王曉東

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400）

水利工程在社會、經濟、生態(tài)等方面效益的體現(xiàn)，受到水利機電設備的直接影響。若在某種因素的影響下導致運行階段機電設備頻繁出現(xiàn)異常與故障，輕則對機電設備可靠運行產生一定影響，重則因機電設備故障癱瘓威脅到水利工程的安全運行。正因此，探討如何采取科學策略有效解決機電設備運行異常，對助力水利工程運行價值與功能全面體現(xiàn)有著重要影響。

1 水利工程機電技術概述

現(xiàn)階段水利工程價值效益的體現(xiàn)受到機電設備應用的直接影響，而機電設備能否穩(wěn)定運行與機電技術的應用存在密切關聯(lián)。當前機電技術在我國多個領域行業(yè)中得到廣泛應用，機電技術與水利工程的融合發(fā)展，能夠在提高運行效率的同時，為水利工程功能與價值的最大化體現(xiàn)提供技術保障。得益于機電技術的有效應用，水利工程可通過地下、地表水資源的有效調控來達到洪澇與干旱災害防控的目的?？v觀當前我國水利工程事業(yè)發(fā)展，其機電設備安裝施工已經從以往的技術專業(yè)化逐漸過渡至技術密集化，盡管水利工程建設在技術密集化的影響下難度增大，但在技術密集化的支撐下，水利機電設備功能作用得以最大化體現(xiàn)，并為水利工程的高效、穩(wěn)定運行提供保障。

所以，為保證機電設備可發(fā)揮出應有作用，需在水利工程建設階段重視對機電設備技術的嚴格把控，結合水利工程建設要求、特點做到對機電設備的科學配置與應用，將機電設備異常現(xiàn)象出現(xiàn)概率控制在最低限度內。

2 水利機電設備運行異常與解決

2.1 閘門異常與處理

閘門異常運行問題出現(xiàn)不僅影響水利工程運行可靠性，甚至對周邊居民人身安全造成威脅。以某水利工程為例，依據(jù)防洪、灌溉等需求進行16孔溢洪道設置，其中15孔閘門均采用潛孔式弧形閘門工藝，閘門運行控制采用斜拉式固定卷揚機設備。在實際運行期間，其繼電器邏輯控制盡管是以水利工程最初要求進行配置，但因相對陳舊使得閘門在運行期間頻繁出現(xiàn)故障問題。為避免因繼電器控制異常對水利工程穩(wěn)定運行造成影響，該水利工程結合控制要求進行計算機監(jiān)控系統(tǒng)的增設，通過對閘門運行的實時、動態(tài)監(jiān)控來保證水利工程的穩(wěn)定運行。該水利工程另一孔為排漂孔，運行期間以液壓啟閉機作為主要控制設備。在實際運行過程中，發(fā)現(xiàn)排漂孔在建設階段未按照設計標準進行操作桿液壓的均衡配置，因電氣開度儀在運行期間頻繁出現(xiàn)故障，致使排漂門運行難以始終維持穩(wěn)定狀態(tài)。為保證排漂孔運行穩(wěn)定性不受影響，該水利工程結合實際運行需求進行液壓設備更換、維修，基于對溢流壩監(jiān)控系統(tǒng)的合理搭建，并視情況進行部分電氣控制設備更換，實現(xiàn)對排漂門異常運行現(xiàn)象的有效抑制。

2.2 漏油問題與處理

滲漏油現(xiàn)象出現(xiàn)對水利工程機電設備穩(wěn)定運行有著較大影響，通常情況下，滲漏油問題出現(xiàn)多以機電設備變速箱為主，而滲漏油位置則以軸承端蓋外面為主。分析滲漏油問題，一方面會對機電設備穩(wěn)定運行造成負面影響，另一方面則因滲漏油導致設備運行出現(xiàn)油霧，增大水利機電設備出現(xiàn)故障損壞的可能。為避免滲漏油問題出現(xiàn)影響機電設備運行，需結合實際需求來加強軸承端蓋密封性的控制，通過優(yōu)化端蓋密封效果來降低機電設備出現(xiàn)漏油問題的概率。在實際機電設備管護期間，相關人員可視情況選擇性能更好、壽命更長的密封圈，或者是將薄銅片設置于軸承轉合的連接螺栓位置，以確保端蓋密封效果符合機電設備實際運行需求。

2.3 設備線纜異常與處理

水利機電設備能否穩(wěn)定、可靠運行受到電纜線配置的直接影響，而在實際運行期間，易受到某些因素影響出現(xiàn)電纜接頭接觸不良、導電介質外露、線路打火等異?，F(xiàn)象。若運行階段線纜頻繁出現(xiàn)異常與損壞，不僅對水利機電設備的穩(wěn)定運行造成威脅，甚至因線路故障對現(xiàn)場人員安全造成威脅。為實現(xiàn)對線纜異常問題的有效抑制，首先需做到對線纜采購配置的嚴格管控，嚴格按照相關要求來選擇線纜，確保線纜耐腐蝕性、耐磨性等指標符合要求。其次，需在線纜布設時加強控制，避免因運動單元的過多接觸對線纜性能質量造成影響。若情況允許，可在設備運動時借助拖鏈來維持同步運行。對于轉角等位置，則可視情況借助軟性材料來加強線纜質量控制，避免因線纜過多磨損影響到處理效果。最后，要求人員加大對機電設備線纜的檢修力度，及時發(fā)現(xiàn)線纜破損問題并通過絕緣膠帶纏繞處理來解決異常，若線纜損壞過于嚴重，則需立即上報并第一時間進行線纜段的更換，避免因線纜異常頻繁出現(xiàn)威脅到機電設備的安全運行。

2.4 水泵故障與處理

作為水利工程機電設備中的重要組成，水泵故障出現(xiàn)極易影響到水利工程的整體運行穩(wěn)定性。通常情況下，水泵異常運行情況以水泵漏水、水泵電機燒毀問題為主。經檢測發(fā)現(xiàn)水泵故障的出現(xiàn)以水封損壞或發(fā)動機故障為主要因素，其中發(fā)動機故障的主要成因包括維護檢修不及時或運行期間頻繁出現(xiàn)水泵過載現(xiàn)象，而水封損壞故障成因主要是運行階段傳動軸與水泵頻繁接觸導致磨損過于嚴重。為避免水泵異常運行影響到水利工程功能與作用體現(xiàn)，需重視對水泵異常的有效處理與防護。在實際檢修維護期間，需將水封作為易損件增多備件數(shù)量，并做到定期檢查檢修，若發(fā)現(xiàn)水封磨損過于嚴重可視情況進行更換或維修。

2.5 冷卻異常與處理

水利工程運行期間大量熱量的產生易對機電設備穩(wěn)定運行造成影響，所以需通過強化冷卻效果來避免熱量過高導致機電設備損壞。鑒于此，需通過冷卻裝置的合理安設來促進機電設備的穩(wěn)定運行，確保在運行階段利用冷卻裝置降低溫度對機電設備造成的影響。但在實際運行過程中，部分冷卻裝置的配置難以發(fā)揮出應有的冷卻效果。分析冷卻裝置運行原理，主要是在固定裝置內放置冷卻水，通過熱交換將機電設備的運行溫度控制在預期范圍內。但熱交換的實現(xiàn)對溫度范圍有一定要求，而部分大功率機械設備運行期間產生熱量超出冷卻裝置對應溫度范圍，導致冷卻裝置熱交換處理無法做到對機電設備溫度的有效控制，因冷卻效果不理想導致機電設備仍受到溫度過高的影響。為避免溫度過高對機電設備穩(wěn)定運行造成限制，相關單位需結合機電設備特點進行冷卻裝置的更換與升級，或者是通過引進先進技術來提升冷卻效果，以確保冷卻裝置與水利機電設備保持較高適配性，有效規(guī)避因溫度過高導致機電設備運行異常。

2.6 軸流機組葉片扭矩及變形處理

縱觀現(xiàn)當前我國中小型水利工程建設，其中軸流機組組成包括定漿式機組與轉漿式機組等。若運行期間工況控制與最優(yōu)區(qū)發(fā)生偏離，定漿式機組會在工況影響下出現(xiàn)葉片沖角變化，或在斜聯(lián)關系出現(xiàn)異常時，轉漿式機組轉輪葉片進口出現(xiàn)問題，葉片在運行期間受到水流的沖擊與影響。為避免因機組葉片異常影響到水利工程價值體現(xiàn)，首先可從葉片加工嚴控入手，要求以模型為參照進行葉片加工質量的嚴格控制，盡可能采用數(shù)控機床加工來提升葉片精度控制水平。其次，重視對葉片安裝過程的嚴控，禁止因安裝問題出現(xiàn)影響到機組葉片的穩(wěn)定運行。同時，可結合水利工程運行情況來優(yōu)化材料選擇，例如以不銹鋼作為下環(huán)、上冠的主要材料，避免因材料質量較差導致水利機組頻繁出現(xiàn)異常運行現(xiàn)象。

2.7 電動機故障與處理

水利工程運行期間受到某些因素的影響使得異步電動機出現(xiàn)異常運行現(xiàn)象，通常情況下，其異常運行可具體表現(xiàn)為機械故障與電氣故障。其中電氣故障主要是運行階段電刷、定子繞組出現(xiàn)故障并影響到異步電機的穩(wěn)定運行。而機械故障則是運行階段軸承、風葉、機座、轉軸、鐵心等構配件出現(xiàn)故障異常。異步電動機的運行與控制設備的應用存在密切關聯(lián)，其中變頻器應用具備轉矩限定、多段速度設定、轉矩提升、直流制動、S形運行、重試、轉差補償、瞬時停電再啟動、頻率跳躍、重試等功能。同時，變頻器還存在：①RS485接口、通信功能；②低干擾控制方式；③轉矩矢量控制；④電壓等級多以及容量大等特點。表明控制設備與方式應用直接影響到電動機的保護效果，在實際運行期間，電動機直接啟動產生的啟動電流可能超過額定電流4～7倍，若控制方式以斷路器、接觸器為主，則電器觸頭需具備啟動電流接通與分斷的承受能力。而在頻繁操作的前提下，電器極易因觸頭磨損出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。所以，在使用期間可以串聯(lián)的形式進行主回路與啟動器的連接，此時啟動電流可由啟動器中接觸器來承載，而其他電器僅需進行電動機過載電流分斷的承載。對于保護功能而言，則可以配套保護裝置的設置來達到有效保護的目的。另外，可借助無觸點方式來優(yōu)化電動機控制，即以軟啟動控制形式來取代傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，并利用晶閘管進行電動機主回路的接通與分斷。

3 水利機電設備運行異常的預防管理

3.1 加強人員專業(yè)培訓

水利機電設備異常出現(xiàn)與人員專業(yè)能力與素質存在密切關聯(lián)，為此水利運營單位需加大對人員隊伍的培訓力度。首先，重視對管理運維隊伍的優(yōu)化構建，對人員選聘加以嚴控，在保證應聘人員專業(yè)能力、經驗素養(yǎng)等方面符合崗位要求的前提下，重視對人員責任意識、職業(yè)道德等方面的考察。其次，重視對培訓教育工作的定期開展，在全面了解相關人員能力基礎的前提下，定期開展關于專業(yè)技術、操作技術、安全意識等方面的培養(yǎng)，以保證人員具備的能力素養(yǎng)與崗位要求相契合。最后，可在機電設備管護期間實施“老帶新”機制，即高級技術人員可在日常管護期間以現(xiàn)身說教的方式幫助新人增加學識與經驗，通過對管理隊伍的高素質構建來提升管理水平。

3.2 構建完善的維護管理機制

一是加大設備點檢管理力度。首先，要求人員依照管理制度積極開展日常點檢工作，即以相關標準為參照，借助便攜儀器或者是憑借感官經驗進行機電設備的日常檢查，對機電設備關鍵部位為重點來明確實際運行狀態(tài)，判斷機電設備振動、聲音、壓力、動作等是否存在異常，并結合實際情況予以簡單調整或維護，以點檢卡的形式進行檢查結果記錄。其次，強化開展定期點檢工作。即要求人員依據(jù)點檢卡要求，借助專用工具進行機電設備的定期檢測測定。在實際定期點檢開展期間，除常規(guī)檢查內容外，還需將設備功能參數(shù)、設備精度、劣化程度等作為檢查指標，精準、客觀分析設備是否存在異常問題，并將檢修過程與結果記錄于點檢卡中。二是做到將狀態(tài)監(jiān)測全面落實于機電設備檢查中。運營單位需結合自身條件與能力的分析，構建契合機電設備穩(wěn)定運行控制要求的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。實現(xiàn)在提升設備檢修效率的同時，通過全面覆蓋確保機電設備運行異常的及時發(fā)現(xiàn)與定位。依托于對狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的有效構建，可在日常設備檢修管理中發(fā)揮出以下功能：①做到對機電設備運行數(shù)據(jù)的整合匯總，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與共享，以便于人員對機電設備相關數(shù)據(jù)進行隨時查閱獲取，為機電設備維護保養(yǎng)提供參考。②可保證采集與報告過程的實時性、連續(xù)性開展，通過連續(xù)監(jiān)測對水利工程關鍵機電設備進行資料庫的完善構建，進而為后續(xù)設備維護管理提供支撐。③若設備維護管理期間異常運行現(xiàn)象出現(xiàn)無法確定，可以利用網(wǎng)上會診的方式做到對機電設備異常的準確、客觀判定。④有效避免以往報送中人為失誤的出現(xiàn)，且機電設備監(jiān)測數(shù)據(jù)、結果可實現(xiàn)高效、全面?zhèn)鬏敚源藶闄C電設備管理決策制定提供科學參考。

4 結束語

綜上所述，異常運行問題解決不僅與機電設備穩(wěn)定運行狀態(tài)控制之前存在密切關聯(lián)，亦與水利工程運行價值與作用的體現(xiàn)存在密切關聯(lián)。鑒于此，為加強對機電設備可靠、穩(wěn)定運行狀態(tài)的控制，需做到對水利機電設備特點、性質的明確掌握，結合現(xiàn)場運行情況分析機電設備出現(xiàn)滲漏油故障、異步電機故障、線纜破損、閘門異常、水泵故障、機組葉片異常等現(xiàn)象的成因，采取針對性措施加以解決與維護，并借助預防管理措施的有效實施來促進機電設備的穩(wěn)定運行。