電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

邢曉明

【摘要】作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)當(dāng)中重要的基礎(chǔ)工程，水利工程直接影響到我國(guó)社會(huì)發(fā)展和人們的生活環(huán)境質(zhì)量。當(dāng)前電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。因此，本文將圍繞這個(gè)話題進(jìn)行分析，著重探討如何更充分地將電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在水利工程當(dāng)中。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;水利工程;主要構(gòu)成;應(yīng)用

引言

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，水利系統(tǒng)的電氣控制逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展。通過水利系統(tǒng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)創(chuàng)建獨(dú)立的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控水電廠的實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)保證水電廠電氣自動(dòng)化的穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的作用。

一、水利工程當(dāng)中電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的主要構(gòu)成

在社會(huì)生產(chǎn)力不斷提高、經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)深入到了社會(huì)生活的方方面面，并給人們的日常生活帶來了極大的便利。從我國(guó)的水利工程建設(shè)與應(yīng)用的情況來看，電氣自動(dòng)化技術(shù)是當(dāng)前水利工程建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容。由此可以看出，我國(guó)的水利工程開始朝著自動(dòng)化方向逐步發(fā)展，工程的運(yùn)作模式也將在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程中逐步轉(zhuǎn)型，很多的日常工作內(nèi)容都能夠被機(jī)器代替，實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化。在水利工程的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，通過對(duì)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了專門的智能控制裝置、保護(hù)裝置等應(yīng)用。從水利工程中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成來看，通常包括總線、太網(wǎng)等等，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部件的連接，從而形成整個(gè)系統(tǒng)的框架與網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的有效監(jiān)測(cè)。水利工程中的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)具有顯著的開發(fā)性特征，方便了后續(xù)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。另外，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有清晰的層次和布局的區(qū)分，因而能夠根據(jù)不同部位的不同功能進(jìn)行區(qū)別監(jiān)測(cè)，具有顯著的靈活性與適應(yīng)性。冗余配置裝備的運(yùn)行為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)作提供了可靠的保障。另外，在系統(tǒng)的維護(hù)工作方面，維護(hù)技術(shù)也具有較高的質(zhì)量水平。當(dāng)前所用的水利工程的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在人機(jī)接口方面的能力比較強(qiáng)，方便了系統(tǒng)的控制與管理，同時(shí)也有利于系統(tǒng)的調(diào)試和設(shè)計(jì)等。

二、電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

1、電壓控制

水利設(shè)備上的電氣控制保護(hù)元件及信號(hào)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)生產(chǎn)工藝和操作的要求，安裝在機(jī)臺(tái)的不同部位，元件分散，控制線路長(zhǎng)。因此，為了滿足控制回路各種元件的不同工作需要和保證設(shè)備、人身安全，增加控制系統(tǒng)的可靠性。按通常做法，需要設(shè)置一個(gè)控制電壓，與主電路相隔離。但目前水利電氣設(shè)施所采用的控制電壓，包括380V及以下各個(gè)等級(jí)。不同型號(hào)水利設(shè)備的配套電氣設(shè)備的控制電壓往往各不相同。

另外，為了生產(chǎn)工藝的需要，在工藝自停及其信號(hào)指示回路中，可以采用12V和6.3V電壓。控制電壓的多樣化，造成電氣元器件型號(hào)、規(guī)格繁多，給用戶廠的設(shè)備檢修、備件購(gòu)置造成困難。為了解決這一問題，應(yīng)對(duì)控制電壓統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，減少等級(jí)。

2、水輪發(fā)電機(jī)組智能控制

第一，應(yīng)用電氣化完成了同時(shí)完成關(guān)停機(jī)，發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相與調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)點(diǎn)的管理控制，達(dá)到無人狀態(tài)下，能獨(dú)立的完成工作。

第二，電氣自動(dòng)化可以很智能的使發(fā)電站組在最經(jīng)濟(jì)的情況下健康運(yùn)行，它可以智能的根據(jù)實(shí)際情況與系統(tǒng)的指令自動(dòng)啟動(dòng)一定數(shù)目的機(jī)組，從而可以讓負(fù)荷很經(jīng)濟(jì)的在運(yùn)行的機(jī)組間分配。因?yàn)樗梢钥刂瓢l(fā)電機(jī)組的關(guān)和閉，因此他就可以根據(jù)負(fù)荷的要求自動(dòng)變換機(jī)組，從而把有用功提高到最大，把無用功降到最低。

第三，如果出現(xiàn)工作事故或者洪澇期間機(jī)組頻率低時(shí)，它可以智能的使備用機(jī)組投入工作，但當(dāng)汛期時(shí)，它可以智能斷開一些機(jī)組。

3、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電機(jī)組的檢測(cè)功能的定子和電子，其對(duì)應(yīng)的電路是否安全，也可以用來檢測(cè)發(fā)電機(jī)的鐵芯以及定子繞組的溫度是否處于正常范圍，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的鐵芯以及定子繞組的溫度超過了正常的溫度范圍，則自動(dòng)化系統(tǒng)將會(huì)及時(shí)發(fā)出信號(hào)，采取處理措施。除此之外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況、變速系統(tǒng)運(yùn)行狀況以及潤(rùn)滑度等情況的監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)某部件出現(xiàn)問題，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)際情況采取措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，同時(shí)發(fā)出警示信號(hào)。

4、電氣設(shè)備的調(diào)度

就目前來說，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)己經(jīng)被運(yùn)用于各種工程建設(shè)之中，己經(jīng)成為信息科技的發(fā)展主流，因此，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行信息化改造，研究出更加尖端高科技的調(diào)度系統(tǒng)，即可有效地提高設(shè)備工作效率。實(shí)際的自動(dòng)化應(yīng)用中，首先需要注意計(jì)算機(jī)的選擇，建議選用性能較高的，或具備組件集群調(diào)度模式的，此類計(jì)算機(jī)能夠改善傳統(tǒng)的單一模式，從而擴(kuò)大信號(hào)處理范圍、而對(duì)于計(jì)算機(jī)調(diào)度中心的建設(shè)，則需要嚴(yán)格參照水利設(shè)施所發(fā)布的相關(guān)指令展開操作，從而能夠確保隨時(shí)提供快捷的服務(wù)。

5、自動(dòng)保護(hù)

這里涉及的自動(dòng)保護(hù)動(dòng)作一般有如下三個(gè)等級(jí)：

報(bào)警，對(duì)于不立即危害機(jī)組的不正常運(yùn)行情況，發(fā)電機(jī)定于溫度超限、推力軸承或?qū)лS承溫度升高、油槽油而過高或過低、機(jī)組冷卻水源中斷等，保護(hù)就自動(dòng)發(fā)出警告或同時(shí)投入備用，使運(yùn)行人員嚴(yán)密監(jiān)視情況發(fā)展，并采取措施，消除產(chǎn)生不正常情況的根源，或者轉(zhuǎn)移負(fù)荷使故障機(jī)組退出運(yùn)行。

（2）跳閘停機(jī)，當(dāng)機(jī)組發(fā)生推力軸承、導(dǎo)軸承溫度過高或壓油裝置油壓過低等不允許繼續(xù)運(yùn)行的事故情況時(shí)，保護(hù)就自動(dòng)跳開斷路器并停機(jī)

（3）快速關(guān)閉進(jìn)水閘門（或閥），有些事故如事故停機(jī)時(shí)遙上導(dǎo)水葉剪斷銷剪斷，機(jī)組過速且調(diào)速器失靈，或壓力銅管爆破等，自動(dòng)保護(hù)除跳開斷路器并停機(jī)外，還要關(guān)閉機(jī)組的進(jìn)水閘門（或閥）或動(dòng)作事故配壓閥。

結(jié)語

我國(guó)人均水資源占有率較少，水資源如何有效利用是國(guó)家所關(guān)心的重要話題。水利的發(fā)展，將大大的節(jié)約了水資源的浪費(fèi)，這都離不開高科技、高技術(shù)。在水利發(fā)展過程中，對(duì)其相應(yīng)技術(shù)要求日益提高，傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今水資源節(jié)約的要求。電氣自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展不僅有利于節(jié)約了人力、物力，而且對(duì)環(huán)境、土壤改進(jìn)也有所影響。如今水利發(fā)展還有很長(zhǎng)的一段路要走，而自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展離不開我們的努力。科技是第一生產(chǎn)力，只有不斷更新、發(fā)展技術(shù)產(chǎn)業(yè)，才能使水利發(fā)展迅速，超出國(guó)外領(lǐng)先國(guó)家。

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