电气自动化在水利水电工程中的应用

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【摘要】水电是我国国民经济发展的重要支柱，而传统的水电工程在运行过程中具有一定缺陷，因而不利于工作效率的提高。电气自动化技术在水利水电工程中的应用，保证了工程体系的正常运行，实现了自动化运转。本文即针对电气自动化技术在水利水电工程中的应用情况进行了探讨，以供参考。

【关键词】电气自动化；水利水电工程；应用

1引言

科技不断进步，水利水电工程中的应用技术也日益先进，显著提高了工程效率和经济效益。水利水电工程作为我国重要的基础工程和民生工程，关系到居民的生活质量，而电气自动化技术在水利水电工程系统中的投入应用，发挥了良好的提高其生产效率与效益的作用，值得大力推广。

2电气自动化技术概述

2.1电气自动化的特点

电气自动化技术汇集了计算机技术、网络技术和电子科技，提高了本身的自动化水平，节约了更多的人力与物力。同时，电气自动化在实际的发展过程中，已慢慢地渗透到人们的日常生活中，被广泛地应用，例如在地铁、公交、电梯、工厂自动化生产线等项目中。尤其是水利水电工程，电气自动化技术以其自身的便捷、广泛、高效等优势，发挥着重要的作用。电气自动化作为科学技术的发展结果，有利于提高生产力水平，在提升我国经济实力的同时，推动科学技术飞速发展，增加产品的附加价值。

2.2水电工程电气自动化系统组成

在科学技术持续高速发展的当今社会下，计算机网络技术也逐渐渗透到了各行领域中，并快速地获得了广泛的应用。在水利水电工程中，也逐渐形成了新型的自动化模式，取代了传统由人工操作控制的运行模式，实现了无人值班、智能监控的工作模式。而电气自动化系统的组成，则主要是依靠计算机技术来完成的，利用可编程序控制器（PLC）与微机继电保护装置、专用智能测控装置等，才能共同实现。整个电气自动化系统，均是通过以太网、现场总线等，连接不同的控制站、智能装置等，架构出按照一定的分层顺序分布的综合性分工监控电气自动化系统。该开放式的电气自动化系统能够实现良好的功能扩展，其分层分布结构也可以按照功能差异，对监控对象实施可靠的配置监控，具有较强的分散性和灵活性。水电工程电气自动化系统，主要采用的是冗余配置装备，显著提高了系统可靠性；在维护技术上，则采用的是最先进的、便于适时开展升级、能够保证水电工程运行检测、控制和保护的技术。人机的接口能力较强，且便于进行掌控，在设计、调试和现场运行中都具有良好的优势.

3电气自动化在水利水电工程中发挥的作用

3.1监控水利水电工程

在水利水电工程中，电气自动化技术充当的是水轮发电机枢纽作用，运用模拟计算公式，可以实现对水利水电工程的监控，从而确保发电机组及其相关部件的正常运行，当检测出发电机组出现故障隐患时，会发出报警信号，以提高技术检修人员的实际工作效率，保证发电机组的安全、稳定运行。水利水电工程中，所应用的发电机组通常是多种多样的，因此需要结合水利水电工程实际规模，设备性能等，选择是否能够实现自动化运行。

3.2提高水利工程工作效率

水利水电工程中的综合自动化系统，能够在保证工程运行可靠性与经济效益的同时，有效提高工作效率，从而保证电能质量，降低工作人员的劳动力，从而达到减轻其劳动强度的目的，改善劳动条件与环境，提高了电源的有效性操作方式。此外，运用自动化系统，可以通过合理运用计算机监测技术，对系统的运行状况实施监督检查，以消除工程中的安全隐患，并分析获得电厂的运营状况，以便在发生事故时，能够及时发现，缩短维修时间，保证电力系统可以尽快恢复正常。自动化系统的应用还可以减少大量的人力资源投入，从而降低电能的生产成本，提高了企业的经济效益。

3.3电气自动化技术提升运行效益

传统人工操作的水电系统中，常常会由于信息或技术水平的限制，造成水资源严重浪费，难以实现绿色生活的环保目标，而利用电气自动化技术即可有效避免这种问题。电气自动化技术利用计算机，实施操作控制工作，从而确保即使处于无人值班的情况，工程也可以正常运行和工作，从而提高其工作效率，降低运行成本。电气自动化系统同时还加强了水电工程的电网系统监测，通过不断检测控制，获得各项的有用数据，尤其是其中有关负荷值的信息，对于整体水电工程运行来说都具有重要意义。电气自动化系统能够以这些数据信息为依据，选择最合适的水轮发电机，在发生故障时通过智能操作启动备用机组，从时间、经济多方面带来经济效益。

4电气自动化在水利水电工程中的应用

水利水电工程的自动化通常具有一定复杂性，其中往往包括多项内容，且容易受到较多外界因素的影响。在不同规模的水利水电工程中，所应用的发电站组和设备也存在差异，都会影响到系统的自动化运行程度。

4.1水轮发电机组运行智能控制

①应用电气化的同时完成关停机，实现对发电转调相、调相转发点的管理与控制，在无人的情况下，独立完成相关工作；②电气自动化具有智能化特点，能够调整发电站组，使其在最经济的情况下稳定运行，并结合实际情况和系统指令，自动启动一定数目的机组，让负荷在运行的机组之间，保持经济性的分配。由于该系统能够控制发电机组的开和关，因此可根据负荷要求自动变换机组，从而将有用功提升至最大，而将无用功降到最低；③如果出现了工作事故或洪涝灾害，机组频率降低，此时该系统可以通过智能化控制，使备用机组投入工作，在汛期自动断开某些关键机组。

4.2监测水轮发电机组及关键设备运行状态

对于可检测发电机组的定子和电子，其电路的安全也可以检测发电机定子绕组和铁芯中的温度，确保其是否超过了设定温度。另外，对发电机组的润滑度、制冷系统监督，以及机组变速系统的监督等方面，如果其中之一发生故障，电气的自动化将果断采取智能化措施，及时向检测人员发送警讯和紧急呼叫。

4.3对设备的智能化控制

（1）对于周围重要设施和设备的智能控制，其内容包括各种油泵、水泵和空压机等的控制，一旦出现问题，保证其他的辅助设备能够快速投入运行，弥补缺陷。（2）对于重要的电气设备（如变压器、母线及输电线路等）的控制、检测及保护。（3）可以对水工建筑物的实际运行状态进行控制，监测发电机组是否良好，对于拦污闸是够存在阻塞问题进行监督管理，合理控制水位的高低，同时注意利用该系统保护饮水压力管。

4.4设备选型及自动化设计

伴随水利水电工程自动化水平不断提高，水轮发电机组所需要的自动化元件逐渐增多，其作用也愈加重要。但是，因为当前的主机配套自动化元件性能尚不稳定，且存在灵敏度差、精度低等因素，导致水利水电工程的自动控制出现安全等方面，受到不同程度影响，因而需要对设备的选型和自动化进行合理设计。例如，轴流转浆式水轮机被广泛地应用于中低水头电站中。由于该水轮机的涡轮叶片为导叶协联行动模式，能够为电厂创造更多经济效益。然而，由于工厂实际操作限制，涡轮头和下游水位化，厂家所提供的交通参数有很大不同，联邦曲线机组运行性能差，无法达到最佳状态。进行机组调试时，其运行可以在不同的头和上下游水位、手动合作相关导叶，从而取得良好的联营曲线，并修改原有的关联曲线，输入PLC，实现最佳状态。

5结语

综上所述，水利水电工程关系到人们的生活质量，如果能够在其中合理应用电气自动化技术，不仅可以提高生活质量，还能提高电力生产效率。电气自动化作为一项先进技术，其应用于水利水电工程，可实现对系统运行情况的实时监督，及时了解电力企业生产经营状况，积极推动电气自动化技术的运用，为水电工程带来更大的工作效益。

参考文献

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[2]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息，2010（6）：64.

[3]李修伟，陈广文.浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].民营科技，2011（1）：20.

作者：刘沫然 单位：湖南新华水利水电有限公司