電氣自動化在水利水電工程中的應用

查映東 周威揚 朱明響

摘 要：工業的快速發展給社會大眾日常的工作和生活帶來極大便利的同時也給環境帶來了巨大的污染，環境的不斷惡化、資源的不斷挖掘都深深震撼著人們的心靈，其中較為嚴重的是水污染和水資源的匱乏，這使人們更加深刻認識到發展水利水電工程對我們的重要性。電氣自動化技術作為一門新型技術，水利水電工程建設中發揮出了重要性，其不僅可以提高工程的效率，還可以提高工程的效益。

關鍵詞：電氣自動化;水利水電工程;應用

引言

隨著我國社會的不斷發展，中國經濟發生了質的飛躍，科學技術不斷地創新，因此無論在數量、規模上還是技術上，都促進了水利水電工程的高速發展。特別是電氣自動化在水利水電工程中的應用，極大地提高了人們的生活環境質量。本文將重點論述如何將電氣自動化在水利水電中的高效利用。

1 電氣自動化技術概述

電氣自動化雖然是一門新興學科，歷史不算悠久，但由于與社會大眾的工作和生活以及工業生產密切相關，因此這項技術發展十分迅速，目前被廣泛應用于我國工業、農業以及國防等各個領域。小到一個小小的開關的設計，大到研究宇航飛機，都涉及電氣自動化技術。電氣自動化技術主要基于控制理論和電力網理論，主要的技術手段則是電力電子技術和計算機技術，包含系統分析、系統設計、系統開發以及系統管理和系統決策等多個研究領域。

2 應用價值

2.1有助于運行效益的提升

在科技信息化高速發展的推動下，電氣自動化日趨完善，通過該技術在水利水電工程中的合理運用，能夠使運維費用大幅度降低，這樣一來，總體的經濟效益必將隨之顯著提升。

2.2實現綠色環保

電氣自動化技術在水利水電工程中的使用就可以有效避免資源的浪費，這主要是因為電氣自動化技術主要都是通過計算機來控制實現工程運轉監測，即使監控室內沒有技術人員，計算機也可以保證工程正常運轉。當工程運轉過程中出現問題時，通過計算機的監測，可以發出警報提醒工作人員前來維修，這樣不僅可以減少人力資源的投入，降低工程的生產成本，還可以加強對水利水電工程系統的監測，及時找到存在的問題并加以解決，保證系統的正常運轉。

3電氣自動化在水利工程中的應用

3.1監測水輪電氣組等設備的運行

電氣自動化技術的檢測系統可以實時監測水輪發電機的工作狀態，并且能實時掌握發電機溫度和負荷狀態等信息，一定上提高了電路設備的安全性。另外，電氣自動化系統還能高效的監測水利機組的變速系統。對發電器的故障能夠及時反饋，并能自動采取智能應對措施，工作人員能夠及時發現故障，發電機及設備能夠及時得到維修。實時監測的功能能夠有效的減少了維修財力和維修時間。

3.2 自動化監控

在本工程中，監控系統由兩個部分組成 ：一部分是上位機，另一部分是下位機，兩者以同步的方式對水電站內的相關電氣設備進行實時監控。在建設過程中，作業人員可以通過上位機的顯示與歸納等功能，對電氣設備進行交流控制，根據工程的實際需求，對電流進行合理調節。利用下位機對現場內的電氣設備進行保護控制。在電氣自動化系統的控制下，實現了水電站綜合控制的目標，運用相關的數字程序將水電站中的多個控制系統連接到一起，實現了多重資源的綜合傳導。

3.3智能化設備控制

電氣自動化系統能夠實時監測外，還能智能化控制周圍關鍵設備。例如，當設備出現故障之時，系統能夠及時檢測故障，然后自動啟用備用設備，保證正常的工作狀態。除此之外，一些關鍵的電氣設備也能夠通過電氣自動化系統進行控制，例如變壓器、線路。更重要的是，一些相關建筑物也能通過電氣自動化系統進行智能控制，比如發電機，攔污閘的工作情況。

3.4控制水輪發電機組的運行

電氣自動化技術在水利水電工程的應用過程中，首先要注意的是如何管理好關機、停機以及控制好發電調相與抽水調相等與機組相關的運行問題，保證水輪發電機在無人存在的情況下依舊能夠獨立地完成相關的工作。其次，根據電氣自動化技術智能化這一特點可以對發電站組進行適當的調整，保證水輪發電機組可以以更好的狀態運轉。除此之外，還可以根據工程的實際情況來合理分配發電機組的位置，實現對發電機組開關的有效控制，保證機組間能夠進行自由的變換，最大限度地發揮作用，在發生自然災害和安全事故時可以智能化地進行控制，保證設備的正常運轉。在水輪機中，水流通過蝸殼的導流作用徑向流入導水機構，將液體動能轉化為靜壓能，再通過導葉將靜壓能轉換為轉子的動能，以水輪機為原動力將水能轉化為電能。

3.5照明系統自動化控制

照明系統由三個部分組成，即普通照明、事故照明和應急照明，它的電氣供應來自于母線。為便于對照明系統進行管理，設計時，采用了綜合化的結構體系，普通的照明設備分布在工程的主要建筑內，每間隔30m 左右設置一處，力求現場構建起來的照明體系與水利水電工程的實際需求相符。

3.6自動化的設計

隨著水利水電工程自動化技術水平的不斷升高，電氣自動化技術在水利水電工程內部發揮的作用也就越來越大，但由于電氣自動化技術所需要的自動化原件達不到標準，缺乏足夠的穩定性、精度較低以及靈敏度較差等問題，導致電氣自動化技術在水利水電工程的應用中存在障礙，因此需要開展自動化的設計來解決這一問題。比如，水電站中廣泛應用軸流轉漿式水輪機，但受到生產廠家技術水平的限制，使得生產出來的水輪機達不到自動化運行標準，為了解決這一問題，只能由人力輔助操作，以獲得最佳的運行狀態。

結語：

綜上所述，電氣自動化在水利水電工程中的應用具有巨大的價值，它不僅能帶來經濟效益，還能帶來環保效益和社會效益。雖然電氣自動化技術本身是一項比較復雜的技術，更別說應用在水利水電工程之中，但是電氣自動化在該領域的發展是非常具有潛力的，加上我國在此方面與發達國家差距相差較大，我國必須大力發展該項技術，增強對其技術的研究，提高我國綜合實力，推動我國社會的發展。

參考文獻：

[1] 王寶慶 . 電氣自動化技術在電氣工程中的應用 [J]. 南方農機 ，2018，49（6）：100.

[2] 王國帥 . 電氣自動化在水利水電工程中的應用分析 [J]. 現代物業（ 中旬刊 ），2018（3）：90.

作者簡介：

第一作者：查映東（1996.10.27），男，漢族，學生，云南省臨滄市鳳慶縣小灣鎮馬街村團山3組;單位：鄭州大學水利與環境學院;專業：水利水電工程

第二作者：周威揚（1998.7.26），男，漢族，學生，湖北省武漢市硚口區;單位：鄭州大學水利與環境學院;專業：水利水電工程

第三作者：朱明響（1998年6.8），男，漢族，學生，江蘇，單位：鄭州大學水利與環境學院;專業：水利水電工程