农业水利泵站机电设备常见故障与维修

［摘要］水利泵站在保障农业生产、改善生态环境方面发挥着巨大作用。高质量的机电设备管理在保障农业水利泵站安全运行方面发挥着不可替代的核心作用。然而，农业水利泵站机电设备种类繁多，任何机电设备故障都会影响泵站的安全运行。基于此，针对农业水利泵站运行中经常出现的泵站变压器故障、高压电机故障及水泵故障，提出针对性的维修策略，以期保障农业水利泵站高效运行。

［关键词］水利泵站；机电设备；故障；维修

［中图分类号］ S277.9 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2022）16--3

0 引言

泵站是农业水利工程的重要组成部分。随着人工智能等技术的发展，泵站系统结构越来越复杂，机电设备种类日益繁多。实践表明，任何机电故障都会影响泵站的安全运行，给农业生产带来不利影响。因此，做好泵站机电设备故障预防与维修工作成为当前泵站设备管理人员的重点工作任务之一。

1 加强农业水利泵站机电设备管理的现实意义

机电设备管理是扬水生产的重要保障，是泵站日常管理工作的重要内容。工作实践表明，加强泵站机电设备管理、降低故障发生率具有重要的现实意义。一是加强农业水利泵站机电设备管理能够为灌区提供可靠的水资源。泵站是农业水源供应的重要载体，是推动农业生产的有力保障。以宁夏回族自治区红寺堡扬水管理处为例，红寺堡扬水工程输送的黄河水是环罗山地区唯一的有效水源。红寺堡扬水工程是名副其实的“生命工程”“民心工程”。其中，红一泵站是红寺堡扬水处重要的下属主泵站，负责红寺堡区的农田供水输水任务，是支撑红寺堡区、乡村振兴的命脉工程［1］。如果泵站机电设备发生故障，就会直接影响泵站供水，同时给农业生产带来巨大的经济损失。二是加强农业水利泵站机电设备管理是降低机电设备故障发生率、提升泵站经济效益的重要举措。随着人工智能等技术的发展，泵站机电设备的精度越来越高，市场价格也越来越高，因此，管理人员需要做好泵站机电设备日常维修管理工作。如果缺乏对机电设备的有效管理，不仅不能及时发现机电设备存在的安全隐患，而且会导致机电设备故障扩大，极大地增加泵站机电设备的维修费用，提高泵站运行管理成本，降低泵站的经济效益。例如，水泵是泵站的重要设备，如果缺乏有效的维修保养，就很难及时发现水泵存在的细微故障，如果水泵持续运行，细微故障可能演变成严重故障。这样不仅会增加水泵的维修成本，而且会影响泵站的正常运行，带来巨大的经济损失。因此，泵站管理人员必须做好日常养护、检修工作，以此降低泵站机电设备故障发生率。三是加强农业水利泵站机电设备管理是适应节能降耗要求、实现“双碳”目标的重要举措。节能降耗是农业水利泵站管理的主旋律，是实现“双碳”目标的重要途径。泵站机电设备种类繁多，能源消耗量较大。实践证明，降低泵站机电设备故障发生率可有效减少电能损耗、提高功率因数、降低能源消耗。因此，泵站管理人员必须强化对机电设备的日常管理，提高农业水利泵站机电设备运行效率。

2 农业水利泵站机电设备常见故障分析

农业水利泵站机电设备种类繁多，结合多年工作实践经验可知，其常见故障主要集中在以下３方面。

2.1 农业水利泵站变压器故障

变压器是农业水利泵站的主要设备之一，其主要由铁芯、线圈、油箱、防爆管、绝缘套管及分接开关等附件组成［2］。变压器的作用是提升或者降低工作电压，以此满足泵站用电需求。变压器故障主要有2种。一是变压器油温异常。变压器油在变压器运行中发挥着巨大作用，不仅起到绝缘作用，而且可以散热。一般情况下，变压器油温正常值在85 ℃以下，如果变压器油温比正常值高10 ℃或者在荷载不变情况下油温不断上升，则认为变压器油温出现异常。变压器油温出现异常的原因有螺栓绝缘损坏、绕组局部层间出现短路、负载过大等。二是变压器运行声音异常。农业水利泵站变压器在运行过程中如果出现规律的“嗡嗡”响声，表明变压器运行正常；当变压器在运行时出现不规律或者其他异响时，表明变压器运行声音异常。变压器运行声音异常的原因主要是变压器过载运行或者荷载急剧变化。如果在夜间或者阴雨天，变压器高压套管附近出现蓝色的火花，并且发出“嗤嗤”的声音，一般是由于变压器高压套管脏污，设备线卡出现接触不良。

2.2 农业水利泵站高压电机故障

高压电机主要是指额定电压在1 000 V以上的电动机。高压电机的优点是功率大、承受冲击力强，能够满足灌区水泵的工作要求。但是，高压电机惯性较大、启动和制动相对困难，一旦出现故障，就会影响泵站供水质量［3］。高压电机故障主要集中在以下３方面。一是农业水利泵站高压电机没有启动力矩，且声音异常；高压电机启动相对困难，在实际运行中存在没有启动力矩的故障。剖析其原因，主要是高压电机三相电源易出现电路故障，如引线定子绕组有一相断电，就会出现单相启动的现象，进而导致设备启动没有力矩。如果高压电机启动力矩较小，并且在荷载增大时电机停转，则主要是电网电压较低、绕组有匝间短路造成的。二是高压电机接入电源后不启动。高压电机接入电源后不能正常启动，主要是控制设备接线错误、开关触头接触不良或者电动机轴承出现故障等造成的。三是电机正常运行，但温度过高。电机温度过高表明其存在故障。电机温度过高的原因主要为电源电压突然升高、高压电机负载变动较大等导致电机暂时处于空载状态，粉尘等物质进入电机内部且吸附在绝缘表面导致电机通风不良。

2.3 农业水利泵站水泵故障

水泵是一种能够进行能量转换的机械，其主要是将原动机的机械能传送给被抽送的流通水，将水从低处抽到高处。农业水利泵站水泵故障主要包括以下３种。一是水泵振动。水泵振动是常见故障，如果水泵出现振动，会引起轴承损坏或者断裂，从而导致出水量减少，甚至会带来一系列安全隐患。引起水泵振动的原因较多，如水泵轴与电机轴不同心。如果水泵空载运行时振动比较轻，满载运行时振动持续均匀，单机运行时振动现象消失，则该类振动就是由水泵轴与电机轴不同心引起的。二是水泵叶轮键故障。水泵叶轮键失效主要是水泵运行中轴套螺母松动，从而导致轴套向外移动，轴套与叶轮接合面产生间隙，导致轴套与泵轴产生速度差。如果水泵叶轮键发生故障，不仅会导致轴套出现漏水现象，而且会增加轴套与叶轮接合面的磨损程度，影响水泵的使用寿命。三是轴承故障。轴承故障是水泵常见故障，滑动轴承故障、滚动轴承故障是轴承故障的两种主要形式。以滑动轴承故障为例，引起滑动轴承故障的原因主要是瓦面磨损严重、轴瓦间隙过小或者油环转动不灵活等。一旦出现滑动轴承故障，必然会影响水泵的正常工作。

3 农业水利泵站机电设备故障维修策略

确保农业水利泵站机电设备安全运行，降低故障发生率是水利泵站高效运行的有力保障。根据泵站机电设备常见故障，工作人员需要采取针对性的维修策略开展维修养护工作。

3.1 农业水利泵站变压器故障维修策略

变压器故障是严重影响农业水利泵站安全运行的主要因素之一，针对变压器运行中可能出现的故障问题，泵站机电设备管理人员要做好以下３方面工作。一是加强对变压器运行状态的检测，防止油温异常。变压器油温异常主要是由于缺乏健全的日常检修，因此，水利泵站设备管理人员需要按照相关规范要求做好设备的日常检修管理工作。例如，夹紧铁芯螺栓绝缘损坏会导致变压器油温升高，而螺栓损坏是经过长时间的积累形成的，如果设备管理人员在平时检修中关注夹紧铁芯的螺栓零部件，就完全有可能避免此种现象的发生。因此，农业水利泵站要制定严格的变压器日常检修工作制度，强化检修人员的责任意识。二是做好变压器清洁管理工作。农业水利泵站的变压器工作环境相对恶劣，外界粉尘等物质进入变压器高压套管会导致变压器出现声音异常，甚至会发生短路故障。因此，泵站设备管理人员要及时做好变压器清洁作业，当发现变压器高压套管脏污时，要在停电期间进行清洁。三是根据变压器故障特征选择相应的维修方案。农业水利泵站变压器故障种类较多。为了降低故障发生率，机电设备管理人员必须要结合工作经验，诊断、分析变压器出现故障的原因，并且根据变压器运行中表现出的特征准确定位故障点。例如，当变压器出现三相电压不平衡故障时，检修人员要结合工作经验，及时判断导致三相电压不平衡的原因，并且在第一时间采取相应的维修方案，以此避免故障扩大［4］。

3.2 农业水利泵站高压电机故障维修策略

针对高压电机存在的故障，管理人员需要做好以下３方面工作。一是加强对高压电机运行状态的监测。随着大数据、云计算等技术在机电设备管理中的应用逐渐广泛，农业水利泵站要加大资金投入，构建高压电机在线监测平台，实现对高压电机运行状态的实时监测。在线监测系统能够及时将监测数据反馈给数据处理中心，数据处理中心再对监测数据进行分析，以此形成高压电机运行报告，便于管理人员及时发现高压电机细微故障。二是规范高压电机检修流程，提高高压电机检修效率。高压电机故障的发生具有前兆性，泵站机电设备管理人员要积累工作经验，利用嗅觉、听觉判断高压电机的运行状态，诊断故障发生原因。例如，高压电机检修人员要通过嗅觉判断高压电机在运行中是否存在异味，如果存在焦糊味，则表明绝缘物损坏。如果出现电机接入电源后不转的故障问题，检修人员需要及时切断电源，并利用工具转动转子，查看其是否转动。如果能够转动，说明电机本身没有被卡住，则需要进一步检查高压电机电路部分。高压电机电路部分包括电源部分和绕组部分，检修人员可本着先简后繁的原则，先检查电源电路，检查电源线路是否存在松动现象、线路是否有短路等现象。如果电源电路部分没有问题，则要检查绕组。如果绕组不能通电，则需要检查三相电压是否正常。如果三相电压不正常，则表明高压电机故障的原因是电机单相运转，需要更换电路熔丝。三是加强对高压电机的检测与维修。如果高压电机温度过高，管理人员主要可检查三相电源电压是否平衡、三相接触器触头是否接触良好。如果电压平衡、接触良好，则需要进一步检查三相电流是否超过额定值；如果三相电流超过额定值，则有可能是电机容量不足造成的，管理人员需要及时根据泵站工作要求更换高压电机［5］。

3.3 农业水利泵站水泵故障的维修策略

针对水泵故障特征及发生原因，管理人员可采取以下３项维修策略。一是定期清洁保养水泵。水泵轴与电机轴不同心引起的水泵振动问题主要是联轴器同周度偏差较大造成的，因此，检修人员需要重点检查水泵转子是否到位。水泵运行环境相对较差，如泵站水体含有大量杂物，一旦杂物进入水泵内部，就会影响转子的正常工作。因此，检修人员要及时做好泵体与泵盖接合面的清洁处理工作，及时清理泵体口环定位槽内的杂物，确保转子工作到位。二是加强对水泵元件的检修，及时更换存在质量瑕疵的零部件。一方面检修人员要重点检修水泵叶轮，如在水泵检修时需要选择质量好的零部件与轴套螺母，并且对轴套螺母进行加固处理；在机组安装机械密封时，要安装到位，防止出现泄露问题。另一方面要对叶轮键与键槽装配进行优化设计，选择合适的叶轮键。三是调整水泵运行参数，及时修复设备磨损部位。农业水利泵站设备管理人员要及时修复磨损严重的瓦面，调整轴瓦工作参数，确保轴瓦间隙在规定的范围内。同时，要科学、合理利用轴瓦温度在线监测系统，以此实现对水泵运行状态的实时监测［6］。

4 结语

农业水利泵站机电设备故障是影响泵站整体运行性能的关键瓶颈。因此，农业水利泵站机电设备管理人员要高度重视机电设备安全管理工作，并采取有效措施降低机电设备故障发生率，助力农业水利泵站高效运行。

参考文献：

农业水利泵站机电设备常见故障与维修

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