電氣自動化在水利水電工程中的應用研究

【摘要】水利水電工程與人們的生活、社會經濟的發(fā)展息息相關，電氣自動化在水利水電工程中的應用，不僅能夠提高工程的施工效率，還能創(chuàng)造更多的經濟效益，滿足人們的用水需求，對洪澇災害進行有效的防控，從而降低自然災害的發(fā)生概率。本文對電氣自動化在水利水電工程中應用的作用進行分析，并就其應用策略進行探討。

【關鍵詞】電氣自動化；水利水電工程；應用

電氣自動化是對多項先進技術的整合，能夠提高生產的自動化水平，從而節(jié)約人力和物力的投入。電氣自動化在多個領域都有廣泛的應用，其在水利水電工程中的應用，能夠實現(xiàn)水利水電工程的自動化施工，推動社會經濟的發(fā)展，為人們提供更好的服務。

1 作用分析

1.1 能夠提高水利水電工程的工作效率

將電氣自動化應用于水利水電工程中，能夠提高水利水電工程運行的可靠性，使其工作效率得到大幅度的提升。水利水電工程的發(fā)電效率會對人們的正常用電產生影響，電氣自動化在其中的應用，能夠提高供電質量，還能降低工作人員的工作強度，從而提高電源操作的有效性。比如，利用電氣自動化系統(tǒng)對水利水電工程進行控制，再通過計算機對水利水電工程的施工和運行情況進行監(jiān)測，能夠及時的發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患。通過對電廠的運營狀況進行監(jiān)督，能夠在發(fā)生事故的時候及時的采取有效措施對事故進行控制，將事故的影響控制在最小范圍內。

1.2 能夠提高水利水電工程的運行效益

傳統(tǒng)的水利水電工程受到技術的限制，水資源浪費現(xiàn)象十分嚴重，與現(xiàn)代社會所倡導的綠色環(huán)保理念是相違背的。電氣自動化技術能夠對水資源浪費現(xiàn)象進行有效的控制，提高水資源的利用效率。比如，我國的西北地區(qū)由于水資源匱乏，使得當?shù)氐霓r業(yè)經濟發(fā)展受到嚴重的制約，農業(yè)生產水平低下。在電氣自動化技術的作用下，通過西線調水195億m3，有效的增加109億m3的農業(yè)用水，從而能夠增加2700萬畝的灌溉面積，糧食的產量能夠增加1168萬噸。這樣以來，西北地區(qū)的糧食需求基本能夠得到滿足，實現(xiàn)糧食的自給自足。同時，經過西線調水，還為西北地區(qū)提供19億多m3的城鄉(xiāng)生活用水，使得當?shù)厮Y源緊張的狀況得到有效的緩解。此外，電氣自動化技術的應用，在無人值班時，能夠通過自動化控制確保工程的正常運行。通過電網系統(tǒng)對水利水電工程進行監(jiān)測和控制，能夠獲取負荷值等數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)進行分析后，可采取針對性的措施對工程進行改進。并且，根據(jù)所采集到的信息，還能對水輪發(fā)電機組進行優(yōu)化，當發(fā)電機組發(fā)生故障時，能夠自動啟用備用機組，以維持工程的正常運行。

2 應用分析

2.1 設備的選型及自動化設計

將電氣自動化技術應用于水利水電工程中，所用到的設備和元件在逐漸增多。但是，發(fā)電機的自動化應用并不成熟，仍然有許多問題存在，會影響水利水電工程自動控制的安全性。比如，元件的靈敏度達不到理想的水平，其穩(wěn)固性和準確度都還比較差。因此，在水利水電工程中對電氣自動化技術進行應用時，要注意設備選型的合理性，并對設備進行自動化設計。比如，軸流轉漿式水輪機已經被廣泛應用于中低投電站中。軸流轉漿式水輪機的渦輪葉片采用的是導葉協(xié)聯(lián)行動模式，能夠大幅度的提升中低投電站的經濟效益。由于汽輪機發(fā)電機組的生產廠家不同，所以其導葉開度、曲線葉片角度等也會有差別。當渦輪頭和下游的水位發(fā)生變化時，就會限制工廠的操作，使得水輪機的實際運行參數(shù)不符合生產廠家提供的參數(shù)，阻礙工作效率的提升。因此，技術人員應該以電站的實際情況為依據(jù)，對相關的參數(shù)進行調整，實現(xiàn)聯(lián)營曲線的優(yōu)化。在將PLC輸入后，能夠提升水輪機的整體工作效率。

2.2 對水輪發(fā)電機組的智能化控制

電氣自動化技術在水利水電工程中的應用，能夠實現(xiàn)同時關停機，在無人操作的情況下，能夠對發(fā)電轉調相和調相轉發(fā)點進行自動控制，使其保持獨立工作。比如，停機控制，停機的開機的反向操作，當機組將負荷卸掉以后，首先跳開的是發(fā)電機出口的斷路器，然后就能使機組與系統(tǒng)解列。當PLC檢測到跳閘成功后，會自動將滅磁開關跳開，使調速器減速，發(fā)電機的轉速開始制動。在轉速的過程中，會自動將水輪機的進口蝶閥關閉，接著再解除制動，以便下次能夠順利的開機。如果制動時采用的是電氣制動方式，當機組解列后，會將電制動短路開關合上，使定子繞組出口三相對稱短路，勵磁調節(jié)器所注入的勵磁電流，是額定短路電流的0.8-1.3倍，這時就可以利用電磁阻的轉矩進行制動。電氣制動需要在一定條件下才能進行，比如，需要將出口斷路器斷開，定子電壓要低于5%。

2.3 對周圍設備進行智能化控制

電氣自動化技術的運用，不僅可以對水輪發(fā)電機組進行智能化控制，還能對其周圍一些比較重要的設備進行智能化控制，從而提高水利水電工程的整體自動化水平。比如，水泵、油泵等。通常情況下，在利用電氣自動化技術啟動水泵時，37kW以上采用軟起，15kW以下直接啟動，37-90kW用星三角啟動，超過90kW則用自藕降壓的方式啟動。利用電氣自動化技術能夠使輔助設備快速的進入到運行狀態(tài)，以確保水利水電工程的正常運轉。對于變壓器、輸電線路等重要的電氣設備，還可利用電氣自動化技術對其進行自動檢測和保護。如果設備檢測到設備發(fā)生故障，會自動啟動保護裝置將故障設備隔離出來，從而達到對整個系統(tǒng)進行保護的目的。由此可見，將電氣自動化技術應用到水利水電工程中，能夠維持水利水電工程的高效運轉，使其創(chuàng)造更多的經濟效益，促進水利水電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

結束語：

綜上所述，電氣自動化在水利水電工程中的應用，是我國水利水電產業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢，能夠提高水利水電工程的整體運行效率。因此，在對其進行應用時，首先要對相關的電氣設備進行合理的選型，注重實際應用效果，并對其進行電氣自動化設計。其次，通過對水輪發(fā)電機組及其周圍的電氣設備進行智能化控制，科學運用各種電氣自動化技術，才能夠確保系統(tǒng)中的設備都能夠正常運行，從而維持水利水電工程的穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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