水利工程机电设备安装及维修方案探究

蒲鑫

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 430000）

1 工程概况

塔贝拉水库堤坝是目前世界上最大的水库堤坝，该水库除了用于灌溉外，还可以进行水力发电。当前，该工程的水利枢纽装机容量为3478MW，是利用1～3号隧洞引水发电建立的3个扩建工程。塔贝拉4期扩建工程拟在巴基斯坦塔贝拉坝目前容量的基础上扩容至1410MW，使3台单机容量为470MW（0.9功率因数下522兆伏安）发电机组与4号灌溉隧洞有效连接。因此，为了保证整个水库堤坝工程的安全，应将机电设备的安全与维修作为工程建设的重点工作。

2 水利工程中机电设备安装与维修的特点与不足

2.1 特点

在水利工程中，机电设备的安装与维修作业质量与施工机械的性能密切相关，是一项技术型较强的工作，对安装与维修人员的专业水平、业务素养等有着较高的要求，必须要由熟悉机电专业知识的操作人员来高质地量完成。随着科学技术的不断发展，水利工程建设也需要注重对新技术、新材料、新设备的应用，并不断优化水利工程来提高工程建设的效率，以保障机电设备安全与维修的质量，从而尽可能地降低工程建设成本。这有助于提升企业的市场竞争力，同时获取更大的经济效益。

2.2 机电设备安装过程中的不足

（1）施工方案、机械施工与土建之间的配合不到位。施工方案的制定应当经过严格的考察，全面收集施工信息，从而确定合理的方案用以指导施工的进行。但是，在实际操作中，施工方案的制定往往缺乏专业人员的指导，从而造成施工方案的可行性不强。另外，由于部分施工人员专业水平较低，无法完全掌握图纸信息，且在与土建部门协调时也容易出现各种矛盾，这为机电设备的安装埋下隐患，严重时还会延长工期。（2）基础工程施工阶段的要素配合不足。机电设备在安全前应确保桥架、电缆、支架等构件全部到位，同时土建部门与安装人员应相互配合，一旦构件或人员配合出现问题时都会为安装作业增加难度。（3）工期紧张导致安装问题。通常情况下，机电设备应在汛期前安装完成，并且对安装作业进行严格的质量检测。但是，当在工期紧张的情况下，施工人员劳动强度较大容易疲劳，因此无论是安装人员还是质量检测人员都有可能出现工作疏忽，导致安装的隐患未被及时发现。（4）安装人员的安全问题。水利工程的机电设备通常具有体积大、操作复杂的特点，在安装时较容易威胁到施工人员的人身安全，从而引发各种事故。除此之外，在安装作业中，如果操作人员未遵循相关制度或操作流程施工，也会导致各种安全问题。

3 设备常见故障及维修措施

水利工程中机电设备的维修关系到各设备的功能发挥，影响着整个水利工程的正常运行。有效的故障处理及维修措施，有利于减少不必要的成本投入，保障工程的经济效益。对此，在设备安装前进行基座施工时，应结合施工现场的实际情况来进行放线，并科学划分不同机电设备的安装区域，以达到整体布局合理的效果。另外，施工单位还应当根据施工情况，合理划分材料堆放点、材料运输路径等，从而促进施工的有序进行。在此背景下，结合工程经验，总结出较为普遍的水利工程机电设备运行故障，同时提出相适应的维修方法。

3.1 水轮发电机组故障与维修

（1）定子引出线电缆外表皮破裂。定子引出线电缆表皮的受损主要体现在横向破裂和纵向破裂两个方面，处理时可以采取临时包扎的方法，于电缆支架上垫片（通常可采用橡皮材料），起到防护作用，以免电缆表皮进一步受损。

（2）定子转动引起温升过高。电机超负荷运行时，定子转速大幅度提高，温度较正常状态有明显的上升，严重地威胁了水轮发电机组的安全运行。定子转动过快引起温度过高的处理方法有：①综合考虑水工建筑的结构特点、水平线缆的规格等因素，确定管理子系统的数量，精简配置方案，并保证水平线缆＜90m；此外，在许可范围内减少管理区的数量，这有利于降低系统运行的能耗，便于机电设备的高效管理。②合理规划配线，所处位置以距离弱电竖井较近的房间为宜，此条件下可更为高效地监控水轮机组的运行状态；一旦定子转动过快出现温度升高现象时，可以实现系统的自动化控制，并发出故障警报，或自动调节定子转速使其维持在合理的转动状态，从而防止温度升高而损坏机电设备。

（3）组合轴承漏油。在运行过程中，水轮发电机组若出现了内部油雾严重的现象，应立即停止运行并进行全面的检查。水轮发电机组的组合形式不合理是诱发组合轴承漏油的关键原因，且此问题在大型水利工程中体现得更为明显。在水力发电机组的内部结构中，若轴承端盖密封缺乏严密性，易出现电机渗油现象，同时发电机大轴、连接螺栓间的密封圈也易失效，从而造成油会顺着螺纹向外流出的情况。出现组合轴承漏油故障时，可在组合轴承大轴法兰、镜板的连接螺栓之间加装1个铜垫止漏，其能够取代轴承端盖而使用，阻止轴承内油的渗出，从而解决轴承漏油故障。实践表明，该方式操作简便维修效果较好，是目前处理组合轴承漏油问题应用最广泛的措施。

3.2 异步电动机故障及维修方法

异步电动机故障的发生概率较高，具体体现在机械故障、电气故障等多个层面。其中，机械故障则以轴承、风叶、转轴等装置异常运行为主要表现形式，多数故障经肉眼观察后可以发现，维修的潜在因素较少，操作相对便捷；电气故障则表现为电子绕组、电刷等导电部件的故障。异步电动机在结构形式、工况、维护情况等方面均不尽相同，因此同一种故障在不同的场景中所呈现出的形式以及成因均有所差异，在诊断和维修时，需充分考虑异步电动机的实际情况，例如型号、规格、运行环境等，根据所掌握的信息对其故障做出准确的判断，以便采取针对性的维修手段。

4 水利工程机电设备安装与维修优化策略

4.1 对机电设备运行进行质量控制

在水利工程施工及投入使用过程中，应当加强对电动机的保护与控制。在有效控制电动机的保护过程中，还应注重电动机的保护工作。在实际应用时，电动机应在整个回路中与启动器保持串联，且可通过使用接触器来实现对启动电流的有效控制。

4.2 全面分析故障，准确定位

当水利工程的机电设备出现故障时，维修人员应充分了解机电设备的周围环境、运行情况、操作流程、维修记录、使用年限等信息，从而更全面地分析故障产生原因。特殊情况下，维修人员还需深入实地调查，并结合故障特点准确判断故障原因，以确保可以高效地完成故障维修工作。

4.3 建立健全设备点检和归档制度

（1）在水利工程日常运行过程中建立健全各项档案管理工作，严格贯彻落实岗位责任制，并做好相应的运行、修理、事故以及设备等档案的管理工作。（2）值得注意的是，在档案管理环节，相关工作人员应当坚持节约成本的理念，不断完善和优化增收节支、利润计划、维修保养以及油料消耗等指标，同时建立设备计提折旧、施工设备操作证件、施工设备技术以及固定资产等各类台账，并如实记录相关信息。（3）建立完善的设备配件采购制度和管理办法，并对设备管理维修进行明确的制度规定。

4.4 培养高素质专业技术人员

水利工程机电设备安装与维修效率不断提升的基础是技术过硬的专业队伍。因此，需要不断地培养专业水平高、热爱安装与维修事业、责任心强的操作人员和管理人员，从而提升安装与维修队伍的整体素质。另外，在日常运行过程中，要定期组织教育培训，按照多种培训形式相结合，以切实提升员工的专业水平，同时可以通过在职自学函授与外培相结合的方式，为员工提供更高层次的理论指导，拓宽其理论宽度。

5 结语

综上所述，水利工程机电设备的安装与维修工作是维持水利工程正常运行的重要工作，直接关系到水利系统整体的安全有序运行，因此需要加强对机电设备的安装与维修工作，全面分析故障产生原因。做出有针对性、更高效的维修措施，是机电设备持续发挥其功能的前提，不仅可以保障机电设备正常发挥其功能，还可以为水利工程获取效益提供技术支持。