摘要：随着科学技术的快速发展，设备的自动化水平有着突飞猛进的发展。水利水电工程是我国重要的民生工程，其在运行的过程中，需要利用多种机电设备以及技术，为了提高水电工程的经济效益以及社会效益，必须对机电设备技术进行改造，加强对机电设备运行的管理，这样才能提高水电站的发电效率，才能保证水利水电工程发挥最大的效用。
关键词：水电工程；机电设备；现状
一、当前我国中小型水电站机电设备存在的问题
1、水轮机选型问题
在我国早期的水利水电工程中，水轮机可选的型号比较少，所以，在一些中小型水电站中，只能套用相近的转轮，而且机组性能参数设置一般都存在偏高问题。中小型水电站对水轮机进行选型时，会受到设计技术的约束，这也使得水电站中水轮机转轮的直径以及额定转速选择不当，使得机组性能与设计不符，性能参数与实际不匹配。还有的水电站，存在水文数据与实际情况不符的问题，使得机电设备运行参数与水电站运行不适应，降低了机组运行的效率，缩短了水轮机使用的寿命，还容易增加发电损失。
2、水轮机设计水平较低
我国水轮机模型转轮系列的型谱中包含了多种型号的水轮机转轮，而且很多型号至今还在使用，由于水轮机的革新以及改造速度较慢，使得我国水轮机设计水平与国外发达国家相比，有着较大的差距，而且一些水轮机的性能也比较差，这主要是因为水轮机加工质量不高，在设计时存在一定缺陷，容易造成出力不足等问题。
3、水轮发电机可靠性不高
在一些中小型水电站中，由于设备更新比较慢，发电机运行的年代比较长，使得发电机定子以及转子出现了老化现象，而水电站工作人员并没有及时更新设备，没有做好维护工作，增加了发电机运行的安全隐患。有的水轮发电机，由于制造以及安装水平比较低，影响了发电机的可靠性，使得水电站经常出现烧瓦事故。
二、水利水电工程机电设备技术改造的措施
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。
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。
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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。
三、水利水电机电设备运行管理的建议
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。
四、结语
总之，水利水电工程中应用的机电设备比较多，常见的有变压器、断路器等等，随着社会的不断进步，人们的环保意识越来越高，为了促进水电站的可持续发展，必须对这些机电设备进行改造或者更新，要使用低能耗变压器以及大容量低压断路器，应用这些先进的设备具有节能减耗的作用，而且可以保证水电站发电机组安全、稳定的运行。加强对水利水电工程中机电设备运行的管理，可以保证水利水电工程效用的最大发挥，可以更好的造福人类，还可以为水电站创造更大的经济效益。
参考文献：
[1]陈韦兵.浅谈电厂机电设备的管理、操作与维护[J].黑龙江科技信息，2018（28）.
[2]赵盛巍，曲道志.水电领域中应用国外机电设备的风险[J].水电站机电技术，2013（4）.
论文作者:李永汉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/25
标签：水电站论文; 水轮机论文; 机电设备论文; 机组论文; 转轮论文; 系统论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第11期论文;