水利工程机电设备质量管理及自动化监控技术

张 振

（深圳市北部水源工程管理处， 广东 深圳 518000）

水利工程机电设备质量控制指从运行维护、计划检修等方面出发管控机电设备质量，在水利工程管理中发挥的作用至关重要。

通过妥善管理机电设备质量，能助力水利工程运行稳定性和有序性的提升，夯实我国未来发展的基础。同时，自动化监控投资比重较大、地位显赫，尤其是以灌溉、城市供水等任务为主的泵站和以发电任务为主水力发电中，机电设备运行稳定、安全与否与经济效益关联密切。

1.1 跨行业跨部门导致整体协调配合不足

机电设备与零部件关联密切，而在设计生产、检测试验各类零部件时是由不同行业及部门负责的，水利工程部分机电设备质量控制及安全鉴定甚至与化工、消防、冶金及电子等行业相关部门存在联系。

跨行业、跨部门面向功能性质相同的机电设备质量上的差异自然存在协调机制的要求， 避免功能相同的产品由于行业部门差异引入标准不一的情况，导致设备管理系统化、规范化受影响，从而导致设计、制造与运维中产生更多成本。

1.2 质量控制标准国际化程度不足

鉴于材料、生产、制造水平及检测验收工艺等方面的限制，诸多指标体系亟待健全，且存在相对偏低的参数水平。

相对国外先进标准体系而言，国内诸多标准内容仍有一定差距存在，设备技术性能的提升也因此受阻[1]。

近年来，我国水利机电行业发展迅猛，加之引入一系列国外先进技术，国内机电专业加快了国际标准采用进程，目前等同、等效或非等效采用国际标准的标准已有多项，但立足于整体情况来看，有必要继续与国际先进标准相结合，加快水利机电国际化技术标准体系的形成。

1.3 安全评价、鉴定指标不够明确

水利工程机电设备安全评价需要立足于设计环节并覆盖维系等一系列标准，甚至可引入强制性标准。

但是，我国强制性规范出台时间较晚，评价鉴定指标不够健全，近年来尽管提高了对工程强制性条文拟定的重视， 保障了工程安全性可靠性， 但仍有部分看似有强制标准规定的条文依旧处于单一部件质量管理中， 实际问题的考虑未从全面角度落实。

2.1 完善质量监管体系

机电设备质量监管不到位， 是引起质量问题的关键因素。基于此，需严格明确质量管理中项目法人、监理、设计等单位的职责， 项目法人在根据相关规定妥善安装机电设备的基础上， 需做好机电设备质量管理责任的切实履行，组织机电专业人员一同进行质量管理制度的制定，并邀请第三方机构检测机电设备[2]。监理单位要注重自身建设的增强， 确保自身对机电设备质量监督控制的能力达标。

质量监督机构在出厂验收及检查机电设备中应全程参与。通过设计、制造、选型等环节质量管理的完善，严格把控机电设备中间环节质量， 回溯追究质保期质量责任，为机电设备质量提供全方位保障。

2.2 优化电动机运行质量控制

电动机的运行通常与起动器串联在主回路中，起动器接触器承载接通起动电流的考核，运转中出现的电动机过载电流分断考核则仅由其他电器承载，配套保护装置负责保护功能。

在控制电动机时，可结合软启动控制无触点方式，晶闸负责接通分断电动机主回路，为消除此类元件上可能出现的持续损耗情况，可引入真空接触器负责主回路负载的方式进行快速起动、慢速起动、远程或近程控制等。

2.3 建立设备档案和点检制度

机电设备质量管理中，需高度重视档案管理，贯彻落实岗位责任机制，做到问题及时发现并解决。

同时，按规定要求严格开展维修保养工作，以成本节约原则为依据，做好机电设备配件采购管理机制、 维修保养等优化指标的制定和完善，或在覆盖设备操作手证件、维修操作等内容的前提下制定对应的管理机制[3]。

该机制中，确定设备主任为点检员，向个人细化具体责任，点检员享有全过程管理机电设备的权力， 实际管理中以设备具体运行情况为根据提出针对性改进建议意见。

2.4 合理设定机电设备诊断程序

水利工程机电设备质量管理中， 实施的诊断程序包含：首先，制定重要机电设备清单，具体包含生产线中的重点设备及故障发生后损失较大的机电设备等， 如泵站中的水泵、水电站中的水轮机发电机、水闸管理处的闸门启闭机等。

诊断时，需严格检测机电设备，获取诊断经验后适当扩大诊断对象范围。

其次，合理挑选诊断对象监测点。

以测振为例，在做好测振点测定参数的明确后进行包含正常频谱图在内的基准值的建立。

最后，充分把握各设备运行状况，如结构性能、工作条件、工作能力及工作状态等。

同时，做好仪器的确定，如测振仪频谱仪，完成人工系统及电脑系统相关记录，并明确机电设备监测实施周期。

2.5 打造高素质专业人才队伍

水利机电设备质量管理中，责任心强、思想觉悟高、技术过硬的专业技术管理人才队伍必不可缺。

以技术管理人员为对象定期组织专业化培养活动， 在有机结合在职自学函授和外培等多种形式的基础上， 促进其理论素养、专业知识的提升。

同时，要帮助技术管理人员积累丰富的实践经验，引入多元化学习培训方式，有机结合集中测试和定时辅导，联合走出去请进来方式，从理论学习、深层次专业技术方面入手开展分层次的培训工作， 结合评先创优、技术比武等岗位练兵活动，促进工作人员全方位的发展。

此外，机电设备质量管理中，可适当奖励工作成果突出的人员，并严厉惩处违规违章作业的人员，促进全员工作责任心的增强并端正工作态度。

3.1 标准基本构架

（1）制造标准。水利工程中涉及诸多品目的机电自动化设备，且各个设备制造与水利、建筑、电子、机械、电力及消防等行业有关联， 不同设备零部件涉及的行业领域也可能诸多[4]。因此，面对同一机电自动化设备时，不同行业有着不一致的制造标准。

由于机电自动化设备构成复杂性与综合程度的缘故， 因此也存在相对复杂和庞大的标准体系。

（2）设计标准。

水利工程中，机电自动化工程作为重要组成之一， 其设计标准即水利、 电力行业工程设计标准， 立足于宏观角度对机电自动化设计中涉及的相关原则加以反映，明确了引入的方法及预期达到的效果。我国机电自动化工程设计中现阶段采用的标准包含机电自动化设计规范、不同阶段报告编制规程及技术导则等。

（3）选型设计标准。

水利工程设计中，具备特殊性的机电专业从事着选型和方案设计等工作， 挑选与工程特性相适应的机电自动化产品。选型设计阶段，产品生产企业负责机电自动化监控产品质量控制就安全鉴定， 通过选型设计能确保与工程配套需要相契合， 因此要从水利工程设计协调性、 完整性等角度出发对机电设备型式合理性展开综合考虑。具备多样化的机电自动化监控设备，在具体选型设计中应以水利工程建设规模为依据， 并结合工程特殊性要求，突出合理性、适应性。

（4）安装与试验标准。

水利工程中，安装机电自动化监控设备及试验时，涉及设备工厂试验、出厂检验、现场安装试验等工作。

安装与试验能为水利工程中机电自动化监控设备运行正常与否提供重要的保障。

在安装和试验机电自动化设备时，各类传感器、微机保护设备、自动化控制器PAC、工业交换机、检测仪表、服务器、阵列、工作站等自动化监控设备属于安装试验的重难点事项，我国也围绕上述监控设备制订了对应的安装试验相关标准， 而其他辅助机电自动化监控的设备则涉及相对简单的安装标准，多以生产厂家技术说明、现场指导为依据。

（5）运行与检修标准。为确保水利工程效益的长久发挥， 就必须高度重视机电自动化监控设备运行维护检修工作。我国以机电自动化监控设备特点为依据，拟定了一系列标准为运行检修提供参考， 在检修维护机电自动化监控设备实践中发挥了重要的规范作用。

3.2 构建监控平台

水利工程中，机电自动化监控技术的实施旨在促进水利工程控制效率的提高，为机电设备质量及运行稳定性提供保障。

在综合升级水利工程机电自动化资源的过程中，需要高度重视自动化监控技术指标的优化与改进。

现阶段，GIS、GPS 等属于常用的技术平台， 能使新型机电设备自动化技术控制要求得到满足，且平台中智能化技术监控操作模式的设定能促进区域资源利用率的提高[5]。

在改革技术体系中，需立足于控制角度引入多元化的机电设备自动化控制模式，同时要对可能潜在于水利工程机电设备中会对设备应用构成影响的技术模式加以控制、变革，并以此为基础围绕水利工程机电设备拟定更科学合理的自动化监控技术规划方案。

现阶段，我国形成了更高水平的水力机电设备自动化监控技术标准，并呈现出智能化、信息化的发展态势，有利于自动化监控整体水平的提升。

3.3 执行远程监测

以GIS 为基础的新型监控系统相对于传统机电设备自动化监控系统而言， 具备科技含量更高的养护改造方案及监测方案等， 且在规划发展机电设备自动化设备中体现出不可忽视的调度作用。水利机电设备自动化监控技术中心，远程监控作为一个重要的创新标准， 其以原有控制要求为依据改造、创新监控技术，实现了机电设备监控性能的大幅提升， 最大限度降低了机电设备控制调度中人工参与的难度。

执行远程监控的过程中，通过现代化技术体系的运用，结合运行指标排除潜在于机电设备中的故障， 同时支持全面养护管理机电设备配套设施或其本身主体部分。

3.4 机电设备故障处理

以水利工程机电设备运行实际状况为依据， 落实智能化科学化监控检测系统的设计， 在实时监控机电设备的过程中可将其各项运行指标准确掌握， 有利于机电设备自动化故障解决能力的增强， 同时在机电设备自动化监控技术、 系统调度运行安全标准的全面落实中体现出不可忽视的意义与作用。机电设备自动化运行中，气候条件、环境及其他因素可能会对其构成干扰，从而引起一系列故障，降低设备处理分析能力，约束机电设备自动化操作控制流程，进而影响设备本身综合性能质量[6]。基于此，在安装使用机电设备自动化时，有必要与水利工程建设、监理及控制单位密切联系，一同开展规范化管理工作，立足于根本促进机电设备质量控制成效的提升。

3.5 执行调度管理

以GPS、GIS 等技术为基础完成的多系统联合定位检测系统的构建，属于信息技术自动化调度平台，可实现调度控制中人工参与难度的大幅降低。

立足于GIS 系统角度来看，能够综合化运行水利机电设备自动化，可实现掌握设备型号动态指令时间的缩短， 并促进系统运行改造优化成效的提高， 从而使机电设备取得更可观的整体控制效率。综合现阶段水利机电设备调式管理标准来看，自动化控制机电设备的运行流程中， 通过积极应用监控系统相关技术对潜在设备中的控制操作流程展开深度挖掘，并加以适当的改造升级，能获取更具可行性的机电设备自动化监控技术标准。

综上所述，水利工程机电设备质量管理涉及使用、计划预检修及维护保养等有关机电设备的管理作业， 在水利工程整体管理工作中的作用不容小觑， 是水利水电工程中水闸、 水电站及泵站等能否实现安全稳定运行的决定性因素之一， 与水利工程经济效益的高低有着密切关联。

因此，必须高度重视机电设备质量管理，引入国际化质量管理标准，结合相关规定要求严格落实管理工作，确保机电设备质量的同时保证其运行稳定性。

通过自动化监控技术的运用能够动态监测分析设备运行状态， 及时发现可能存在的问题并第一时间实施检修维护作业，能进一步保障设备的正常运转。此外，工作人员需要参照标准要求及时录入机电设备管理相关的信息并整理成档，为后续设备工作状态的分析及维护人员维护工作的开展提供便利，最大限度提高管理质量水平。

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