电气自动化技术在水利水电工程中的应用

电气自动化技术在水利水电工程中的应用

左迪军,郑艳龙,刘鑫

华自科技股份有限公司 湖南长沙 410000

摘要：

随着我国对自动化技术的研究不断深入，电气自动化技术已经运用于许多领域中，尤其是在工程建设事业中。电气自动化技术能够大大提高我国工程建设项目的管理水平，降低管理成本，获得更大效益。本文基于电气自动化技术能够为水利水电工程带来的技术便利，通过电气自动化技术的基本概念入手，对电气自动化技术在水利水电工程中的应用及相关问题进行研究，提出了一系列的建设性意见。

关键词：电气自动化;水利水电工程;应用;

随着对自动化技术的研究越来越深入，电气自动化技术也开始广泛应用于我国的各个行业。在水利水电工程中应用电气自动化技术，能够大大降低工程的管理成本，提高管理效益，具有十分明显的技术优势。而水利水电工程不仅事关经济发展，同时也关系着国民日常生活的质量。所以，我们应该积极研究电气自动化技术在水利水电项目中的运用，推动水利水电工程项目的发展。

1 电气自动化的概述

1.1 电气自动化的基本概念

电气自动化，能够促进现有的工程项目运作，从传统人工向设备自动化方向转变。因为电气自动化技术本身属于较为先进的技术，包含网络、电子信息等一系列前沿的科技，所以在实际的应用过程中，能够降低工程项目中人力资源的投入，降低管理的难度和成本，提高项目的收益。随着近年来电气自动化技术的不断发展，电气自动化技术的应用水平已经达到了较高的水准。因此，虽然水利水电工程本身具有长期复杂的建筑特点，但是，电气自动化技术仍然能够在水利水电工程中得到较为良好的运用，并且能够大大提高水利水电工程的生产效率，规范建设项目中的生产模式。

1.2 电气自动化系统构成

近年来，电气自动化技术已经在水利水电工程中获得了初步的应用。现阶段，在水利水电工程中使用的主流电气自动化系统，主要是通过计算机技术的应用以及搭配智能测控装置，从而在工程中搭建起运作流畅的、完整的电气自动化系统，促使水利水电工程内部的工作规范展开。系统主要是通过以太网和现场的总线进行串联，以此达到控制中枢与各个部分的连接和控制，形成完整的调配机制。其中，为了保证系统能够灵活应对水利水电工程项目中出现的问题，并且根据实际情况进行功能的调整，采取了分层的结构。同时，为了提高系统运行的稳定性和安全性，构建坚固的安全防护体系，避免工作出现失误，电气自动化系统采取了冗余配置装配的方式。

2 水利工程中应用电气自动化的意义

2.1 监控水利水电工程的运行状况

水利水电工程采用电气自动化技术最重要的是根据模拟公式进行水利水电工程运转情况的监测。该技术是工程的关键，可以保障整个系统和有关组件平稳运转，如果监测出发电机组发生故障或存在安全问题时，能够立即发出报警信号，协助查出问题所在，可以减少巡检人员排查的时间，还可以提高检修员工的工作效率，缩短检修时间，防止出现因发电机组问题而造成长时间断电，避免人力物力的耗费。发电机组应该考虑现场的工程规模和设备性能进行选定。

2.2 增强水利水电工程的工作速率和质量

在水电工程中采用电气自动化系统，既可以根据监控功能提高安全系数，还可以很大程度提高工人的工作效率，确保电力工程企业的办事效率以及工作能力，进而增强企业的效益。

电气自动化系统还可以改善复杂传统的工作环境，改变原有的电源操控模式，提高效率；在水电工程企业中采用电气自动化可以依靠计算机监控技术自行解决故障，消除隐患，提高安全性；根据电厂实际运转状况开展系统分析，保障出现故障可以立即查明问题所在，节约检修时间。电气自动化的使用不仅缓解了人力资源紧张，降低了雇佣成本，而且使企业运作的改善卓有成效，大大提高了项目的经济效益。

2.3 提高了水利水电工程的运营效益

人工操控水电系统不仅技术水平低，造成水资源浪费，发电质量也受到制约。电气自动化系统可以很好地处理上述问题，改善水资源浪费的现象和发电的质量。此外，还可以实现计算机、设备的自动操作，在无人值守的情况下，工程也可以平稳运行，降低了企业成本。应用电气自动化系统还可以自动检测电网，根据实时数据监测工程的负荷状况，并依据发电机运作情况做出反应，如果发电机出现故障，系统可以依据故障状况快速做出反应，如果发生严重故障则智能开启备用发电机组，保证工程平稳运转。

3 电气自动化在水利水电工程的具体应用

3.1 对发电与配电设施的自动控制

发电与配电设施是水利水电工程的核心设备，在发电设备控制中引入电气自动化技术，其自动化运行的效率必然会得到大幅的提升，同时采取智能化转调相、自动关停机、智能操作等方式，可以实施对发电机组的有效控制，危险的作业完成由机器代替完成，实现了24小时的紧密监控，让管理工作更加便捷与高效，人力管理成本降低；自动化设备还能及时感知那些外部不安全因素，对于安全管理与控制风险具有十分重要的意义。

3.2 设备的统一调控与设计优化

机械设备在水利水电工程中占有很大的比重，运用电气自动化技术能够实现其设计与空间布置。设备的选型与管线的布置在水利水电工程中十分复杂，特别是配电线路和设备的连接之处，极易出现元件性能不可靠、设备之间不匹配的情况，容易出现水闸和电气设备达不到灵敏度的要求，采用自动化技术，可以优化设备的选型，然后通过模拟运行排查问题，然后再进行微调，这样系统运行的流畅度得到大幅的提升。

通过计算机程序控制，电气自动化技术结合实际的发电情况实施对运行过程的全面自动控制，同时对能耗进行分析、计算，能够做到在维持最低能耗的情况下保证系统及设备的正常运行，如依据发电机组所处的工作条件，对剩余机组状态实施科学、合理的调控，打开需要运行的新机组，关闭那些不必要的机组，有效控制及调配能源的分布。

3.3 线路的优化

在变电枢纽系统中引入电气自动化技术，如对节制闸、室内变电站实施调控，基准电流、电容等对照开展传导结构的设计，也能够选择一定规格的铝绞线来和复合光缆及地线进行搭设，这样变电控制系统就建立起来了；在设计电气主接线时，可以引入远距离、近距离的同步电机，将变压组相与单回路组合成可以调节的传输线路，然后每隔一段距离在远距离传输中设置阻隔变压器，为电气资源的传输提供支持与便利。

3.4 设备的选择

电动机要选择传输线路以10k V为电压的母线，采取异步驱动传导的电动形式，使用串联电抗器、真空接触器等实施功率补偿；依据电力资源的实际情况来选择变压器，隔离开关与电路器要选择适合的，随后分配电压，同时电力传输采取母线、子线的连接来供应，使得重新分配电流结构，达到配电、变压的目的；要选择PLC自动化程序的电流供应设备，调配与引导内部电力的传导、传输，整体的电流结构由电缆分配层来控制，达到低压、高压能够进行相互对应传输的效果。

结语

电气自动化系统在水利水电工程中发挥着不可替代的作用，对促进国内基础设施建设，改善企业经济效益起到了至关重要的作用。应更深层次的研究和开发电气自动化技术水平，将该技术更好地应用于水利水电工程。

参考文献

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[3] 陶仕通．电气自动化在水利水电工程中的应用分析[J]．城市建设理论研究（电子版），2018(6):127．