簡析水利水電工程機電設備運行異常處理

陳志飛

（中國水利水電第一工程局有限公司，吉林 長春 116041）

1 水利工程機電設備運行管理工作的必要性

水利工程機電設備是保障工程正常運行的關鍵部分，其穩定運行直接影響工程的安全和效益，運行管理工作能確保機電設備正常運轉，及時發現并排除故障，防止出現停工和生產的損失。合理調整設備的運行參數和工作狀態可以提高設備的運行效率，降低能源消耗和維修成本，提高水利工程的經濟效益。進行機電設備運行管理工作還可以延長設備的使用壽命，定期的保養和維修可以延緩設備的老化和磨損，減少設備的損壞和損失。

2 水利工程中機電設備運行過程中的異常問題

2.1 機電設備發生故障

設備老化、材料疲勞、設計缺陷或錯誤的操作等都會讓水利水電工程的機電設備無法正常運行，其具體表現為設備突然停止工作或無法啟動，比如，機械設備的傳動部件可能損壞或磨損、電子設備的電路板可能燒毀或損壞，影響供水、排水、發電或其他重要功能的實現。除了停止工作或無法啟動，機電設備的故障還可能導致性能下降或不穩定。例如，某些機電設備可能在故障發生后仍然可以繼續運行，但其性能可能受到影響。這可能表現為設備輸出功率下降、效率降低或工作速度減慢等。

2.2 能源供應不穩定

水利工程通常依賴電力供應來驅動機械設備和執行各種操作，由于電網故障、自然災害或能源供應鏈中的問題，會導致設備運行所需的能源不穩定，造成機電設備運行中斷或效率下降，進而對水利工程的正常運行造成嚴重影響。如果能源供應突然中斷，例如，由于停電或電力線路故障，機電設備將無法繼續正常運行，讓水利工程的生產活動停止，進而影響供水、發電或灌溉等關鍵功能，或導致電壓波動或電力質量下降，機電設備的電子元件和傳動系統可能受到損壞，從而需要更頻繁的維修和投入更高的維護成本。

2.3 動力電纜受損

動力電纜在水利工程中扮演著重要的角色，用于傳輸電力供應到機電設備以驅動其正常運行，然而，由于機械磨損、鼠類咬嚼、外力撞擊或環境因素等各種外在原因，動力電纜可能會受到損壞。這將導致設備停機或無法啟動，從而影響水利工程的正常運行，例如，泵站的電力供應受損可能導致泵無法提供足夠的水壓，影響供水系統的運行。類似地，發電機組的電力供應受損可能導致電力輸出不穩定或停止發電，影響水利工程的能源供應。當電纜的絕緣層受損或磨損時，可能導致電線暴露在外，增加觸電風險，這會對維護人員和操作人員的安全構成威脅。另外，電纜受損還可能導致短路、漏電和電壓波動等電氣故障，進一步影響機電設備的正常運行和性能穩定性。

2.4 冷卻系統異常

當冷卻系統發生故障時，無法提供足夠的冷卻介質或循環流體，導致設備過熱，讓機械部件出現膨脹、潤滑不良或熱損傷的情況，從而影響設備的正常運行。例如，在渦輪發電機組中，冷卻系統異常可能導致發電機組過熱，降低其發電效率或甚至引發設備損壞。此外，冷卻系統異常還可能導致冷卻介質泄漏或流量減少，造成冷卻系統無法保持正常的循環和壓力，進而影響機電設備的冷卻效果。流量減少也會導致冷卻能力下降，無法及時將設備產生的熱量帶走，導致設備溫度升高。

2.5 防雷裝置異常

防雷裝置是一種用于保護水利水電工程的機電設備免受雷擊的裝置，其主要功能是通過接收和分散雷電沖擊。防雷裝置本身可能存在設計或制造缺陷，導致其無法正常工作，由于長時間的使用和環境因素的影響，其零部件可能會老化、腐蝕或損壞，不正確的安裝、維護不到位或者外部的人為破壞也可能導致防雷裝置出現異常。導致防雷裝置可能完全失效，無法起到分散雷電沖擊的作用，從而使機電設備暴露在雷電風險下。其次，防雷裝置可能出現過度放電的情況，導致設備受到電擊或過電壓的影響，可能引發設備損壞或燒毀，也可能出現誤報警的情況，即在沒有真正雷電沖擊的情況下，裝置錯誤的觸發報警信號，導致誤操作和資源浪費。

2.6 設備電纜線破損

由于長期的使用、環境因素或者人為原因，出現電纜外皮被劃破、內部導線斷裂或接頭松動等情況。這些問題會導致電纜線的電氣連接中斷，從而影響水利水電工程的機電設備正常工作。例如，如果一根控制某個閥門的電纜線發生破損，那么閥門可能無法打開或關閉，進而影響整個水利系統的正常運行。為了解決設備電纜線破損的問題，必須及時采取措施進行修復或更換。首先，需要對破損的電纜線進行仔細檢查，確定具體的損壞情況和位置；然后，根據情況可以選擇進行電纜線的修補或更換工作，如果電纜線的破損較為嚴重或無法修復，那么就需要徹底更換整根電纜線。

2.7 閘門運行異常

閘門在水利工程中被廣泛應用于控制水流的流量和水位，以及調節河道的水位。然而，由于長期使用、機械故障或者操作失誤等原因，閘門的運行可能會出現異常情況，導致無法正常開啟、關閉或調節水流。閘門運行異常表現為閘門無法完全關閉或打開，或者在調節水位時無法保持穩定，主要源自閘門的結構損壞、液壓或電動機械系統故障，或者操作人員的錯誤操作，無論是哪種情況，這都會導致水利工程中的水位控制和水流調節出現問題，影響周邊地區的灌溉、供水或排水等需求。

3 處理常見異常問題的方法

3.1 定期進行設備檢查和維護

設備檢查應包括外觀檢查、功能測試和性能評估，其中外觀檢查可以觀察設備的表面狀況，查看是否存在明顯的損壞、腐蝕或泄漏等問題；功能測試可以通過操作設備，檢驗其各項功能是否正常運行；性能評估則需要測量設備的關鍵參數，如溫度、壓力和流量等，以確保其工作在安全范圍內。在設備檢查過程中，如果發現異常情況，應及時進行維護和修復，做好清潔設備、更換磨損部件、緊固松動連接和潤滑設備等工作，或進行設備的部分或整體更換。維護工作應由專業的技術人員進行，并記錄維護的時間、內容和結果，以便追蹤設備的維護歷史和效果。

3.2 建立設備故障監測系統

該系統通過實時監測設備的運行狀態和性能參數，可以提前發現異常情況，及時采取措施進行修復，從而避免或減少設備故障對工程的影響。設備故障監測系統應包括傳感器、數據采集設備和監控軟件等組成部分，傳感器可以安裝在設備的關鍵部位，監測溫度、壓力、振動、電流等參數；數據采集設備負責將傳感器獲取的數據進行采集和存儲，并傳輸到監控軟件中進行分析和處理；監控軟件則負責實時監測設備的狀態，根據預設的閾值進行數據分析和報警處理。一旦系統檢測到設備運行異常，比如，溫度過高、壓力異常或振動超過預設范圍，系統會立即發出警報，通知相關人員進行處理，這樣可以及時采取措施，防止設備故障的進一步惡化，保障工程的正常運行。此外，設備故障監測系統還可以對設備運行數據進行長期分析和統計，為工程人員提供參考和決策依據，通過對設備運行數據的分析，可以識別出設備的潛在問題和趨勢，提前進行維護和修復，避免計劃外的停機和故障。

3.3 建立備用設備或備件庫存

備件選型應根據設備制造商的建議和工程的實際情況，選擇適合的備件規格和型號，庫存量的確定則需要考慮設備故障的可能性、修復時間和成本等因素。在建立備用設備或備件庫存時，還需要注意儲存和管理的規范，備件應儲存在干燥、通風且防塵的庫房中，避免暴露在濕度和惡劣環境下。備件的存放應按照規定的標識和分類進行，以便于快速檢索和使用。同時，定期對備件進行檢查和保養，確保其質量和可用性。當設備出現故障時，通過備用設備或備件庫存可以快速替換和修復，水利水電的機電設備維修人員可以迅速取出備件，進行更換或修理，以最短的時間恢復設備的正常運行。這樣可以避免因設備故障而導致的生產中斷和損失。

3.4 使用防護套管或護套保護電纜

防護套管是一種外部管狀保護裝置，可以套在電纜外部，它通常由塑料、橡膠或金屬等耐磨、耐腐蝕的材料制成，能夠抵御潮濕、化學物質和物理損傷，有效地保護電纜免受這些威脅，在安裝過程中，防護套管應正確選擇尺寸和材料，以確保與電纜的貼合度和保護效果。護套是一種包裹在電纜外層的保護層，具有較高的耐磨、耐腐蝕和抗拉強度，它可以有效地保護電纜免受外界環境的損害，延長電纜的使用壽命，通常由聚氯乙烯（PVC）、交聯聚乙烯（XLPE）或聚酰胺（PA）等材料制成，具有良好的耐候性和絕緣性能。通過使用防護套管或護套保護電纜，可以有效地防止電纜受到潮濕、化學物質和物理損傷的影響，這種保護措施可以減少電纜的維修次數，降低設備故障的風險，提高工程的可靠性和穩定性。在選擇和安裝防護套管或護套時，應根據工程的具體要求和電纜的特性進行合理的選擇，確保其具有良好的保護效果和適應性。

3.5 科學維護冷卻系統

通過科學維護冷卻系統，可以有效預防和解決冷卻系統相關的故障和問題，確保設備的正常運行，它可以有效地去除積聚的污垢和沉淀物，保持良好的冷卻效果，檢查冷卻系統的管道、閥門和泵等關鍵部件，確保其正常運行和緊固，維護工作涵蓋了更換冷卻劑、檢查冷卻塔和換熱器的性能等方面。水質的不良狀況會導致冷卻系統內部的腐蝕和堵塞，降低冷卻效果。因此，應定期檢測和調整冷卻系統中的水質，保持其在規定范圍內的正常狀態。

3.6 完善防雷報警系統

防雷報警系統應包括雷電監測設備、數據采集設備和報警控制系統等組成部分，雷電監測設備可以安裝在工程場地或設備附近，用于實時監測雷電活動的強度和距離；數據采集設備負責采集和傳輸雷電監測設備獲取到的數據，傳輸到報警控制系統中進行分析和處理；報警控制系統則負責根據預設的閾值和規則，判斷是否發出報警信號，并觸發相應的防護措施。通過完善防雷報警系統，工程人員可以及時獲得雷電活動的監測數據和警報信息，當系統檢測到雷電活動超過設定的閾值，會立即發出警報信號，通知相關人員進行相應的防護措施，減少雷電對設備的損害和故障風險。

4 水利工程機電設備運行異常問題的解決措施

4.1 明確機電設備的操作流程

熟悉設備的各個部件和功能，有助于快速定位問題所在，在操作設備時，要注意觀察設備的工作狀態，留意是否出現異常現象或異常聲音。發現設備出現異常時，要及時停止設備運行，以免進一步損壞設備或引發其他安全問題。仔細查看設備的操作手冊或技術資料，了解設備的常見故障及解決方法。有時，設備的異常可能是由于設備本身故障引起的，需要進行維修或更換部件。

4.2 構建安全管理的完善體系

應建立水利水電機電設備的巡檢制度，定期對機電設備進行全面檢查和維護，及時發現和解決潛在問題，確保設備的安全運行。其次，加強人員培訓和管理是至關重要的。通過組織專業培訓，提升操作人員的技能水平和安全意識，使其能夠熟練操作和維護機電設備，并正確應對異常情況。并且建立健全的安全管理制度，明確責任和權限，杜絕違規操作和事故發生。同時，加強設備數據管理，建立設備檔案，記錄設備的運行情況、維護記錄和故障處理情況，為設備異常問題的分析和處理提供依據。

4.3 加強對相關人員的專業培養

通過實際操作、模擬訓練等方式，能有效提高相關人員的操作技能和應變能力，使其熟練掌握機電設備的操作方法和維護技巧，能夠快速準確地應對設備異常情況，并采取必要的修復和保養措施。此外，加強團隊合作和溝通能力的培養也非常重要，在水利水電工程中，經常會涉及相關人員需要協同工作的情況，因此，培養團隊合作和溝通能力，使各個環節的人員能夠緊密配合，并共同制定解決方案，有助于提高處理異常問題的效率和準確性。

5 結語

隨著全球水資源緊缺問題的日益突出，水利水電工程的重要性也越發凸顯，對機電設備運行異常處理的需求將進一步增長。因此，有關人員應當積極投入研究和實踐，不斷推動機電設備運行異常處理技術的創新和應用，以滿足未來水利水電工程發展的需求。