代化信息技術已經是一種不可逆轉的必然趨勢，水電廠想要在時代的洪流中生存下去，必須堅持與時俱進，加強信息化建設，利于信息化技術提高固定資產管理水平和質量，現實無紙化辦公，使水電廠的固定資產管理更高效、更快捷、更實時、更精準。
四、結語
1.1、15MnVR鋼（母材）
1.1.1、15MnVR鋼特性
15MnVR鋼屬于正火狀態下交貨的合金結構容器鋼。（正火鋼是指在固溶強化的基礎上，通過沉淀強化和細化晶粒來進一步提高強度和保證韌性的一類低合金高強鋼）
15MnVR鋼化學成分表：
鋼號
化學成分（%）
C
Mn
Si
V
Ti
Nb
MO
N
RE加入量
S
P
15MnVR
≤0.18
1.2~1.6
0.20~0.6
0.04~0.12
≤0.035
≤0.035
15MnVR鋼機械性能表：
鋼號
抗拉強度
σb（MPa）
屈服點
σs（MPa）
伸長率
δ5≥（%）
1800彎曲試驗
15MnVR
530~675
390
18
d=3a
注：d=彎心直徑a=試樣厚度
這類鋼是在16Mn基礎上加入少量V（0.04%—0.12%）來達到細化晶粒和沉淀強化的。此鋼雖在正火狀態下使用，但由于碳化釩的分布形式和彌散強化程度與熱軋溫度、冷卻速度有很大的關系。因此它的性能在熱扎狀態下會有較大的波動，特別是板厚增加時更為嚴重。由于此鋼實質上應屬于沉淀強化類型的鋼，因此只有通過正火使晶粒和碳化鋼均勻彌散析出后，才能獲得較高的塑性和韌性，所以這種鋼在簽定合同時要求正火狀態下交貨，并經Ⅱ級無損檢驗合格后交貨。正火的目的是為了使這些合金元素能以細小的化合物質從固溶體中析出，并同時起細化晶粒的作用，是在提高強度的同時，適當地改善了鋼材的塑性和韌性，以達到最強的綜合性能。
1.1.2、15MnVR鋼的焊接性分析
通過15MnVR的鋼特性可以看出此鋼材的焊接較好。
本結主要通過工藝因素來描述15MnVR的焊接性。（影響焊接性的主要有材料因素、工藝因素、結構因素及使用因素。）15MnVR鋼焊接性通常出現兩方面的問題：一是焊接引起的各種冶金缺陷，主要是各類裂紋問題；二是焊接時材料性能的變化。
1.1.2.1、預防焊縫中的熱裂紋
從正火鋼成分來看，此鋼含碳量較低，含Mn量較高，Mn/S（含S元素多導致熱裂紋）比能達到要求，具有較好的抗熱裂性能，正常情況下焊縫中不會出現熱裂紋。但當材料成分不合格，或因嚴重偏析使局部C、S含量偏高時，容易出現熱裂紋。在這種情況下，在焊接材料上采用含Mn較高的焊絲和含SiO2較低的焊劑，以此降低焊縫中的含碳量和提高焊縫中的含錳量，可解決熱裂紋的問題。在阿鳩田工程中使用焊絲H10Mn2、焊劑HJ431。
1.1.2.2、預防焊縫中的冷裂紋
冷裂紋是焊接15MnVR鋼時的一個主要問題。（a）從材料本身考慮淬硬組織，是引起冷裂紋的決定性因素，由于正火鋼的強度級別較高，合金元素的含量較多。因此與低碳鋼相比，焊接性差別就大。（b）碳當量與冷裂紋傾向的關系。從前面分析材料的淬硬傾向影響冷裂紋傾向，而淬硬傾向又主要取決于鋼的化學成分，其中以碳的作用最為明顯。因此，可以通過一些經驗性的碳當量公式來粗略地估計和對此不同鋼材的冷裂紋傾向，為了減少含C量，來提高15MnVR的焊接性，但為了彌補強度的損失必須添加一些合金元素V。但碳當量不能精確地判斷冷裂紋的產生與否，因為冷裂紋的產生除了成分外還和其他因素有關。為了避免冷裂紋的產生，就需要采取較嚴格的工藝措施，在阿鳩田工程中嚴格控制線能量、焊前預熱和焊后保溫等措施。
1.1.2.3、再熱裂紋
15MnVR鋼，對再熱裂紋不敏感。
1.1.2.4、層狀撕裂
產生層狀撕裂不受鋼材的種類和強度級別的限制，撕裂與板厚有關。由于阿鳩田電站采用15MnVR鋼最薄厚度為δ=28mm，容易產生層狀撕裂。從鋼板本身來說，主要取決于冶煉條件，鋼板出廠必須進行無損檢驗，達到Ⅱ級探傷合格準予出廠。在阿鳩田工程施工過程中一般對厚度超過32mm，采取了150ºC預熱，在整個施工過程中未見層狀撕裂現象。
1.1.3、15MnVR鋼驗收
15MnVR鋼應符合《低合金高強度結構鋼》GB/T1591-1994、GB6654—1996的規定，并具有出廠合格證明書和質量保證書。15MnVR鋼使用前按GB6654-1996容器板檢查驗收。鋼板的運輸和存放應避免變形、銹蝕、損壞等。
1.2、15MnVR鋼用焊接材料
1.2.1、焊接材料是決定焊接質量的主要因素。焊接材料選擇根據15MnVR的力學性能、化學成分、接頭鋼性及鋼管的坡口形式和使用要求選取。在阿鳩田工程中手弧焊選取E5015焊條，焊絲選取H10Mn2，焊劑選HJ431。選取以上焊接材料必須具有出廠合格證明書和質量保證書。
1.2.2、焊條、焊絲及焊劑的儲存和保管應按JB3223-83《焊條質量管理規程》的規定執行。
1.2.3、焊條和焊劑使用前嚴格按使用說明書的規定進行烘干；焊絲存放在干燥的地方以防止受潮生銹。焊條、焊絲與焊劑有專人負責保管、烘干和發放，并有詳細的記錄。
1.2.4、烘干后的焊條和焊劑保存在100—150ºC的恒溫箱內，隨取隨用；每位焊工備有保溫筒，使用過程中保溫筒通電加熱，焊條用一根取一根。焊條烘干后在保溫筒內超過4h后應重新烘干，烘干次數不宜超過兩次。
1.2.5、使用的焊劑，按廠方提供的使用要求執行。焊劑烘干后，取出的焊劑放在密封的容器中帶到現場使用，烘干后的焊劑在空氣中4h以上重新烘干，烘干次數不超過3次。熔化過的焊劑不再使用，使用過的焊劑，要用米篩篩選，嚴防氧化皮等雜物混入，并經重新烘干才能再次使用。以防浪費，焊劑可反復使用，但不斷添加一些新烘干的焊劑，并摻和均勻。
2、焊接人員
2.1、焊接人員除合格的焊工外，配備專門的焊接技術人員，焊接檢查員和無損檢驗員。
2.2、參加15MnVR鋼焊接施工人員和施工管理人員均進行技術交底，以了解15MnVR鋼的焊接特點、控制項目及控制方法。焊工按水利部標準進行培訓和考核合格，持操作證書和等級證書的合格焊工上崗。
3、焊接設備
焊接設備采用參數穩定、調節靈活和安全可靠的直流逆變焊機。在施焊前，焊機上的電流電壓表必須檢定合格，埋弧焊機采用MZ1—1000型，電源電纜必須滿足大電流焊接的要求。
4、下料
15MnVR鋼劃線時要避免使用樣沖，不可留下有害痕跡，對岔管下料用樣沖時，使用尖部較鈍的，并打在管壁內側。15MnVR鋼可用火焰下料，不允許用火焰預熱和后熱。采用半自動切割機方法下料，以保證切割面質量。手工火焰切割只對岔管管節難以用半自動切割機實現的部位，切割后要求修磨平整。
5、坡口制備
由于阿鳩田電站鋼管所用鋼板為雙定尺鋼板，所以下料時就一起將坡口用半自動切割機制備，坡口型式、尺寸滿足焊接及施工圖紙要求。組對前，坡口面及坡口每側10—20mm范圍內的毛刺、鐵銹、氧化皮、渣等要清除干凈。
6、預熱
通過分析15MnVR鋼的焊接性，此鋼Ceq=0.47%（碳當量）超過0.4%。在阿鳩田工程中15MnVR鋼對厚度δ〈32mm的鋼板，鋼管焊接不需要預熱，當管板厚度δ≥32mm時，鋼管焊接需要用履帶式電加熱器進行100—150ºC加熱0.5h。
7、焊接工藝
本焊接工藝卡片是在焊接試驗及工藝評定的基礎上編制的。
15MnVR鋼焊接要點：
7.1、由于阿鳩田電站采用15MnVR鋼的鋼板厚度最小為28mm，對于板厚≥32mm的鋼板焊接采用預熱措施，預熱溫度在150℃-200℃。
7.2焊接層間溫度<200℃，焊接線能量15KJ/cm—55KJ/cm。
埋弧自動焊采用H10Mn2ф5.0的焊絲，直流反接，焊接電流700—750A，電弧電壓36—39V，焊接速度22m/h。
7.3焊接工藝卡片
焊接工藝卡片見附錄1
8、15MnVR鋼的焊接要求
1定位焊：定位焊一般焊在后焊側坡口內，后焊坡口側焊前必須清除定位焊道，定位焊長應為80mm，間距350mm。
2施焊前，應檢查坡口組對質量，如發現尺寸超差或坡口及其附近有缺陷，應處理后放可施焊。
3焊工要嚴格按照15MnVR鋼的焊接工藝卡進行施焊。
4焊接檢查員在施焊過程中必須嚴格監測和控制預熱溫度、道間溫度及焊接線能量，并對每條焊縫進行實際施焊規范參數記錄。
5嚴禁在非焊接部位的母材上引弧，試電流及焊接臨時支架。
6除焊縫外，埋弧焊及手工焊均應設引弧板（引入板和引出板），其尺寸為：埋弧焊大于等于50×100mm2，手弧焊可適當掌握。
7雙面焊的焊縫，一側焊后，另一側可采用碳弧氣刨清根。清根時埋弧焊必須清到第一道縫完全露出，手工焊第一道縫必須完全清楚。碳弧氣刨清根用壓縮空氣包含水分和油分加以限制。
8多層多道焊時，將每道的溶渣、飛濺仔細清理，自檢合格后，方可進行下一道焊接。焊縫的表面盡可能平滑，咬邊、焊瘤、焊趾過度角過大的部位要用細紗輪仔細打磨，使表面光滑平整。
9每條焊縫進行編號，并記下施焊焊工姓名或代號存檔。禁止打焊工鋼號。工卡具的去除嚴禁用錘擊法，應用碳弧氣刨或氣割在離管壁3mm以上外切除，嚴禁損傷母材，然后用砂輪打磨平整，并進行滲漏探傷和磁粉探傷，由于特殊原因中途停焊時，應立即進行后熱保溫，再次焊接時應全部進行預熱后方可按原焊縫要求進行焊接。
9、焊件矯形及后熱消除應力
9.1、焊件矯形應用機械方法進行，不得熱矯形。
9.2、消除焊接應力，采用加熱到250—300℃后熱方法，保溫1.2h—1.8h，分階段降溫方法。
10、焊縫質量檢驗
10.1、焊縫焊后，首先進行外觀檢查。外觀檢查合格后方可進行內部質量檢查，內部質量無損檢查在焊縫焊完48h后進行。
10.2、焊縫外觀質量及內部質量檢查按GB3323—1987《鋼熔化焊接對接接頭射線照相和質量分級》、GB11345—1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》、JB3965—1985《鋼制壓力容器磁粉探傷》等規范要求進行。
11、修補
手工焊或埋弧焊如果出現了問題就要進行修補，修補注意如下幾條：
11.1、焊件表面被電弧、碳弧氣刨等損傷處必須用砂輪打磨、平滑過度，然后應進行滲漏或磁粉探傷。打磨深度超過板厚10%或大于2mm時，應進行焊接修補。
11.2、焊縫內部超標缺陷，表面裂紋修補前，應分析原因，指定切實可行的修補方案。
11.3、局部焊縫修補時預熱應在修補處四周15mm范圍內進行，預熱溫度控制在120—170ºC。
11.4、焊縫缺陷可用碳弧氣刨，砂輪機打磨方法清除，不允許用電弧或氣刨火焰熔除，用碳弧氣刨清除后再用砂輪機清除滲碳層。焊縫缺陷清除后，不允許有毛刺和凹痕，坡口底部應圓滑過渡。
11.5、焊縫缺陷修補施焊與原焊縫相同，焊接修補后要后熱，后熱溫度與原焊縫相同。
11.6、缺陷修補只允許一次，同一部位修補超過一次應經焊接技術負責人研究批準后方可進行。
11.7、修補后按原焊縫的質量要求，檢查方法對修補處及其附近進行100%檢查。其中內部質量檢驗應再修補完成48h后進行。
12、結束語
1小水電技術經濟可行性分析
在我國小水電定義為電力裝機50MW及以下的水電站。小水電是一門比較成熟的發電技術。它的主要特點是：
1）資源豐富。我國小水電可開發量為8700萬kW（80年代水能資源普查結果），占全國水電資源可開發總量的23％，位居世界首位。
2）分布廣泛。可開發的小水電資源廣泛分布在全國1573個縣（市）。西部地區為5828萬kW，占全國可開發量的67％；中東部地區為2872萬kW，占33％。小水電資源分布較之煤炭、油氣等其它能源資源分布更具普遍性，尤其對西部地方經濟有更好的可及性和親和性。
3）開發靈活。小水電可以分散開發、就地成網、分布供電。開發容量根據需要，從幾個、幾十個、幾百個千瓦到上萬千瓦。能為戶、村、鄉（鎮）及縣（市）提供所需電力，具有極強的適用性和輻射性。此外，小水電規模小，資金量也相對少，開發技術成熟，工期短，見效快，維護方便，運行費用低。經濟貧困地區開發小水電較之開發大中型水火電更具技術經濟上的可行性。應該說，在國家集中資金開發大型發電工程時，地方政府最適于組織小水電的開發。
由于小水電在解決農村能源供應、改善生態環境、扶貧及促進農村經濟發展中的重要作用，使其在我國獲得了長足發展。自上世紀六、七十年代以來，農村水電供電區逐步發展，迄今已接近全國近1／2的地域，擁有全國1／4的人口，建成小水電站4萬多座，裝機容量達到2626萬kW，年發電量900多億kW·h，占全國農村電力市場總用電量30％左右的份額。
開發利用小水電資源產生了巨大的經濟效益和社會效益。目前小水電已成為中西部山區社會經濟發展的重要支柱，它以電氣化帶動城鎮化和工業化，促進經濟結構調整。隨著當地經濟的繁榮和不斷發展，加快了脫貧步伐，解決了農村用能，增強了民族團結，促進了邊疆地區的穩定。
尤其在為邊遠地區無電人口提供基本電力公共服務方面，小水電具有明顯經濟優勢，一直發揮著不可替代的作用。通過“七五”、“八五”和“九五”653個農村水電初級電氣化縣建設，不僅解決了1．2億無電人口用電問題，而且普遍大幅度的提高了當地農村用電水平。目前全國尚有3000多萬無電人口，約一半以上分布在小水電資源比較豐富的地區。這些地區地理位置極為偏遠，負荷少而分散，用電網延伸來解決供電問題是不現實的。因此，小水電將繼續在我國最終解決無電人口的攻堅戰中發揮重要作用。
小水電還具有良好的生態效益。目前我國小水電年發電量約合3000萬t標準煤，其生態效果相當于免除7000萬t二氧化碳等溫室氣體及大量煙塵污水的排放。開發小水電為農民生活用能和農業生產以電代柴提供了基本條件。以電代柴減少了小水電供電區內自然林砍伐，封山育林和退耕還林效果十分顯著，森林覆蓋率與年遞增。涵養了水源，防止了水土流失，生態環境正迅速得到恢復和改善。
2小水電政策環境現狀分析
與可開發小水電資源總量相比，我國小水電開發率較低，只有30％左右。小水電發展緩慢是由于自身存在的弱點及外部經濟政策環境等多種原因造成的。應該指出的是：
我國現有的能源宏觀經濟政策環境并不利于小水電的發展。小水電歷經坎坷發展到今天的規模，動力主要源于地方政府發展地方經濟的利益驅動。它表現出良好的外部經濟性，但內部經濟性及自身利益卻難以保障，缺乏可持續發展的機制。
為了促進小水電事業的發展，在小水電發展的不同時期，國家和地方政府制定了一系列扶持政策，按種類劃分可分為行政強制型、經濟激勵型和創建市場型。屬行政強制型的政策是《電力法》中關于小水電的規定。
屬創建市場型的政策是國家關于農村小水電“自建、自管、自用”的方針。屬經濟激勵型的政策包括：1）“以電養電”政策；2）國家扶貧資金可用于農村小水電建設的政策；3）小水電交納6％增值稅政策；4）小水電建設專項貸款政策（已取消）。
這些現行政策是以基于計劃經濟的經濟激勵政策為主，而很少涉及市場經濟的基本要素即價格和供需關系，市場機制的作用基本沒有體現出來。行政強制型政策中也沒有對小水電作定性和定量的規定，尤其是在上網權、電量方面缺乏具體配套政策和操作性。創建市場型政策雖然出臺較早，涉及到了產權問題，但很不完善，在國家經濟體制改革的諸多復雜因素下難以執行。在經濟激勵型政策中側重于利用稅收和補貼的調節作用，而沒有充分利用價格這一市場要素對資源的配置作用。由于取消了專項貸款、財政補貼的有限性和6％增值稅政策在大部分地區沒有得到執行，具有公益性質的小水電實際上是在激烈的市場競爭中隨波逐流。如不及時采取必要的保護措施，在“廠網分開、競價上網”的電力體制改革中，小水電將會遭受更大的沖擊。總之，脫離了政府政策扶持，是我國小水電在電力市場競爭中步履艱辛、發展遲緩的重要原因。當前小水電發展急需立足于市場經濟條件的新型激勵政策。
3小水電市場化運作中存在的問題
小水電自身存在著生產規模小、工程造價持續增加、豐枯矛盾、技術裝備和運營管理水平不高等內部不利因素；同時也存在電力輸出困難、電價機制不順、市場發展緩慢、公益性制約等外部影響。在諸多矛盾中電力生產規模小、輸出困難、豐枯矛盾、電價機制不順及公益性制約最為突出，直接影響到小水電的經濟效益和市場競爭力，導致投資回報率偏低，融資困難，缺乏良性循環滾動發展的能力。
1）電力生產規模小。可再生能源在商業化運作中面臨的共性問題是：可再生能源市場相對狹小，小規模的生產造成較高的工程設備投資成本，低產量的能源生產又會造成較高的能源生產成本。小水電也不例外。在現行的能源宏觀經濟政策環境中，裝機容量大部分在千瓦以下的小水電企業與裝機容量幾十萬乃至幾百萬千瓦的大型常規能源發電企業競爭無疑處于弱勢地位。
2）電力輸出困難。由于國家電網和小水電的所屬關系不同，長期以來小水電發電上網問題不能很好解決，要么不能上網，要么上網電價很低，使得小水電成本增加，投資風險增大。
3）豐枯矛盾。我國小水電大部分是徑流式電站，缺乏調節能力，在豐水期往往造成系統電力有余，小水電大量棄水；而枯水期造成電網缺電。這也是使小水電成本提高的重要原因之一。
4）電價機制不順。小水電電價形成缺少規范化的政策法規。電價制定與調整，往往是根據決策者自身對工作經驗、企業現狀和國家政策未來走向的理解進行決策，帶有較大的主觀性和隨意性，科學性不足。此外，在小水電價格構成中沒有包含其外部經濟性應得的合理報酬。小水電現行電價水平既背離價值規律，又不能反映供求關系。不利于通過市場配置資源，嚴重影響了小水電企業的生存、鞏固和發展。
5）公益性制約。相當多的小水電是依附于水利工程而建，除了發電，還兼有防洪、灌溉、供水等綜合功能。汛期棄水、灌溉和供水用水都會影響到發電用水。為了防御洪水災害，小水電要提前泄洪騰空庫容。為了確保工農業和城鎮用水，小水電經常反季節提高水位，錯過發電機會；或是長期在低水頭運行，機組出力下降，經濟效益隨之受損。梯級開發的電站這方面的損失則更大。
4小水電激勵政策設計思路
小水電激勵政策設計是一項復雜的系統工程。在設計政策框架時既要考慮國家宏觀經濟政策背景，對其內、外部經濟性進行綜合分析評價，找出影響其發展的主要因素。同時也要注意吸取國外成功經驗，將市場機制引入小水電激勵政策體系。此外，小水電具有清潔能源和保護生態環境的特性，制定政策時應與環境經濟政策結合起來。以保證與有關部門政策的融合性，達到提高經濟體系整體效益的目的。
我國目前常規能源大型火電平均單位千瓦造價為4000元／kW～5000元／kW；小水電平均單位千瓦造價為6000元／kW～8000元／kW；風力發電平均單位千瓦造價為9000元／kW～12000元／kW。常規能源大型火電平均單位電能成本為0．20元／kW·h～0．30元／kW·h；小水電平均單位成本為0．30元／kW·h～0．40元／kW·h；風力發電平均單位成本為0．40元／kW·h～0．50元／kW·h。小水電的經濟性與風力發電比具有一定優勢，但與常規能源大型火電比則缺乏競爭力。
小水電站經濟性典型調查分析結果表明，在諸多影響小水電效益和發展的原因中，發電量是重要的制約因素。小水電發供電收益普遍達不到對項目設計進行財務評價時的預期值。小水電實際發電量是決定小水電單位電能造價及生產成本高低的主要因素。我國小水電年發電利用小時數明顯偏低，實際發電量大大低于設計電量，也明顯低于折減后的有效電量。影響發電利用小時數的原因與上述小水電自身及外部存在問題有密切關系，除了電力輸出困難、豐枯矛盾和公益性制約等因素外，還有氣候變化導致的徑流年際與年內變化、峰谷矛盾、負荷特性限制及機組檢修事故停機等因素也是影響發電利用小時數的原因。所有這些因素使小水電實際年發電量比設計年發電量要少30％左右，有的則高達50％以上。
小水電的折舊和利息是決定小水電單位電能造價及成本高低的另一重要因素。調查結果表明，折舊和利息兩者分別占小水電單位平均成本的19．6％、31％。原因是小水電大部分建在經濟落后的偏遠山區，當地財力十分有限，因此小水電的負債率一般較高，大部分都在80％左右，有的高達90％以上。
小水電運行成本占單位平均成本的26．6％，用于維修及人員工資福利的比重較大。這一方面說明小水電的技術設備和管理營運水平亟待提高，另一方面也表明小水電的利潤率低，企業沒有足夠的財力搞技術改造和科技創新。把握住實際發電量及生產成本中其它影響小水電效益的因素這條主線，將激勵政策的出發點建立在市場基礎上，有針對性地運用行政命令、經濟激勵、創建市場等多種宏觀調控手段，突出行政強制性政策和電價的作用，幫助小水電克服發展中的種種來自其內部和外部的障礙與困難，應是我們構筑小水電激勵政策框架時所遵循的基本原則。
5小水電激勵政策框架設計
1）強化行政強制型政策。借鑒國外成功經驗，在向市場經濟過渡時期，對能源工業中的弱勢產業可再生能源，應更多運用行政強制型政策促進其發展。這類政策包括配額制及各級政府的有關法規。政策制定重點應明確和量化小水電市場份額和發展目標，規定在地方電力建設中可再生能源發電需占有一定比例。確保小水電等可再生能源發電的優先上網權及電網收購全部電量。這有利于消除影響小水電發供電效益的來自體制上的不利因素。
配額制在許多發達國家已被證明是行之有效的可再生能源激勵政策，建議加快組織實施。同時要爭取國務院出臺關于加快農村小水電發展的法規，推動地方政府法規的制定。如廣東省1996年出臺的《關于加快農村小水電建設的決議》，這一具有法律約束力的地方法規，對小水電優先開發、優先上網、優先收購、電價機制、財政補貼等方面做了明確規定；陜西省也在制定小水電生產配額及對小水電實行電價優惠方面做出了規定。這些地方政府法規均有力地推動了當地小水電的發展。
2）突出電價配置資源的作用。我國電價體系就環境成本而言依然存在嚴重扭曲現象。突出表現在高污染的火電生產原料價格偏低，由污染造成的環境成本沒有計入生產成本，環境空間被無償使用。今后在確定電價機制時，應考慮環境因素的影響，使電價準確反映電力與環境的真實價值。最終建立起一個可持續發展的價格機制。
建議在實行廠網分開，競價上網后，政府對小水電上網實行市場價格保護，不直接參與同常規能源競爭。并在此基礎上建立起激勵與約束相結合的小水電上網限價制度。既要對小水電上網實行電價保護，對由公益性制約和外部經濟性增加的生產成本進行補償，使其獲得合理利潤，又要促使小水電不斷降低成本，提高小水電的競爭力。這一制度的核心是：政府為小水電制定上網的最高限價，只要小水電企業的報價低于限價水平，電網只能收購不能拒收。而高于這一價格的小水電企業則會被淘汰出局。
小水電競價上網限價的確定，可以參考英國等市場經濟國家比較成熟的公用事業價格規制模型。由此小水電上網限價的初始定價模型可以設計為：P＝C×（1＋R）＋T＋V（其中：P為政府規定的上網最高限價；C為小水電企業的平均社會生產成本；R為成本利潤率；T為法定稅金；V為考慮供求、政策等因素的調整額度。）小水電上網限價的調整模型為：P′＝P×［1＋（ROI－X）］（其中：P′為調整價格；ROI為消費物價指數；X是小水電勞動生產率的提高幅度）。這種定價方法與激勵和約束相結合的定價原則相符合，能夠有效的反映對小水電外部經濟性的回報及對由公益性制約引起成本增加的補償。
3）完善稅收政策。要繼續執行小水電交納6％增值稅的政策。應明確不轉供大電網電力的小水電，按照“交6％，免11％開具增值稅發票”核定電網供電部門的增值稅額，或實行先征后返，確保落實小水電減稅政策。參照國外經驗，應積極制定能源環境稅收政策，對能源生產過程中產生的環境污染，特別是二氧化碳等溫室氣體增設排放費，收費用于補貼清潔可再生能源建設。
貫流式水輪機的流道形式和軸流式水輪機不同，為保證向導水機構均勻供水和形成必要的環量，保證導葉較平滑繞流，軸流式水輪機需設置蝸殼，其流道由蝸殼、導水機構和彎肘型尾水管組成。貫流式水輪機沒有蝸殼，流道由圓錐形導水機構和直錐擴散形或S型尾水管組成。通常采用臥軸式布置，從流道進口到尾水管出口，水流沿軸向幾乎呈直線流動，避免了水流拐彎形成的流速分布不均導致的水流損失和流態變壞，水流平順，水力損失小，尾水管恢復性能好，水力效率高。燈泡貫流機組的發電機裝置在水輪機流道中的燈泡形殼體內，采用直錐擴散形尾水管，流道短而平直對稱，水流特性好。大型貫流機組幾乎都是燈泡機組，中小型多采用軸伸式、豎井式等形式。
貫流式水輪機單位過流量大，轉速高，水輪機效率高，且高效區寬，加權平均效率也較高，具有比軸流式水輪機更優良的能量特性。其特征參數比轉速ns、可達1000以上，比速系數可達3000以上。與軸流式水輪機相比，在相同水頭和相同單機容量時，其機組尺寸小，重量輕，材料消耗少，機組造價低。貫流機組電站還可獲得年發電量的增加。
貫流式水輪機的空化性能和運行穩定性也優于軸流式水輪機，其空化系數相對較小，機組可靠性高，運行故障率低，可用率高，檢修時間縮短，檢修周期延長。對于低水頭資源開發，貫流式水輪機的穩定運行范圍寬，在極低水頭時也能穩定運行(如超低水頭1.5m以下)，是其他類型的水輪機不可比的。如廣東白垢電站，額定水頭6.2m，最大水頭10.0m，但在1.3m水頭時仍能穩定運行。
貫流式水輪發電機組結構緊湊，布置簡潔，廠房土建工程量較小，可節省土建投資。貫流機組設備運輸和安裝重量較輕，施工和設備安裝方便，可縮短工期，實現提前發電。根據國內外有關水電站的統計資料，采用燈泡貫流機組比相同容量軸流轉槳機組，電站建設投資一般可節省10%～25%，年發電量可增加約3%～5%。如我國廣東白垢和廣西馬騮灘水電站，投資節省分別達22.6%和24%。小型水電站采用軸伸貫流機組與立式軸流機組比較，也可節省建設投資約10%～20%。由此可見，貫流式水輪機是開發低水頭水能資源的一種最經濟、適宜的水輪機形式，具有資源利用充分、投資節省的優勢和電量增值、綜合效益增值的效果。
2國內外貫流式水輪機的應用現狀
貫流式水輪機自20世紀30年代問世以來，因其優良的技術經濟特性和適用性而得到廣泛應用和迅速發展，包括燈泡貫流發電機技術在內的貫流機組技術日益成熟，貫流式水電站的開發、設計、運行技術與經驗日益豐富。國外水頭25m以下的水電開發，已出現取代軸流式水輪機的局面。貫流機組技術在1960～1990的發展最為迅猛，這一時期投入運行的貫流機組，最大單機容量達65.8MW(燈泡貫流，日本只見)，最大水輪機轉輪直徑達8.2m(豎井貫流，美國墨累)，最高工作水頭達22.45m(燈泡貫流，日本新鄉第二)。
我國從20世紀60年代開始貫流式水輪機的研究和應用，到20世紀80年代，貫流機組技術及其應用取得突破性的進展，1983年引進設備的第一座大型燈泡貫流機組電站一湖南馬跡塘水電站建成，1984年自主開發的廣東白垢電站轉輪直徑5.5m，單機容量10MW燈泡貫流機組投運，標志著具備自行開發研制大型貫流機組設備的能力。貫流式水輪機的應用研究和運行技術也獲得了發展，積累了經驗。最近20年來，相繼開發建成引進設備、技術合作或自行裝備的大型燈泡貫流機組電站數十座，如凌津灘、王甫洲、尼那、洪江等。其中洪江水電站最大工作水頭27.3m，單機容量45MW，是目前世界上應用水頭最高、國內單機容量最大的燈泡貫流機組。國內已運行的燈泡貫流式水輪機最大轉輪直徑已達7.5m。目前規劃或在建的貫流式水電站遍布全國各地，在建的廣西長洲水電站裝機15臺，總裝機容量達621.3MW。在西北地區，20世紀80年代開始貫流式水電站的規劃設計，并完成了柴家峽等電站的可行性研究。在黃河干流上現已建成青海尼那電站，寧夏沙坡頭電站即將竣工，甘肅柴家峽、青海直崗拉卡等電站在建。尼那電站是我國海拔最高的大型燈泡貫流機組電站，沙坡頭則是應用于高含沙水流的第一座大型燈泡貫流機組電站，各具特色，為貫流式水電站的開發提供了新的經驗。
對于低水頭小型水電站，軸伸貫流水輪機和豎井貫流水輪機具有與燈泡貫流水輪機相當的技術經濟優勢，國外20m以下的小水電開發，已逐步取代軸流機組。據文獻介紹，國外已運行的軸伸貫流式水輪機轉輪直徑達8.6m，單機容量達到31.5MW，最大使用水頭達到38m。我國軸伸貫流式水輪機的技術開發起步較晚，自行研制的GZ006、GZ007(5葉片)等轉輪的性能達到或超過國際先進水平，但尚沒有得到普遍的技術推廣和形成相應的生產和市場規模。國內已運行的軸伸貫流水輪機多采用定槳式轉輪，最大轉輪直徑2.75m，單機容量3.5MW，最大使用水頭22m。而豎井貫流和全貫流機組技術開發程度較低，應用很少，與國外存在明顯差距。
3貫流式水輪機的應用及技術發展探討
我國水電資源豐富，第四次水力資源復查成果顯示，全國江河水電資源蘊藏量達7億kW，可開發量5億kW，經濟可開發量4億kW。現已開發量1億kW，只占到經濟可開發量的25%。我國江河的低水頭水力資源，根據文獻估算，水頭在10m左右的資源量占到可開發資源的約500，達0.2億kW以上。此外，我國大陸和島嶼海岸線蘊藏著巨大的海洋潮汐能資源，可開發量超過0.21億kW，尚未進行規模開發。以上數據說明，我國適用于貫流式水輪機開發的低水頭水能資源蘊藏巨大，貫流式水輪機應用前景廣闊，需求巨大。經過40余年的研究與實踐，我國對貫流機組設備開發、研制以及貫流水電站設計和運行技術都取得了很大的發展和成就。對于25m以下低水頭水電開發，優先選擇貫流機組，已基本形成共識。但目前國內貫流機組設備技術和供給能力還不能滿足水電建設的需要，許多大型或頂級的機組設備需要國際市場供貨，國內外同類產品在設備性能、單位千瓦材料消耗等技術方面存在著較明顯的差別，中小型貫流機組產品的多樣性和技術適應性也不能滿足國內或適應國際市場的需求。由于研發能力和技術水平的限制，又影響貫流式水輪機的廣泛應用。因此，全面提升我國貫流式水輪機的技術水平，任務迫切，意義深遠。
推進我國貫流水輪機技術的進步，應當關注貫流機組大型化技術的發展，并致力于提高國內貫流機組整體技術水平。
根據對貫流式水輪機的應用及其技術發展的分析，應用水頭逐漸提高、貫流機組大型化是國際貫流水輪機技術發展的趨勢，這也和我國低水頭水電開發對大型貫流機組的應用需求相吻合。貫流機組對開發低水頭水電資源具有優勢，而這些資源的開發地點往往位于經濟發達、人口稠密的平原或河谷地區，自然資源富集或處于交通要道(如黃河上游等地區)。這類水電資源經濟合理的開發，要求實現發電、防洪、航運等綜合利用功能，保護生態環境和土地資源，減少移民搬遷及交通設施等淹沒、浸沒及賠償，修建高壩大庫通常已不適宜。為了優化開發方案和工程總體布置，便于工程綜合功能經濟地實現，有利于保護生態和環境等資源，往往需要采用單機容量(機組尺寸)更大或應用水頭更高的貫流機組。
大型化貫流式水輪機的水力設計不存在重大的技術難題，但機組設計、制造與安裝等方面的一些關鍵技術，以燈泡機組為例，燈泡體及水輪機的支承結構，軸系的分析計算、大噸位軸承的設計制造，發電機的設計，發電機的通風冷卻，機組的剛度及振動特性的評估、優化，大尺寸機組的安裝技術等，存在較大的技術難度和經濟風險。近年，我國水電業界結合湖南洪江、廣西惡灘擴建工程、四川桐子林等水電站機組的選型設計，對此進行了研究。在洪江水電站，對采用燈泡貫流機組的關鍵技術及制造難度，與日本只見、俄羅斯薩拉托夫等電站的大型燈泡機組進行了對比研究，結論是技術可行。該工程已成功實施，成為我國貫流電站技術進步的典型案例。而惡灘擴建工程采用燈泡貫流機組方案，其應用水頭和單機容量等設計參數，機組設計制造的技術難度均已超越了世界上已運行的同類電站機組，研究表明采用燈泡貫流機組在技術上是可行的。兩座電站的經濟分析數據也都表明，可節省建設投資和獲得年電量的增加，特別是惡灘擴建工程采用8臺75MW燈泡貫流機組與采用4臺150MW軸流轉槳機組的方案比較，前者首臺機組提前9個月發電，工程總工期縮短一年，其提前發電的電費收入，與比后者高出的投資差基本相抵(貫流機組方案設備投資概算按采用2臺進口、6臺合作編制)，每年還可多獲得約3%的電量增加，其經濟性明顯優越。上述研究也說明，開發、應用25～35m水頭段的貫流式水輪機和單機容量75MW及以上的燈泡貫流機組，技術上可行，經濟上仍處于有利和合理范疇。
全面提高我國貫流式水輪機的整體技術水平，實現包括產品研制技術(水力開發、結構分析、制造工藝、試驗研究等)及產品的技術性能、貫流式水輪機應用開發和運行等技術水平的全面提升，結合國內實際和借鑒國際先進經驗，應加強計算機及信息技術如計算機CFD、FE、CAD/CAM等及現代制造技術在貫流式水輪機開發、研制和運行等領域的推廣和應用，還應加強對國際先進技術的引進、消化和吸收．研究具有自主知識產權的貫流式水輪機產品和技術，這是提升我國貫流式水輪機技術和產業競爭力的必然途徑。此外，我國的各類水電資源開發，包括廣大農村中小低水頭資源及海洋潮汐能源的規模開發，需要技術經濟特性優越的，包括各類貫流式水輪機在內的多樣性的水輪發電機組設備，因此，應加強對軸伸貫流式水輪機的研究和推廣應用，完善軸伸貫流水輪機轉輪的研究并形成系列型譜；應加強對用于潮汐能源開發的雙向可逆貫流機組、全貫流機組及豎井貫流機組的技術開發和研究；對齒輪增速技術及設備在貫流機組的應用，以及貫流水輪機適用的調速設備的開發等技術課題，應進行全面的規劃布局和系統的研究。
一是三大現場規程：安全規程、運行規程、檢修規程。
二是七種記錄：施工記錄、隱蔽工程檢查記錄、水上建筑及水文氣象觀察記錄、運行記錄、檢修記錄、預防性試驗記錄。
三是九種基本制度：崗位責任制（包括行政人員、生產技術管理人員、運行和檢修工人崗位責任制等），運行管理制度（包括設備責任制、巡回檢查制、定期試驗維護制、定期切換制、工作票制、操作票制、運行分析制、清潔衛生制等），檢修管理制度（包括設備責任制、設備維護保養制、質量負責及大修制、改進工程及班組核算制、清潔衛生制等），設備管理制度（包括設備分界、分工、缺陷管理、設備異動、設備評級、固定資產管理等），安全管理制度（包括事故統計、事故調查、防火管理等），培訓管理制度，備品備件管理制度，技術檔案及技術管理制度，合理化建議及技術革新管理制度。
編制運行規程主要包括：
（1）規程分類。運行規程是三大現場規程之一，它可以分成若干個單項規程。一般地說，運行規程可分為兩大類：一是主要內容以運行人員為出發點的制度，如崗位責任制、交接班制度、安全工作規程等；二是主要內容以運行設備為出發點的制度，如各種操作規程、技術監督制度、設備的巡視、檢查、保養、維護制度等。
（2）編制依據。編制上述運行規程的依據是水利部（含原水電部）歷年頒發的各種部規和若干種典型規程。小型水電站可根據本站實際情況，參照上述規程，編制一套適合于本站的技術管理規章制度。這些制度既為電站的技術管理指明內容、方法，同時又為處理事故、劃分事故責任提供依據。
（3）建立設備技術檔案。電站技術檔案內容較多，一般有：各種規章制度，如三大現場規程，五項監督，七種記錄，十項基本制度；制造廠的設備原始資料、記錄；發電機組的竣工圖、備品圖冊；電站的設計圖、施工竣工圖，與實際情況相符的各種系統圖和運行操作圖；電站運行檢修的各種記錄；其他一些有保存價值的技術資料（如水文資料）等。
（4）技術培訓。開展經常性的事故預想測驗：
國內外大量工程實踐表明，對水利水電工程進行全面的監測和監控，是保證工程安全運行的重要措施之一。同時，將監測和監控的資料及時反饋給設計、施工和運行管理部門，又可為提高水利水電工程的設計及運行管理水平提供可靠的科學依據。
1高新測控技術的基本要素及其功能
現代化的測控技術[2],應該具有采集數據、科學管理數據，及時或實時對水利水電工程的安全狀況作出分析和評價，并對其異常或險情作出輔助決策等功能.因此,高新測控技術的基本要素包括數據采集系統、數據管理系統和分析評價系統及其計算機通訊網絡支撐等(見圖1)。
圖1水利水電工程高新測控技術示意圖
1.1數據采集系統
通過測控單元(MCU)自動采集、筆記本電腦現場采集或人工觀測埋入壩體或安裝的傳感器采集的監測效應量(大壩的變形、滲流、應力應變和溫度等)和影響量(水位、氣溫、降雨和地震等)，并輸入計算機的數據庫。其中，自動化數據采集系統可以實現實時采集，半自動化和人工采集為定期采集。因此，自動化采集數據一般是對水利水電工程關鍵部位(或壩段)主要監測量(變形和滲流等)的采集。
1.2數據管理系統
由數據采集系統采集的數據進入計算機數據庫后，由數據管理系統對其進行科學有序的管理。包括將電容、電感、電阻、電壓、頻率等轉換為位移、揚壓力、滲流量、應力應變、裂縫開合度以及溫度等，及它們的誤差識別和處理，并將監測量按有關監測規范進行整編和初分析；編制月報和年報等。
1.3分析評價系統
分析評價系統根據監測到的數據，進行觀測資料的分析和反分析，結構和滲流正、反分析，建立各類監控模型和擬定監控技術指標等；將收集到的工程設計、施工、運行管理、有關法規和規范等方面的專家知識進行編輯，構成分析、評價、輔助決策等方面的知識庫和推理分析知識。
現簡述幾種傳感器的主要工作原理及其應用情況.
(1)差動電阻式傳感器
該傳感器為美國加州大學卡爾遜教授所研制。置于其內腔的兩根彈性鋼絲作為傳感元件，受力后一根受拉、一根受壓.當環境量發生變化時，兩者的電阻值向相反方向變化，根據兩個元件的電阻值比值,測出物理量的數值。
我國南京電力自動化設備廠從20世紀50年代開始，已研制出幾十萬支差動電阻式傳感器，并應用于大量的水利水電工程中，取得了成功經驗。
(2)振弦式傳感器
由前蘇聯的達維金可夫發明。其核心元件是一根鋼弦，鋼弦的一端固定，另一端則固定在測量元件(受壓膜片或測量端塊)上。當受力后，鋼弦長度將產生微小變化，引起固定頻率的變化，從而測出物理量的數值。
加拿大的Rocktest公司，美國的Sinco,Geokon公司等生產的振弦式傳感器性能良好，其中真空式為最佳。近幾十年來，我國較多的工程應用了這種傳感器。
(3)差動電容式傳感器
由我國南京電力自動化研究院研制。其工作原理是，將垂線或引張線穿過由4塊組成矩形的電容極板中，當測線發生位移時，電容極板的電容產生變化，從而測出位移量。
該傳感器經過20多年的完善，其精度和長期穩定性等均有較大提高，已在不少水利水電工程中應用。
(4)差動電感式傳感器
首先由原法國的Telemac公司研制。其工作原理是，當高頻交變電流通過垂線坐標儀時，在周圍產生交變磁場,接收點的磁感應強度與導線距離成反比；當垂線產生位移時，接收點測得的感應電勢發生變化,其變化量的大小反映位移量的大小。
該傳感器在我國龍羊峽等水利水電工程中得到成功應用。我國有關廠家也仿制了這類傳感器。
(5)步進馬達式傳感器
由原法國Telemac和意大利ISMS公司研制.其工作原理是，由步進電機驅動光電探頭，探頭中的光照準器先后對準基準桿和垂線鋼絲，然后返回原點，在此過程中，測量電路記錄探頭前進及返回基準點和垂線鋼絲的脈沖數,經計算得到位移量。
該傳感器的機械部件較多，易出現故障，其長期穩定性也不易保證。我國有關廠家也仿制了這類傳感器，在實際工程應用中的故障率較高。
(6)CCD傳感器
由河海大學結合國家三峽工程重大基金項目研制。該傳感器由若干個特別研制的CCD線陣模塊和發光二極管陣列模塊組成，當垂線穿過并產生位移時，CCD線陣模塊記錄垂線位移與基準點的位置，從而計算出位移量。
該傳感器技術先進，精度和可靠性高，在上標和響洪甸等水利水電工程中得到應用。
(7)其它新穎傳感技術
①光纖傳感技術光導纖維是由不同折射率的石英玻璃包層及石英玻璃細芯組合而成的纖維。它能使感受到的各種物理量而計算出監測量，以及傳送感受的信息通訊。目前，應用于光纖傳感的監測量主要是裂縫，應力應變尚需進一步研究。應用信息通訊較為廣泛，且安全可靠。
②CT技術意稱計算機層析成像。它指的是在不破壞物體結構的前提下，根據物體周邊所獲取的某種物理量(如波速、X線光強)的一維投影數據，應用數學方法，通過計算機處理，重構物體特定層面的二維圖像及其由此重構的三維圖像；從而定量描述物體內部材料分布和缺陷。該技術將成為工程結構物內部隱患監測和老化評估的一種重要手段，在國內外得到應用，我國豐滿水電站等工程中也得到成功應用。
③滲流熱技術依據滲流場與溫度場同時滿足擴散方程及其初始和邊界條件的原理，利用埋設的溫度計測值分析滲流場的分布及其異常部位。
④GPS技術利用衛星定位技術(GPS)監測堤壩和巖土邊坡的表面變形.
⑤激光傳感技術由激光點光源(即發射點)發射的激光與激光探測儀(即接收端點)構成激光淮直線，由發射的激光在波帶板及支架(測點)上觀測位移量。它可分大氣激光和真空激光準直，其中的真空激光準直除包括激光點光源、波帶板及其支架和激光探測儀，即發射點、測點和接收端點以外，,還有真空管道。我國豐滿和太平哨水電站等大壩壩頂水平位移和垂直位移的10多年觀測資料表明，真空激光準直具有精度高、長期穩定等優點。
2.1.2數據采集裝置數據采集裝置將各類傳感器測出的物理量(如電阻、電阻比、電容、電感和頻率等)轉化為數字量(如位移、滲壓、應變和溫度等)，即A/D轉換,以便遠程輸送。當距離超過100m以后，傳感器輸出的電量和頻率等信號，隨距離的增大急劇衰減，以至無法測出物理量，但數字量可遠距離輸送。因此，一般將幾十個傳感器按部位接入數據采集裝置，使傳感器觀測的物理量轉換為數字量。按監測方式不同，數據采集裝置可大致分為以下幾種類型。
(1)自動化數據采集裝置國內外自動化數據采集裝置主要有，美國Geomation公司的2300系統、Sinco公司的IDA系統；我國臺灣研華公司的ADAM4000和ADAM5000系統；南京電力自動化設備廠的FWC-1系統等。按結構的不同可歸納為總線型和集散型兩大類。
①總線型結構Geomation公司的2370型、IDA、ADAM4000、ADAM5000以及FWC-1等系統均屬于總線型結構.以IDA系統為例,其系統結構見圖2(a)，模塊箱的結構見圖2(b).圖中主機為工控機，中繼起聯接和中斷作用。
IDA母線有二線信號、二線電源；A1～An是智能測量模塊，每個模塊可接8個傳感器；B1～Bm是智能傳感器。A和B有解釋指令、多路傳輸、A/D轉換和錯誤查詢等功能。同時具有自動和人工測讀的兩種功能，并可防雷。
②集散型結構Geomation公司研制的2350型、2380型等系統屬集散型結構。其系統結構見圖3。
從圖3中可見，NMS為主機；NRU起中繼和網點(即可轉成有線的調制信號)的作用；MCU(3)是異地單元,也起中繼作用(距離近的可以不用)；MCU(4)和MCU(5)也是異地單元，但它能起無線電發射和接收作用；MCU(6)～MCU(N)是監測傳感器。在這兩種型式中，總線型結構具有抗干擾能力強、可靠性高、現場調機方便和造價低等優點。其中Geomation公司的2370型、IDA等系統可接入電式和頻率式傳感器。
(2)人工或半自動化數據采集裝置人工或半自動化數據采集儀可在現場測讀傳感器的測值，或用筆記本電腦采集。其中，差動電阻式采集儀主要有SQ-2型數字電橋、XJ型數字式電阻比檢測儀、ZJ型數字式和PSM-R型電阻比檢測儀等；鋼弦式采集儀主要有SDP-3型鋼弦溫度測試儀和GPC-1型袖珍式鋼弦頻率測定儀等。
2.2數據管理系統
水利水電工程大壩可埋有幾百個、幾千個甚至上萬個傳感器。如長江三峽水利樞紐建筑物就埋設約一萬多個傳感器，其采集數據每年達幾百萬個，并隨著觀測年限的增加，數據將越來越多，對這些海量數據必須進行科學有序地管理，以便為分析評價系統提供可靠的信息。數據管理系統的核心是數據管理軟件和應用軟件。
2.2.1數據庫管理軟件平臺在大、中型水利水電工程中，目前常用的數據庫管理系統有Oracle、Sybase、Informix以及SQLServer等4大類。其中以Oracle和Sybase數據庫在中國應用最廣。而Sybase為單進程、多線索結構，即通過單進程的多重通路來同時服務于多用戶，提高內存的有效使用率，便于優先程序的查詢。因此，Sybase數據庫無論在總體結構、功能和特性等方面都有較大優勢。本文作者開發和研制的7個大型水電工程的數據(或信息)管理及專家綜合評價系統，主要采用了Sybase數據管理系統。在小型水利水電工程中，目前常用的數據庫管理系統有DBase，Foxbase和Foxpro等。而Foxpro為用戶級數據庫系統,目前采用較多。
2.2.2數據庫邏輯模型檢測的目的是分析評價工程的安全狀況。因此，根據分析評價的需要，數據庫的邏輯模型包括工程檔案、原始數據、整編數據和生成數據等4個分庫(見圖4)。
(1)工程檔案分庫該分庫管理工程概況以及與工程安全有關的設計、施工資料等.
(2)原始數據分庫管理監測資料的原始數據，包括物理量(電阻、電阻比、電感、電容、頻率等)和監測效應量(變形、揚壓力、滲流量、應力應變和溫度等)，并應保證原始數據的真實性。
(3)整編數據分庫依據有關標準和規范，對原始數據進行誤差識別和轉換；按結構單元和監測項目進行整編，包括測值統計表及其過程線圖，以及特征值(如最大值、最小值等)和環境量(如水位、氣溫、降雨、地下水位等)的統計等；對測值進行初步分析，初步識別異常值以及復測；編制日報、月報和年報，其中，日報是刊錄測頻高(每日一次或數次)的自動化監測系統的數據。
(4)生成數據分庫對監測資料分析和反分析的成果，結構和滲流分析和反分析的成果，以及與工程安全有關的設計、施工和運行的專家知識等進行管理，為工程安全分析評價提供定性和定量的依據。主要包括大壩或各結構單元在各荷載組合工況下的應力和位移、壩體溫度場、壩體和壩基滲流場(等勢線和流線)；位移和揚壓力的力學規律計算值；各測點的統計模型，變形測點和空間位移場的確定性模型和混合模型；變形、應力和揚壓力的監控指標；歷次異常或險情的分析評價成果等。
2.2.3應用軟件根據數據庫的邏輯模型,在數據庫的軟件平臺上，開發和研制數據庫的應用軟件，主要包括：
(1)菜單編程對數據庫的菜單和各個分庫的菜單等編制應用程序。可以采用下拉式或全屏幕式。
（2)原始數據管理的應用軟件包括與采集系統相聯的通訊軟件；按結構單元和測控裝置將傳感器監測的物理量(電阻、電阻比、電感、電容和頻率等)或數字量(變形、滲壓、滲流量、應力應變和溫度等)編制成圖表的軟件。
(3)整編數據管理的應用軟件包括誤差識別和處理程序；將物理量轉化為數字量(應變轉化為應力，以及測控裝置沒有轉換為數字量的物理量)；按結構單元，將數字量及其相應環境量編制整編成圖表的軟件；初分析軟件；編制日報、月報和年報的軟件等。
(4)生成數據管理的應用軟件包括對監測資料分析和反分析成果、結構和滲流分析和反分析成果，以及有關專家知識等，并編制成相應圖表的軟件。
2.3分析評價系統[3]
對水利水電工程監測和監控的目的是，依據監測資料和相應的專家知識，對工程的安全狀況作出綜合分析和評價。因此，完整的現代測控系統必須包括分析評價系統.其功能是依據監測資料、結構、滲流等分析和反分析成果，以及與工程安全有關的設計、施工、運行管理、法規和規劃等專家知識，對監測資料進行分析和評價，從中尋找異常值或不安全因素，并對此進行成因分析和輔助決策等。因此，分析評價系統應包括資料評價、綜合檢查分析、觀測檢查、物理成因分析、專家綜合診斷和輔助決策等部分，其結構和流程分別見圖5和圖6。
2.3.1資料評價應用時空分布、力學規律、監控模型、監控指標、日常巡查和關鍵問題等6類評判準則，對監測值進行分析評判，從中識別異常值或不安全因素。
2.3.2檢查分析對異常值或不安全因素，通過同一部位的同類監測量、相關監測量和環境量的綜合分析(或相關分析)檢查，從中識別引起異常值或不安全因素的成因。如由觀測引起的，則進入觀測檢查；是由結構和荷載引起的，則進入物理成因分析。
2.3.3觀測檢查對由觀測引起的異常測值，首先檢查觀測記錄，然后檢查采集系統。對觀測記錄錯誤的測值宜進行刪除或修改；對監測采集系統引起的異常測值，在排除故障后重測并進行修正。
2.3.4物理成因分析對由結構和荷載引起的異常值或不安全因素，首先檢查環境量(或外因)有無產生特殊荷載工況。若有，則分析壩基異常(包括變形、穩定和應力等)成因，然后分析建筑物異常(變形、應力、裂縫等)成因，當穩定和強度滿足安全要求時，則“異常”或“不安全因素”是由荷載引起的，為結構調整所致,所以屬基本正常。若無特殊荷載工況，則反分析壩基和壩體的計算模型和計算參數等；然后，正演分析監測量,若與實測值一致，則為計算條件改變而引起的；并復核壩基和壩體的穩定和強度，若滿足安全要求，則雖為結構引起，但尚屬基本正常；若穩定和強度不滿足安全要求，則為異常或險情，隨即進入輔助決策。若分析不出物理成因，則進入專家綜合診斷。
2.3.5專家綜合診斷對異常或不安全因素的疑難雜癥，即難以分析成因的，進行專家綜合診斷，包括對其影響因素和安全度的專家綜合評判。
2.3.6輔助決策依據異常或險情的程度，首先提出報警級別，然后提出輔助決策的建議。其中報警級別分三級，一級為險情，二級為異常，三級為局部異常。輔助決策建議包括運行控制水位和補強加固處理措施的建議等。
2.3.7支持庫群為了給以上分析評價提供定量依據，該系統還包括數據庫、方法庫、知識庫和圖庫等支持庫群。
(1)數據庫主要管理監測資料及其分析和反分析成果，與工程安全有關的設計、施工和運行資料等。
(2)方法庫依據安全分析評價需求，方法庫主要包括監測資料分析和反分析軟件包，結構和滲流分析軟件包,綜合分析和評價程序，以及輔助決策程序等。如本文作者給多座水利水電工程開發的分析評價系統中，共設置40個程序。其中，監測資料分析和反分析軟件包有監測資料預處理、資料分析和反分析等22個程序；結構和滲流分析軟件包有規范法的應力和穩定分析，有限元靜力、動力以及粘彈性和粘彈塑性分析等13個程序；綜合分析和評價包括影響因素和安全度評價等2個程序；輔助決策包括報警、洪水反調節等3個程序。從而，總體上能滿足安全分析和評價的定量分析需要。
(3)知識庫包括專家語言的定量化知識,隱蔽薄弱部位的設計和施工的專家知識，歷次安全定期檢查以及異常或不安全因素的分析評價成果等。
(4)圖庫包括圖形庫和圖像庫。其中，圖形庫包括分析和評價過程中的各類圖表；圖像庫包括分析評價結論的多媒體演示等。
2.3.8分析評價的人工智能技術為了實現分析評價的人工智能化，分析評價系統采用正向推理、反向推理、混合推理和元控制等4種技術。其中，正向推理為已知問題的事實，在知識集中尋找匹配知識，反復循環直至找到有解結論；反向推理為已知或假設結構，從知識集中尋找匹配的解，反復循環，直至找到匹配的解；混合推理為融合正向和反向推理的原理，先正向后反向或先反向后正向；元控制是將元知識(即知識的知識)構成元知識庫，以求解問題的目標。
2.4計算機及通訊網絡技術
由于高新測控技術是將數據采集、信息管理和分析評價融匯在一起的龐大系統工程，必須在現代計算機及通訊網絡技術的支持下才能實現。
2.4.1計算機網絡拓撲結構常用的拓撲結構有總線形、星形和樹形等(見圖7)。其中，總線形結構為網絡所有結點連在通信總線上；星形結構為網絡所有結點連接在中心結點上，由中心結點負責數據處理和交換；樹形結構為自頂而下的層次化的擴展式結構，頂部結點為根結點，連接2個以上結點的稱為支節點，以下為端結點，以根結點為網絡核心、支結點為子網絡中心、端結點為面向用戶的桌面。
一般大中型水利水電工程結構單元(如壩段)較多、布置的測點也較多，宜用總線形；對省局(廳)或大網局，由于所屬水利水電工程較多，分布也廣，而需要由局中心控制時，宜用星形結構，其中一個結點為一座水利水電工程；對特大型水利水電工程.如三峽工程，由于分項工程較多，宜用樹形結構(見圖8)。
2.4.2計算機通訊網絡平臺單個的水利水電工程一般用局域網，可采用高速光纖、載波或微波等網絡通訊。對省網局(廳)或大型水利水電工程需要有外部技術支持的，一般采用廣域網，亦可采用以太網或Intranet網等。
2.4.3計算機工作方式一般采用C/S(客戶機/服務器)方式。其中，服務器主要存儲監測數據以及與工程安全有關的設計和施工等資料，應該有強大的存儲和處理數據的功能；其型號和數量視工程規模、監測項目的多少，由需求分析確定，一般應有雙機或多機熱備份。客戶機主要面向用戶的分析評價和輔助決策等，可由多臺并行計算機完成。
3結語
(1)現代化測控技術應包括數據采集、管理和分析評價等功能，以及完成這些功能的計算機軟硬件環境和通訊網絡環境。
(2)數據采集包括傳感器和測控裝置，完成A/D轉換，以便監測的數字量能遠距離輸送。
