【关键词】水电厂；深井泵；智能监测；故障预警；边缘计算

引言

伴随水电厂规模持续扩大，辅助设备的稳定运行成为保障电站安全与效率的关键要素，深井泵作为排水系统的核心装置，其运行工况复杂多变，潜在故障隐患隐蔽性强且难以及时察觉。传统监测方式因响应迟缓、维护成本高昂等弊端，已无法适配智能化管理的发展需求。借助智能传感器、无线通信及边缘计算等前沿技术，构建具备实时感知、动态研判与故障预警功能的智能监测系统，为提升水泵运行可靠性、革新运维模式开辟新方向，推动水电厂运维管理向数字化、智能化加速转型[1]。

一、水电厂深井泵运行概述

（一）深井泵运行系统结构与功能

水电厂深井泵作为排水系统的核心组成部分，主要负责及时排出厂房渗漏、设备检修积水及大坝的渗漏水。排水系统按功能可分为检修排水、渗漏排水和大坝排水三类，检修排水系统用于机组停运检修时排空机组蜗壳和尾水管积水；渗漏排水系统处理厂房日常运行中的渗漏水；大坝排水系统则确保大坝内部排水顺畅，保障坝体结构稳定。各排水系统一般配备两台深井泵，一用一备，以便在工作泵故障或负荷过高时，备用泵能迅速启动，维持排水系统持续运转。深井泵借助可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）自动控制系统实现运行管理，通过监测集水井水位实现自动启停。当水位触及预设上限时，工作泵自动启动；若水位持续上升或工作泵出现故障，备用泵即刻投入运行，避免排水中断[2]。

（二）深井泵运行状态参数

确保深井泵稳定高效运转，实时监测关键运行参数不可或缺。水位监测作为核心指标，借助高精度液位传感器实时采集集水井水位数据，保障水泵依预设逻辑精准启停，有效规避水泵空转与水淹厂房事故风险。电机运行状况监测涵盖电流、电压、温度及振动等多个维度，其中，电流电压变化直观反映负载波动；温度监测及时预警过热隐患；振动分析则可诊断轴承和转子的异常，从而全方位把控电机的健康状态。此外，出口阀门与排水管道系统的监测同样是保障深井泵正常运行的关键，阀门启闭状态直接关乎排水效率，而管道泄漏、堵塞或压力异常等问题则需要及时监测和处理。

二、深井泵常见故障类型与机理分析

（一）启动失败故障

深井泵运行时，启动失败是较为常见的故障。电源电压过低或者断电是引发启动失败的重要因素，这种情况下启动电流不足，无法带动电机正常运转；电源缺相会让电机难以满足运行条件，致使启动过程无法完成；转子卡住或机械传动系统存在卡阻问题，将直接造成泵体无法启动。此类故障出现时，监控系统一般会发出报警提示，此时需迅速切换到备用泵，同时对电气和机械系统展开排查，保证深井泵恢复正常运行。

（二）无水抽吸故障

深井泵无水抽吸故障多由水位异常、水源匮乏或水路损坏引发。当集水井水位降至泵体工作水位之下时，水泵吸入空气空转，极易因过热损毁；滤网堵塞阻碍进水，致使抽水水量不足；扬水管破裂、接头渗漏则造成大量水量流失，破坏系统供水功能。此类故障不仅降低排水效率，更可能因电机过载引发烧毁风险，因此需强化实时监测，及时处置以保障设备安全运行。

（三）电机过热故障

电机过热故障的根源在于负载失衡、散热受阻以及轴承异常。出口阀门未完全开启或管道阻力显著增加，会导致泵体负荷攀升，进而使电机持续超负荷运转，绕组温度急剧上升。散热系统若出现堵塞或冷却效能不佳，同样会造成电机温度失控，而轴承磨损加剧机械摩擦，将进一步推高发热程度。若未能及时察觉并处理电机过热问题，绕组绝缘将加速老化和破损，严重时甚至会导致电机整体烧毁。

（四）运行振动异常

深井泵运行时的振动异常，常因叶轮磨损、轴承失效或电机轴形变所致。