论机电设备的运行管理与技术改造

摘要：在水利工程中对机电设备进行科学的运行管理，可以保证机电设备保持正常的运行状态，延长设备的使用寿命，提高其利用率，从而提高工程的社会效益与经济效益，因此对该问题进行讨论有着重要的现实意义。文章就针对机电设备的运行管理问题进行分析，探讨其中存在的问题，并提出相应的技术改造措施与管理措施。

关键词：水利发电站；机电设备；运行管理；技术改造

中图分类号：TD422 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0042-02

1 目前水利发电站机电运行管理中存在的主要问题

现阶段水利发电站的机电运行管理存在的主体问题体现在以下四个方面：

首先，受历史原因影响，我国一些水电站水轮机的选型与发电站的实际运行参数不相适应。因为水轮机模型转轮型谱中型号较少，在选择转轮时只能套用参数相近的型号，再加之一些水电站对水轮机的选型设计重视不足或者技术水平达不到要求，在设计选择水轮机的转轮直径及额定转速时无法匹配水电站的实际运行参数，并且无法保证水轮发电机推力轴承与水导轴承的可靠性，烧瓦事故频发，处理难度较大。还有一些水电站，水轮机出现空蚀或泥砂磨损等问题，所以导水叶、水轮机的进水阀会出现严重漏水，甚至影响到机器的正常启停。存在这些问题会造成水轮机无法处于最佳的运行状况，最终影响到整个机组的运行效率，不仅会影响到水轮机的正常使用寿命，通常还会伴随一些噪声、振动以及发电损失大等问题。

其次，无法保证水轮发电机的可靠性。一些水电站的水轮发电机存在定子、转子绝缘老化的问题，存在一定的安全隐患，安全事故时有发生。

再次，水轮机与发电机不配套，有些发电机的额定容量不足，而水轮机的输出功率过大，对机组的出力形成限制；还有一些水电站的水轮机输出功率过小，存在浪费发电机额定容量的现象，并且运行损耗也大大增加，也浪费水力资源。

最后，由于设备自动化程度相对较低，所以无法实现管理升级，同时二次保护装置的自动化水平也不高，有时在机组发生故障的情况下，系统也可能发生拒动或者保护误动，从而引发安全事故，轻则损坏设备，重则可能会带来巨大的经济损失。此外，由于水电站设备运行管理人员的综合素质相对较低，可能会出现人为性的误操作，也会影响到机组运行的安全性。

2 机电设备的技术改造

针对上述问题，要采取有效的改造措施才能保证机组运行的安全性与可靠性，从而提高水电站运营的经济效益与社会效益。具体而言，可以采取以下四点措施：

首先，根据水电站自身的实际情况进行先进、合理、经济的优化设计。设计方案的先进性是指所选择的转轮性能方面要先进，并且技术已经相对成熟；其配套的水轮发电机及其他相关辅助设备同样要保证先进性及运行的可靠性；设计方案的合理性则是要求立足于水电站的实际情况，对系统中一些不宜变更或不可变更的条件，采取妥善的处理方法；设计方案的经济性则是在降低改造成本的前提下可以提高水电站的经济效益。只有遵循先进、合理、经济的原则，才能保证水电站机电设备技术改造的实际意义与经济效果。

其次，可对设备进行自动化控制改造，逐步实现无人管理或少人值班，减少运行成本。采用自动保压锁定型液控蝶阀，对水电站计算机监控保护系统（含终端）、直流系统及发电机励磁系统等进行改造；现在还有一些发电站采用的是双绕组电抗分流励磁系统的发电机，运行过程中会产生无功不足或无功振荡的问题，所以要扩大励磁调节的范围，最常用的方法就是降低分流变阻器的阻值，扩大发电机空载电压的调节范围，励磁系统的增励容量可以大幅提升，发电机的功率因数有所下降，增强了无功输出，最终保证机组运行的稳定性，对电能质量也起到明显的改善作用，可采用KLSF系列励磁装置。

再次，提高发电水头，可以在原来的挡水建筑物顶部安装自溃坝、橡胶坝或者水力自动翻板闸门等设施，其主要作用是在非洪时期，提高河道的发电水头，有效增加发电水量，最终增加发电量。

最后，提高引水系统调保计算的准确性。对于水电站而言，水轮机的引水系统改造是一项重要内容，特别是针对一管多机的引水式压力引水系统，改造过程中要注意两个方面，即水力核算及调节保证参数的核算。水力核算的主要内容涉及到水轮机引水系统的过流量、水头损失数值关系等两个方面，其可以进一步分析最大允许水轮机额定水头与设计引用流量，完善水头损失及流量关系曲线图的绘制；而调节保证核算也包括两个方面，即机组运行特性及引水系统水力特征，其主要目的是对机组运行过渡过程中可能出现的最大水压力、最大转速升高值进行核算，最终对加固补强措施的合理性做进一步确认。

3 水电站机电设备的运行管理

具体而言，水电站机电设备的运行管理要点包括以下十个方面：

一是编制可行性强的操作规程，并做好值班记录，针对机电设备操作人员采取持证上岗制，在机电设备操作运行前进行全面的检查，严格按照操作程序执行；日常工作中要做好设备的维护与保养，进一步完善设备巡视工作内容，加强对存在有可能引发不安全的危险点、隐患点进行巡视监控和排除处理；保证值班记录是原始记录，值班记录的具体内容包括维护保养记录、操作运行记录、设备异常与故障记录、处理方案记录以及交接班的原始记录等。

二是针对设备检修要做好专门的检修记录，严格按照检修规程执行操作，具体内容包括检修类别、检修项目、检修周期等基础资料以及检修技术标准、施工组织设计竣工验收办法等资料。

三是设备运行状态管理：设备开停时要严格按照调度指令进行，保证开停机的准确性、及时性及安全性；设备的启停要能满足额定出力或相应水流量的出力，且保持良好的运行状态。

四是做好机组润滑系统管理，需要润滑的各个部件必须注入润滑油，要保证润滑油的油质、油量等与规定要求相符，要定期更换；各润滑设备要保证零件齐全，并经常巡视检查，确保油路系统处于通畅状态。

五是针对具有机械金属结构表面的机电设备，防腐处理十分重要，要通过防腐措施保证设备表面涂层的光滑性与完整性。

六是针对操作系统要保证其供电电源的可靠性，设置必要的备用电源；电线的敷设保持整齐，不得存在绝缘老化、受损或受潮等问题，保证绝缘电阻与相关规定相符。

七是电机管理，要求电机保持良好的运行状态，可以随时投入运行，严格按照相关规程检定测量电机定转子绕组的绝缘，合理控制电机温升，保证电机、轴承的温度不超过正常范围；电机外壳可靠接地，且接地电阻值要与规定要求相符。

八是传动系统的管理要注意，轴不得出现裂纹、斑坑或者锈蚀等问题，严格控制轴的磨损与直线度，传动系统的工作温度要不得超出标准规；减速器内的油位不得出现异常与渗漏水现象，要求油质符合要求，转动部分保持良好的啮合状态，保持平稳且不得出现冲击声现象。

九是定期校验各类指示系统，包括压力表、温度表、电流表、电压表等，保证各种警铃、警笛及指示灯等信号指示处于完好状态。

十是做好启闭系统的管理，卷扬式启闭机的表面及卷筒幅板不得存在裂纹现象，而且相关轴及轴承、座体等要处于正确的安装位置，并且可以灵活转动；启闭系统使用钢丝绳要进行定期的检查与保养，一旦发现出现断丝或磨损变形等问题，超出规定标准则要立即更换；油压启闭机作用缸的相关零部件不得存在损伤或裂纹问题，排除油液渗漏的问题，确保系统正常工作。

4 结语

总之，在进行水利工程机电设备的改造过程中，要尽量采用比较成熟的技术成果，选择性能好、损耗低、效率高的设备；而对机电设备的运行管理，也要注重管理方案的科学性与高效性，制定出合理的检修规程、运行规程，不断完善实际运行中出现的小的问题，最大限度地延长机电设备的寿命周期，从而提高水利工程的经济效益与社会效益，促进企业的健康、可持续发展。

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作者简介：潘海防（1967—），男（壮族），靖西县水利电业有限公司工程师，研究方向：机电设备运行及维护管理。

（责任编辑：秦逊玉）