水利水电工程建设中机电设备技术应用

陈明恩

杭州定川信息技术有限公司 浙江 杭州 310020

引言

近年来，我国的水利水电工程建设项目不断增多，国内相关水利水电机电管理的质量和要求也越来越严格。从实际的生产需求来看，水利水电工程建设周期长，投产使用年限较长，在水利水电工程建设中，还需配置多种类型的机电设备，以提高对水资源的有效利用，促进水利水电工程高效运行。然而，在机电设备技术应用过程中，普遍存在着机电设备安装不规范、运维不到位等问题，对水利水电工程运行埋下了安全隐患。基于此，水利水电工程要积极推进机电设备技术管理体系建设，规范机电设备安装流程，提高机电设备安装质量，同时引入先进的技术建立起机电设备自动化监控体系，实现对机电设备运行全过程的在线监控，从而不断提升机电设备技术应用水平。

1 水利水电工程建设中机电设备技术应用存在的问题

水利水电工程建设需要利用大量的机电设备，这些设备对水利水电的生产和管理都有重要影响。机电设备的运行稳定性决定了项目运行效果。虽然我国在现代科学技术改革下采用了大量的先进技术，有效促进了我国水利水电工程建设，但是在实际的生产管理中也存在较多的问题导致水利水电工程出现运行故障。现针对机电设备技术的运用问题进行研究，内容如下。

1.1 技术标准通用性问题

水利水电工程中的机电设备类型多样，需要配套安装和运行，这就要求工程设计人员要合理确定机电设备型号，优化制定机电设备安装方案，保证机电设备可靠运行[1]。但是，目前我国针对机电设备的技术标准仅围绕某一类型机电设备量身定制，使得技术标准缺乏通用性，对水利水电工程的机电设备技术应用带来一定困扰。同时，我国一些机电设备制造企业引入国家先进设计理念、设计标准，这虽然能够提高某类型机电设备的技术水平，但同时也对机电设备安装带来了配套性较差的问题，并且很多零部件的配置标准较高，国内缺少这部分零部件供应，直接影响机电设备投入使用后的运行维护。

1.2 机电设备安装问题

1.2.1 预留孔洞位置偏差。在实际的机电设备安装中，安装人员在确定定位尺基准线时未按照安装规范技术要求操作，出现预留孔洞实际位置与安装设计不相符的情况，影响后续安装作业的开展。此外，当施工支撑模板存在质量问题导致混凝土浇筑引发模板变形时，也会造成预留孔洞位置偏差。

1.2.2 预留孔洞遗漏。机电设备安装涉及复杂的电缆安装，在机电设备安装施工中，易出现预留电缆孔洞遗漏问题，导致电缆无法按照设备设计说明书正确安装。在电缆转弯处，为保证电缆顺利通过，应预留出一定的空间，但是在实际安装中经常出现预留空间不足的问题，如果此时强行通过电缆，则会造成电缆保护层破损，埋下机电设备运行安全隐患[2]。

1.2.3 设备尺寸偏差。机电设备安装要按照施工图纸操作，但是在实际安装过程中，可能会出现设备安装尺寸与施工图纸标注尺寸不符的情况，影响机电设备安装施工的顺利开展。如，水利水电工程设计图纸中会明确标注垫铁、高程等基础信息，但是土建施工图纸一般不会标注此类数据，这样会导致承重梁配筋作业时缺少对垫铁厚度标准的参考，造成机电设备安装尺寸与设计尺寸产生一定偏差。

1.2.4 螺栓连接松动。水利水电工程机电设备安装要拧紧螺栓，固定设备零部件。但是，在实际安装中经常出现螺栓螺母拧动过松或过紧的情况。当螺栓螺母拧动过紧时，可能会增大金属部件之间的磨损，出现松脱问题，导致机电设备零部件出现安全隐患。同时，螺栓螺母连接易产生电热效应，随着机电设备运行时间的增长，螺栓螺母接触面易出现氧化作用，增大电阻，引发机电设备运行温度升高，增加发生短路的可能性。

1.2.5 隔离开关、断路器安装问题。在机电设备隔离开关安装过程中，如果出现触头接触面不足的现象，则可能会加速触头接触面的电热反应，导致电阻增大，造成触头损坏；在断路器安装中，如果出现断路器触头安装不正确或开断闸速度异常的情况，则会引发断路器触头温度升高，增加熄弧时间，致使断路器在短时间内增大压力值，加大断路器爆炸风险[3]。

1.3 机电设备运行故障问题

1.3.1 发电机组故障。在水轮发电机运行中，经常出现定子引出线纵向、横向破裂问题，影响发电机组安全运行。当发电机组长期处于超负荷运转的情况下，会引发定子温度过高现象，造成发电机组常处于高温状态，缩减发电机组寿命。此外，水轮发电机组可能会存在着组合形式不合理的情况，造成油污现象较为普遍，埋下了安全隐患。

1.3.2 异步电机故障。异步电机在运行阶段经常发生以下两类故障：一类是机械故障，常发生在轴承、转轴、风叶处等部位。另一类是电气故障，通常因导电部分故障而引起异步电机故障，如电刷故障、定子绕组故障等。

2 水利水电工程建设中应用机电设备技术的有效对策

加强水利水电工程建设，做好机电设备技术管理，可有效提升水利水电工程的建设质量，提升工程建设质量。对此，针对存在的技术通用性、设备安装和使用故障等提出以下措施建议。

2.1 加强机电设备安装管理

2.1.1 审核施工图纸。在机电设备安装前，要全面了解水利水电工程建设整体情况，深入到施工现场掌握机电设备安装运行环境，在熟悉机电设备运行功能的前提下，审核施工图纸是否与现场施工情况相符，之后根据施工图纸进行机电设备安装，跟踪检查重要的机电设备安装情况，为保证水利水电工程整体质量打下基础[4]。

2.1.2 规范重点机电设备安装。水利水电工程中的机电设备安装要严格执行相关技术规程，规范各项安装操作，具体包括以下方面：加强施工现场安全防护、用电与照明、有限空间作业、底层作业、焊接与切割作业、起重运输作业的安全管控，为机电设备安装创建良好作业条件；在泵站主机泵安装中，要检查水泵部件的完好性，规范安装水泵固定部分、转动部分、主轴密封、水导轴承、钉定子、转子、上机架和机组轴线等部位的安装，埋设电机基础，整体清理电机设备；在水电站水轮机安装中，规范安装尾水管、座环、蜗壳、导水机构、接力器、进水阀等部件，对蜗壳进行水压试验；在发电机安装中，根据设计要求埋设基础，规范安装定子、发电机上下机架、推力轴承等部件，试验检查制动闸安装情况，及时调整机组总装和轴线；在电气设备安装中，要规范安装发电机电压设备、封闭组合电器、敞开式开关站设备、直流系统设备、电缆、厂用电系统设备、计算机监控系统设备等，在安装后进行电气试验和接地系统测试。在机电设备安装后，对机组启动试运行，包括冲水试验、空载运行、负载运行和72h试运行，检查机电设备运行的安全性[5]。

2.1.3 做好机电设备安装的协调工作。在水利水电工程建设中，土建施工和机电设备安装是工程的重要组成部分，两者之间相辅相成，应做好两项子工程的协调工作。机电设备安装要根据土建施工进度做好安装安排，对需要预留的孔洞，要派安装人员提前与土建施工方沟通协商，减少安装期间不必要的重复性建设。如，在预埋电线管、水管中，机电设备安装人员要与土建工程施工班组沟通，配合土建施工人员完成管线预设；在机电设备安装环节，如果遇到土方开挖变形情况，则要及时与土建施工方沟通，由土建施工队伍及时处理变形问题。

2.1.4 加强交叉施工管理。水利水电工程在开展机电设备安装施工时，要合理安排安装施工进度，优化调整机电设备安装的交叉作业，根据不同的安装区域、安装场地，分配专业安装人员完成机电设备安装工作，协调处理各专业的交叉作业，提高机电设备安装效率。

2.2 加强机电设备运行维护

2.2.1 做好维修保养工作。在机电设备投入使用后，经过一段时间的运行会出现损耗程度不同的零部件破坏，影响机电设备运行的安全性。所以，必须加强机电设备运行阶段的维护保养，对供排气系统、供排油系统、发电机组、变压器、电缆、发电机、水轮机等重点机电设备进行检查，及时识别故障安全隐患，记录各部件的更换情况，保证机电设备安全可靠运行[6]。此外，在维修保养工作中，要围绕重点机电设备建立起故障诊断程序，当发生故障时，能够根据诊断程序快速锁定故障所在部位，在最短时间内排除故障。

2.2.2 发电机组故障维修。定期检查机电设备电缆完好情况，在电缆外皮增加安全保护套，及时更换已经发生外皮损坏的电缆；在距离弱电竖井较近的地方设置配电间，当发电机组定子旋转过快造成发电机组温度上升时，能够发出预警信息，排除设备局部升温造成的设备故障隐患；检查组合轴承的组合形式是否合理，要求轴承端盖密封严实，不得出现漏油现象。

2.2.3 异步电机故障维修。在异步电机发生故障时，维修人员要准确判定故障发生位置，合理判断故障原因，制定故障维修技术方案。在故障诊断中，维修人员要全面掌握异步电机温度、声音、运行荷载和具体操作情况，根据仪表测量数据分析故障发生部位，统一更换已经损坏或严重老化的零件；当异步电机发生漏电现象时，要全面检查线路完好情况和连接情况，避免因漏电问题引发机电设备故障。

2.3 采用机电设备自动化监控技术

水利水电工程建设要运用自动化监控技术实现对机电设备运行全过程的监控管理，提高机电设备运行效率，及时识别和消除故障隐患，保障水利水电工程安全运行。

2.3.1 搭建自动化监控平台。水利水电工程建设要引入先进的自动化控制技术满足新型机电设备自动化控制要求，建立起多元化控制模式，实施自动化监控技术方案，尽量采用通用型监控技术标准，将机电设备都纳入到自动化监控系统中，推进机电设备运行控制向智能化方向发展[7]。

2.3.2 搭建远程监控系统。水利水电工程建设可搭建基于GIS的监控系统，对机电设备运行、维护、改造进行监测，并智能化调度机电设备运行，满足机电设备运行的在线状态监控。在远程监控系统运行中，借助先进技术检测出机电设备运行故障隐患，当安全技术指标超出规定限值时，及时向运维人员发出预警提示，便于运维部门针对性开展机电设备维护检修工作。

2.3.3 智能化调度管理。水利水电工程可建设联合定位检测系统，运用信息技术实现对机电设备的自动化调度，辅助调度中心快速做出调度决策。在联合定位检测系统的支持下，能够缩短设备动态指令发布时间，提高机电设备控制效率。同时，定位检测系统还能够自动化控制机电设备的运行流程，对部分流程进行改造升级，进一步提升机电设备运行效率。

2.4 加强技术档案管理

水利水电工程建设要重视机电设备技术资料的收集整理，建立起完整的机电设备技术管理档案，对档案资料统一编号，定期检查技术资料的归档情况。在水利水电工程的运行阶段，要及时更新机电设备技术资料，详细记录机电设备安装情况、使用情况、维修情况和保养情况，为全面管理机电设备运行提供资料依据。

3 结束语

综上所述，机电设备技术的应用是水利水电工程建设管理的重点，在机电设备技术应用过程中，要结合水利水电工程整体情况合理设计机电设备施工图纸，规范各类机电设备的安装流程，提高机电设备安装工程质量。在机电设备投入使用阶段，要做好监控、维护、保养和故障排除工作，始终保持机电设备处于良好的技术状态，进而保障水利水电工程安全高效运行。