水利樞紐工程機電傳動裝置技術研究

時間:2022-11-12 09:27:51

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水利樞紐工程機電傳動裝置技術研究

摘要:文章對水利樞紐工程機電傳動裝置技術影響因素進行了分析,在此基礎上,對機電設備的傳動技術進行優化,旨在不斷的提高水利機電設備的施工質量和安全系數。

關鍵詞:水利工程;機電設備;安裝與維修

1異步電動機的運行性能和工作特性

高壓三相異步電動機的定子,從電力網吸收電能,并將電能轉換成機械能。最后,機械能通過桿軸輸出到給水泵,使水泵完成傳動的過程。通過分析,異步電動機的性能優勢由下述參數決定。1.1電動機效率參數。效率=P2/P1×100%(即,輸出功率P2和輸入功率P1的比)。同樣的負荷條件,電動機的效率越高,能源的利用率越高,越省電。因此,電動機的效率是需要在固定負荷條件下,在符合相關規定和要求前提下,發揮電動機更大的效率。1.2電動機功率參數。設備功率對于電氣設備的利用率有著非常重要的影響。電動機運轉時,它不僅能夠從電源吸收有功功率,而且還吸收了無功功率。所謂低功率,就表示設備運行中從電源吸收更多的無功功率,增加電力網的負荷,降低機器的利用率。水利樞紐的電動機的力率約為0.8,未能滿足相關標準和要求,所以,選擇使用了并聯高電壓電容器的無功補償技術,以此提升功率。1.3電動機啟動扭矩參數。初期的啟動扭矩,它直接與電動機的正常啟動相關。1.4電動機啟動電流參數。太大的啟動電流,可能會導致電源線的電壓下降過大,降低電壓,影響電動機的使用壽命以及正常運轉。1.5電動機最大與最小扭矩。由上可知,相關技術指標是在電動機設計時的綜合考察以及計算來獲得的。當電動機實際運行時,還應測試以及檢查。就異步電動機的運行特性來分析,當異步電動機在額定電壓下運行能夠得到各項性能指標與輸出功率之間存在的關聯性,我們稱其為工作特性,并通過對電動機的實際運轉狀況進行判定。泵站的啟動會使得電壓下降,在相關規定中,要求此時電壓下降不應該大于定格値的10%,同時,啟動電流不能夠大于輸電網的過載。在泵站啟動時,需要能夠滿足電動機本身的特性需求。如果能夠滿足這些前提,那么高壓的異步電動機通常會選擇運用全壓啟動,并通過機械手段對其進行制動。在某種情況下,水利樞紐泵站也會選擇使用同步電動機,然而,需要注意的是,同步電動機傳動系統中涉及到非常復雜的勵磁裝置。

2機電傳動裝置穩定運行的條件

在水利泵站的傳動裝置中,為了保證相關設備和裝置的正常運轉,首先必須要確保電動機與水泵保持統一的機械特性,保障其正常運行。第一,系統要實現勻速運行;第二,系統如果受到外部干擾,導致其運轉速度發生變動時,要在去除這些因素的影響后,確保其能夠依舊保持正常運轉。電動機與水泵系統能夠實現穩定運行,有如下基礎條件。2.1水泵的揚程曲線以及機械效率特性曲線水泵的揚程曲線和水泵的機械效率特性曲線有交點,如圖1所示。圖1異步電動機的運行性能以及工作特性2.2速度比與平衡點如果速度比與平衡點對應的速度較大的時候,也就是說,當外部干擾導致速度增加時,速度比應該小于平衡點對應值。如果去除外部因素影響,速度比小于平衡點對應值,當速度小于與平衡點相對的速度時,速度比大于平衡點對應值,即當外部干擾因素導致轉速出現下降,這種干擾消除之后,速度比應該大于平衡點對應值,這種特性調整是電氣機械傳輸系統的最佳工作狀態。

3水泵的運行調節

某水利樞紐泵站中包含3臺豎井式貫流泵,各個泵進行單列設置,泵距離機組中心的距離為8.2m,電動機和水泵之間經由齒輪來實現動力傳動。水泵依賴于液體的旋轉阻塞的動態作用,將能量連續地傳遞給液體,增加其運動能量,然后,將一部分運動能量轉換成壓出室的壓力能量,并使得液體實現排出?;緟禐椋阂皇?,流量,指的是單位時間內經由水泵的水的總量,其計量單位通常為m3/s,在該水利樞紐中其流量為20m3/s;二是,揚程,指的是單位重量液體流經泵站期間所能夠獲取的能量;三是,轉動速度,指在泵軸的部分的旋轉數,單位r/min;四是,有功功率,指每秒為單位液體流過水泵所能夠獲取的能量;五是,效率,有功功率和軸功率的比。在水泵實際的運轉過程中,如果需要的流量發生變化的話,那就必須要被調節。由于水利泵站是用異步電動機驅動的,因此,為了使泵的速度變化而改變特性曲線,經常使用可變速度調整,改變其動作點,達到使流量變化的目的,這樣就能夠節約電能。

4機電傳動裝置的運行維護及保養

為保證機械和相關設備長期處于最好的工作狀態,長期的設備維保非常有必要。在長期工作和日常檢查之后,相關工作人員總結了以下的工作經驗。4.1需要保持電動機周圍環境優異性。電動機的外殼應該是處于無塵無垢狀態,嚴格防水,避免其粘結油和灰塵,保持其運轉的流暢度。另外,接線盒要進行防潮處理,螺栓要處于緊固狀態,一旦發現零部件出現損壞,須及時進行維護和更換。4.2定期檢查電源的電壓和電流的變化。一般來說,電動機的動作電壓是定格電壓(+5%),三相電壓的差不超過5%,各相電流的不平衡不超過10%,應該嚴格地防止相位切斷動作。4.3定期檢查電動機的溫度上升狀況。一般的溫度計測量的溫度上升,不能超過最大的允許值。4.4雜音和氣味的監測。正常的電動機運行必須處于平衡狀態,沒有其他雜音,外部的軸承應處于很好的密封狀態,工作期間,其聲音、氣味、振動和傳達裝置必須被監測和分析。4.5將卷線的絕緣。電阻用歐姆表定期測量卷線的絕緣電阻有必要在0.5MΩ以下進行干燥處理。在卷線的隔熱性惡化的情況下,使用隔熱性涂料,通過干燥或交換繞組來提升其絕緣性能。4.6軸承監測。軸承需要定期交換,定子和轉子之間的間隙必須均勻。如果軸承松緊而出現疲勞,那就必須定期更換(一般來說,滑頭軸承不可超過1000h,轉型軸承不可超過500h)。4.7電機操作電動機的合理操作,安全性、可靠性和壽命長是重要的條件。任務人員,必須每天的檢查記錄。4.8水泵維護。泵的維護是很重要的。如果泵在運行中出現振動,那么必須要找出原因,泵的振幅減少必須根據需要調整。寒冷期泵配件的凍結,也應該要注意。4.9加強水利工程機電設備安裝。與工程土木建設的協。調實施在施工前,須制定科學的安裝組織實施方案,從而對機電設備安裝與土建之間的矛盾進行有效地解決和處理,設計人員與施工人員應加強溝通與交流,使設計與施工之間更好的契合,實現水利工程機電設備安裝與土建的協調實施,最終提升水利工程項目建設的整體效率和質量。4.10促進水利工程基礎施工階段的有效配合。促進水利工程基礎施工階段的有效配合,需要機電設備的設計工作者與安裝人員加強設計與管理方面的工作,并且全面而系統地規劃和計劃水利機電設備安裝的高度和位置。例如,水利工程中離心泵的安裝高度,可按照以下公式來計算:△安裝=△動+H實吸式中,△安裝為離心泵安裝海拔高度,m;△動為井中動水位海拔高度,m;H為水泵實際吸水高度,m。水泵的實際吸水高度H,可按照H實吸=Hs×H吸損×v2進/(2g)×k的公式計算,式中,Hs為離心泵允許吸上的真空高度,m;H為進水管路損失揚程,m;v為水泵進口處流速,m/s;g為中立加速度,m/s;k為安全系數。此外,水利工程建設單位應提升基礎施工環節的準確性與系統性,為后期機電設備的安裝提供有力保障,從而提升機電設備安裝和管理的質量。

5結語

綜上所述,機電傳動裝置在水利樞紐運行多年來,已經展現出了其本身非常顯著的優越性能,對于保障水利樞紐的健康、可靠運行具有重要意義。

參考文獻:

[1]張煦,肖曉春,吳志明,等.水利樞紐綜合運行管理系統的設計與關鍵技術研究[J].水電站機電技術,2017,40(7):52-55.

作者:張學鑫 單位:廣東水電二局股份有限公司