论水利水电工程机电技术问题分析

论水利水电工程机电技术问题分析

王景明

王景明广东省河源市514000

摘要：以下文章针对早期建成的中小型水电工程中选用的机电设备存在的问题，以下笔者对我国水利工程机电技术标准体系现状进行详细分析。

关键词：水电工程；机电设备；技术现状；

1我国机电技术标准体系存在的主要问题

在加快水利工程建设速度的同时，如何保证水利工程的安全运用，如何建立起长效机制对水利工程的安全进行有效控制和合理的评价，都是值得关注和必须思考的主要问题。而机电作为水利工程中直接发挥工程效益的关键部分，随着水利工程建设规模的大幅提升，机电的设计、制造规模也大幅提高。

（1）涉及的行业、部门太多．缺乏整体协调配合的机制。由于机电的综合性很强，机电设备都是由很多零部件组成，零部件的设计、加工、试验、检测等都由不同的行业、不同部门的不同专业来完成。大多数水利工程的规划、设计、建设和管理都是由水利和电力行业来完成，机电技术的主要标准也来源于水利和电力行业标准，但机电工程中大量的产品质量控制和安全鉴定涉及到冶金、机械、消防、电子等多行业、多部门。如何协调各行业、各部门在制订使用功能一致的机电设备标准上还缺乏强有力的协调机制，造成同一种功能的产品因为使用单位的不同而采用不同的标准设计制造的情况，既不利于产品的规范化、系列化，也会使设计、制造、运行成本增大，造成不必要的资源浪费。

（2）标准的通用性和适应性不强主要体现在以下几个方面：首先是机电涉及的行业、部门众多．一般情况下各自行业只认同采用本行业制订的标准．即便是使用功能完全相同的设备，方案选择时会因行业的差别而有差异。其次就是多数标准是根据某些机电设备的特性量身制订的．缺乏普遍性和适应性。第三是标准的配套性不够。由于涉及的行业和部门太多，行业、部门的发展不平衡也极易导致标准制订的技术要求存在着诸多的差异。近年来，机电专业发展势头比较迅猛，许多行业和部门借助于机电设备设计、制造的机遇，扩大了和国际先进水平厂商的技术合作，大大提高了设计、制造水平，许多设计制造标准也在逐步向国际标准看齐，甚至直接引用国际标准。但由于市场资源的配套性和限制，许多配套标准还很不完善，从而阻碍了新技术的引进和发展。

2如何进行技术改造

（1）优化设计。依照先进性、合理性、经济性和特殊性原则，对中小型水电站进行技术改造。根据各个水电站的具体情况，因地制宜进行优化设计。先进性即要择优选用一个性能先进、技术成熟的好转轮和配套性能先进、运行可靠的水轮发电机及其辅助设备；合理性即是要紧密结合和妥善处理水电站的不可变更或不宜变更的制约条件；经济性就是要在有限的投资情况下，增加年发电量,提高水电站的经济效益；特殊性是特殊问题用特殊办法处理。

（2）提高发电水头。利用新技术因地制宜，在原有挡水建筑物顶部安装橡胶坝、自溃坝及水力自动翻板闸门等，以提高河道非行洪时段的发电水头，同时也增加了发电水量，从而达到提高机组出力，增加发电量的目的。以上方法一般适用于无调节(日调节)轴流式低水头水电站(水头小于10m)。

（3）增加流道过水流量。20世纪90年代以前生产的轴流式水轮机转轮叶片，与水平面最大夹角为15°，限制了较大流量的通过。90年代以后生产的ZDT03系列转轮，其夹角可以达到30°(根据不同情况，可选用20°，25°，30°等)，可以较大程度地提高机组过水流量，从而提高其出力。新和电站1号机组1998年率先使用这种转轮，单机出力从1150kW增加到1350kW(设计单机容量为1250kW)，该机组年发电量从450万kW?h提高到520万kW?h，经济效益十分显著。

（4）改造发电机励磁系统。在早期,中小型水电站的发电机大部分是采用双绕组电抗分流励磁系统，运行中普遍存在无功不足、无功振荡等现象。对于此类问题，采取减小分流变阻器阻值的方法可以扩大励磁调节范围。实践中，一般减小励磁绕组电阻值的1.5倍~2倍时效果最佳，发电机空载电压调节范围可以从原来的40V左右提高到80V~100V，大大提高了励磁系统的增励容量，降低了发电机的功率因数，从而得到较大的无功输出，使机组的运行稳定性和电能质量得到了显著的改善。

（5）做好水轮机输水系统的调保计算。水轮机输水系统对于中小型水电站改造十分关键，尤其是一管多机的引水式压力输水系统，应当从水力和调节保证参数两个方面进行核算。水力核算即是对水轮机输水系统的过流量和水头损失的数值关系进行核算，并绘制水头损失与流量关系曲线，以分析选定最大允许的水轮机额定水头和设计引用流量。调节保证核算就是从机组运行特性和输水系统水力特性两个方面来核算机组运行的过渡过程中可能发生的最大水压力及最大转速升高值，并检查前者是否在水轮机输水系统设计水压力的范围内，以确定采取加固补强措施的合理性和可能性。

3机电设备运行管理的建议

（1）建立健全机电设备技术的归档管理。根据设备档案管理制度的要求，对所有机电设备进行统一编号，每季度清查、核对一次固定资产，做到账、卡号一致。对大中型设备,建立完整的技术资料、技术图片档案。各水电站的机电设备都要认真做好运行记录，如实反映机电设备的运行养修的全过程和各个阶段的技术状态，并为各种定额指标的考核提供准确的基础资料，做到使用修理有原始记录,数据准确齐全，设备终身有案可查。

（2）建章立制。从抓岗位责任制入手，做好设备档案、事故档案、修理档案和运行档案四个档案管理；从节约成本入手制定油料消耗指标、维修保养指标、增收节支指标和利润计划指标四个指标；从管好各种机电设备入手，建立四本台账。同时，还应该制定设备配件采购管理办法、设备维修操作管理规定等。

（3）确立合理的机电设备诊断程序。如生产线上的重点设备、发生故障后损失大的设备等，对于水电站而言重要的机电设备是水轮机发电机，对于泵站而言重要的机电设备是水泵，对于水闸管理处而言重要的机电设备是闸门启闭机，先对其中的部分设备进行监测，取得诊断经验后，再进一步扩大诊断对象的范围。

（4）加强培养高素质的专业技术人员。首先提高管理人员的理论素质，主要通过对管理人员的选配和培养，以送出去培训、在职自学函授等形式增加他们的理论知识；其次，提高管理人员的实践经验，采取集中学习与分散自学相结合、定时辅导与集中测试相结合以及走出去、请进来的方式，分层次地进行理论学习和专业技术培训，积极开展评先创优岗位练兵和技术比武活动，多手段培养职工的爱岗敬业精神。

（5）实行点检制。实行点检制即以点检员作为设备的主人，将设备的管理责任完全落实到点检员身上，由点检员对设备进行全过程管理。点检员负责对运行人员进行设备操作看管和维护的情况进行评定、考核，并根据设备的实际情况对运行维护的内容和方法等提出意见,还负责确定设备的检修时间、项目、检修方法、质量标准、工时、费用等。

4结束语

水利机电工程是水利工程产生社会效益和经济效益的重要保障。我国自建国以来，在水力资源的开发利用上呈现出稳步上升的态势。特别是以发电为首要任务的水力发电站和以灌溉为首要任务的泵站，其经济效益就是机电设备安全、稳定运行的直接体现，而水利机电工程涉及到多个方面的专业知识，因此，必须重视机电统一规范标准。

参考文献

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[2]河南九龙设计有限公司.河南省灵宝技术改造工程可行性研究报告[R].2005.

[3]徐纪方.水力机械强度计算[M].北京:机械工业出版社,1989.