水利工程机电一体化设备安装与调试探析

水利工程机电一体化设备安装与调试探析

张维科

江苏汇水创信息科技有限公司 江苏 南京 210000

摘要：机电一体化设备是水利工程的基础设施的重要组成部分，设备运行是否稳定直接影响水利工程项目中各项设施的控管效率和水利工程的建设质量。影响机电一体化设备运行的主要因素为安装质量和调试情况，因此相关人员需要从安装和调试环节入手加强管理，提高设备运行稳定性。基于此，本文简要介绍了机电一体化技术，分析了当前阶段水利工程中机电设备管理环节存在的问题，阐述了机电一体化设备的安装的步骤和方法，从电动机、水泵、水轮机调速器等重点机电设备入手说明了设备调试工作的意义、方法和重要性，以期为水利工程的长远运行发展提供必要的优势助力。

关键词：水利；机电设备；安装；调试；策略

随着社会经济的快速发展，我国的水利工程项目数量逐渐增加，维持水利工程正常运行离不开机电一体化设备的支持，为让机电一体化设备的优势充分发挥出来，提高水利工程运行的安全性和可靠性，为水利工程项目的平稳运行发展奠定基础，相关人员需要推动建立高效、完善的机电一体化设备安装与调试方法，使机电一体化设备的控制和支持作用充分体现出来，提升水利工程项目的社会效益和经济效益。

1机电一体化技术简介以及设备管理现状

1.1技术简介

机电一体化设备将人工操控改为中央电脑操控，中央计算机借助通信管线与其他控制设备连接在一起，由计算机按照预定的程序和参数对设备进行统一管理，达到机电一体化控制目标。这种管理方式操作便捷、可靠性强、控制方便、易于维护、安全性高，因此在水利工程中得到了应用和推广[1]。

1.2机电一体化设备管理现状

1.2.1机电一体化设备安装管理较为复杂

水利工程项目规模较大，机电一体化设备数量较多，安装管理较为复杂，安装难度较大，安装过程缺少科学、系统的规划指导，导致设备安装质量容易受个人技术水平的变化而变化，严重影响机电一体化系统的稳定运行。

1.2.2机电设备调试管理目标不明确

我国的机电一体化设备安装管理理念与西方国家相比相对落后，机电设备的运行管理过分注重经济效益，细节把握不足，导致许多设备长期处于超负荷运转状态，管理负担较重，负责维护、保养设备的人员严重不足，许多情况下由操作人员兼顾负责保养机械设备，短期来看降低了水利工程项目在设备运行管理中的成本投入，未能从长远的角度出发考虑问题，导致水利工程的整体运管成本增加。

2水利工程机电一体化设备安装步骤与方法

首先安装机电一体化设备的重要组成部分：中央处理机，中央处理机通过调节设备控制整个控制系统，是控制系统的大脑。将控制系统的输入口、水流量检测系统和水位信号检测系统接入控制系统中，将网络监控器以及其他电子设备的工作线与地线连接在一起，考虑到不同监控器和电子设备的功能不同、工作频率也存在差别，因此应尽可能将所有电子设备的工作线接入到单独的地线之中，确保在任一线路出现问题的情况下其他电子设备仍然能够正常运行，提高机电一体化控制系统的运行稳定性。

在安装机电一体化设备的过程中注意结合功能分区以及其他设备的运行参数选择安装位置。安全是决定设备安装位置时的优先考虑因素，始终保持设裸露带电体和对地的安全距离，严格执行国家标准中的电压安全距离规范，保证设备运行的安全性。在安装过程中充分考虑到后期的定期检修工作需求，根据检修作业口控制与机电设备与墙壁和其他设备之间的距离，满足检修需求。在安装过程中充分考虑与其他设备系统的冲突性因素，如尽可能避免在出风口位置安装风管湿度传感器，避免在管道焊缝处安装水管流量计和水流开关，避免机电一体化设备的监测能力受影响。

冷水机组安装过程中施工人员首先测量设备安装位置，找准中心线，其次用地脚螺栓固定冷水机组，使其保持在一个相对稳定的位置后，垫铁压紧冷水机组，避免机组因振动位移。

在安装水泵的过程中注意结合设计图纸确定水泵安装位置，对准水泵的中心线和基准线，按照设计图纸要求组装水泵构件，如图一，灌注混凝土后观察水泵的运行情况，确定水泵运行稳定，无异响、无位移情况出现后，安装联轴器，关闭出水阀门，启动水泵进行模拟测试，确认水泵运行正常后开启出水阀门，观察水流情况，测试水流流速和水泵温度，确保水泵运行正常[2]。

图一、水泵构件示意图

为保证机电一体化设备的安装质量，施工人员需要充分检查机电一体化设备的规格、参数以及质量，对劣质构件和不合格构件进行替换，使设备能够在组装后快速投入使用。部分设备的安装需要进行高空作业，为此施工人员需要提前制定防护措施，清理现场，规划吊装作业流程，佩戴安全防护设备，接受设备厂家的安装指导，尽可能一次性完成设备的安装作业，保证安装工作的质量。

3水利工程机电一体化设备调试策略

3.1机电一体化设备调试意义

机电设备出厂后以独立构件的形式运送至水利工程所在地，即便是经过总装测试的机电设备经过运输、拆装等一系列环节后，机电设备的初始状态发生变化，无法保证机电设备的质量仍与总装测试时相同，因此需要在安装后开展一系列的调试测试活动，确保机电设备能够稳定、可靠运行。

3.2机电一体化设备调试内容

3.2.1电动机调试

在测试开始前，详细检查机电一体化设备的电控及和控制系统的安装情况，如电动机电压与电源是否相符，电动机外部接线是否全部拆除，启动设备接线是否正确，绝缘电阻的实际值是否符合规范要求，检测完成后记录相关数据信息，方可正式开始负荷试验。肉眼观察电动机运行过程，确定在电动机运行过程中接地线连接是否牢固，电动机的润滑系统是否正常，地脚螺栓有无松脱情况，发现问题后及时记录，及时处理。电动机经常与其他机电设备连接在一起，因此电动机与各个设备之间的实际传动情况同样是设备调试工作的重要内容之一。在调试过程中工作人员详细检查电动机与其他设备的传动状况，通过听、看、摸等方式确认电动机运行是否存在杂音，转动方向是否与要求相一致，运行过程中设备构件有无过热问题，详细记录检查结果后对电动机进行调整。

3.2.2水泵调试

在水泵调试作业开始前检查水泵情况，确认联轴器是否灵活，启动水泵电机后待水泵转速达到标准要求后打开压力表旋塞阀，观察并记录仪表度数、轴承温度，确定填料室有无滴水、发热情况，检测进水水位是否高于最低水位要求，分析水泵运行声音，如果水泵运行过程中频繁发出异响，则需要立刻停止测试并进行检查。水泵调试过程中测试水泵的速度和运行效率，优先选择高效区域作为调试标准。水泵运行过程中记录进口处的汽蚀余量，保证汽蚀余量始终大于规定的必要余量标准，进水水位始终高于规定的最低水位标准线。在设备调试过程中严格控制离心泵运行时长，关闭出口阀后，以110kw为运行功率基准线，电机运行功率大于110kw时离心泵连续运行时间控制在五分钟以内，小于110kw时离心泵连续运行时间控制在三分钟以内，避免运行时间过长影响离心泵的使用寿命[3]。水泵调试过程中仔细观察泵体振动情况，测量振动烈度，如果振动烈度超过C级，需要停止调试作业并分析水泵振幅过大的原因，必要时重新拆装或置换水泵进行测试，分析原因，提高调试效率。测试结束后注意将泵内水排空，避免低温冻结水影响泵体质量。

表一、水泵试运行和调试记录表

3.2.3水轮机调速器调试

水轮机是水利工程的重要组成部分，水轮机调速器是水轮机的组成部件，担负着调节水轮机运行速度的作用，也是水利工程机电一体化设备的重要组成部分。水轮机调速器的操作力度较强、运行复杂，运行过程中会受多种因素的影响，因此调速器的安装调试效果对水利工程的正常运行具有重要促进作用。

在水轮机调速器调试活动开始之前，重新对调速系统中的控制器、随动机构和油压检测装置进行检查，保证安装质量。对照设计图纸检查配线和配管安装情况，确定水轮机满足通电、充油和充气的基本条件后，检查电源、透平油情况是否符合技术标准，油箱温度和液位数值显示是否正常，将导叶开度指示调整至0，清理周边环境，再次对照设备图纸检查接线情况和构件安装情况，送入油、电，确认油、电连通正常后，正式开始测试。充水过程中调试调节器，确定紧急停止装置和反向旋转装置运行是否正常。测试过程中先行调整至手动操作模式，主泵完成140次起动后切换至自动控制模式，继续进行测试[4]。

多种调试方法并用保证调速器运行质量。首先进行静态特性测试，观察调速器运行过程中导叶行程和频率的变化情况，了解调速器的速度死去，速度死区小于0.5%则被视为正常。其次进行紧急停机测试。操作人员对调节器发出停机命令后，观察记录导叶的快速关断成功率和快速关断用时，完成后发出急停返回命令，测试导叶完全打开时的调节器旋转速度。模拟运行故障，观察自动控制装置能够按照预定参数自动关闭调节器。再次进行电源消失调试活动，确定观察继电器在电源消失时的变化幅度。在测试中工作人员将调速器切换至负载状态，依序切断直流电源和交流电源，观察继电器变化幅度，依次交合直交电源，根据测试结果调整继电器负荷。最后进行导叶开度调整测试。调速器调节至手动指令后，使锁定装置保持提升状态，观察导叶实际开度，依次确定仪器显示导叶开度值是否准确。如果测试结果不准确，将传感器指数归零后断开传感器与适配器的连接，连接后重新进行测试，直到导叶实际开度与仪表显示数值相一致。

结束语

综上所述，在水利工程机电一体化设备安装与调试过程中，作业人员需要从细节入手进行安装与调试工作，在开始安装调试设备之前做好准备，与厂家沟通，争取技术支持，结合水利工程的运行控制目标制定设备调试方案，保证设备在投入使用后能够按照预定计划运行，使水利工程项目的经济效益和社会效益最大化，成为支撑社会经济发展和满足人民需求的支柱。

参考文献

[1]任丰兰.《水电站机电安装工程基础知识》指导下的水利工程机电一体化设备安装调试研究[J].人民黄河,2021,43(11):162.

[2]谢欢.基于PLC控制的机电一体化设备的安装及调试探析[J].电子元器件与信息技术,2021,5(10):47-48+77.

[3]刘汉波.机电一体化设备的安装调试及其故障诊断技术的应用分析[J].现代商贸工业,2020,41(18):213.

[4]熊德彬,王浩磊.简述机电一体化设备安装技术及调试方法[J].安装,2020(01):46-47+55.