電氣自動化技術在水利工程中的運用

王越宇

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶 163000)

水利工程包含了大量的電氣設備，如變壓器、開關柜、空壓機等，如果完全依靠人工負責控制和檢修，不僅占用了過多的人力資源，增加了人工成本，還容易出現誤操作等情況，增加系統運行故障率。將電氣自動化技術運用于水利工程中，可實現對整個電氣系統的全過程監控和自動化保護，在提升工程效益和管理效率方面具有顯著優勢。隨著技術的發展，電氣自動化、智能化技術將在水利工程中得到更加廣泛深入的應用。

1 水利工程中電氣自動化技術的應用價值

1.1 工程效益方面

水利工程的正常運轉及各項功能的發揮需要電氣系統穩定運行作支撐，但是一些規模較大的水利工程，其電氣系統包含的電氣設備復雜多樣，隨著運營年限的增加，電氣設備發生故障的頻率會有明顯上升趨勢。推廣使用電氣自動化技術，一方面能夠實現對各類電氣設備的自動調控，保證水利工程電氣系統的高效運行，創造更大的經濟效益和社會效益，另一方面也能夠及時發現電氣故障問題，立即進行報警。運維人員在收到報警信號后，可及時找到故障源，進行維修處理，避免水利工程因電氣事故而停運，確保水利工程穩定運行。

1.2 工作效率方面

大中型水利工程中，電氣設備分布零散，日常維修需要投入較多的人力和時間，工作效率不高。推廣使用電氣自動化技術，可構建一體化監控網絡，將整個水利工程的電氣設備全部納入電氣自動化技術的監控范疇，從而實現遠程監控。管理人員只需要通過PC機，甚至是移動設備，就可以隨時隨地地了解水利工程電氣系統的運行情況，相比于人工巡查方式，工作效率得到了顯著提升。基于電氣自動化技術的系統巡檢，還可以提供故障發生位置，分析故障發生原因，基于AI技術生成故障解決方案，為故障排查與修理提供了便利，使檢修工作高效率開展。

2 電氣自動化技術在水利工程中的應用

2.1 監控系統運行狀態

水利工程電氣系統的運行工況會受到多種因素的影響而出現變化，如設備老化故障、線路絕緣損壞等。利用電氣自動化技術對運行狀態進行實時監控，可確保在故障發生的第一時間，采取行之有效的應對策略，從而以較低的成本恢復電氣系統的運行。通過實時監測設備可獲得變壓器、母線、開關柜、輸電線路等電氣設備相關參數，當故障參數出現問題或運行狀態不佳時，自動化技術能夠快速實現自動調節，縮短系統恢復時間。空壓機、水泵、油泵等機組外輔助設備可以根據氣壓、水位、油壓等參數監測油泵設備的運行狀態，發生故障時及時投入備用設備。

2.2 自動化保護

水利工程電氣系統中，各電氣設備之間通過線路連接，其中一臺設備發生故障，將會對局部線路產生影響，嚴重時會導致區域電網癱瘓。由于故障發生突然，如果不能及時排除故障，將會導致損失擴大化。自動化保護技術能夠在故障發生的第一時間，采取保護動作，將故障損失降至最低。從實際應用效果來看，電氣自動化保護主要分為兩種情況：一是停機跳閘。如果機組運行過程中出現了連續危險的狀況，機組在壓油裝置中出現油壓異常問題，那么電氣自動化系統則會跳閘停機，保護機組。二是警報動作。除了突發故障外，還有一些故障在初期并不會對系統造成明顯危害。電氣自動化保護可以第一時間感知故障并發出警報信號。運維人員立即進行處理，避免對水利工程正常運行造成負面影響。

2.3 自動準同期并網

目前，一些中小型的水利水電工程采用手動并網，操作復雜，并網質量不高，水能損失較大。為了維護水電站的經濟效益，必須要運用電氣自動化技術實現自動并網。自動并網是利用微機自動準同期裝置，自動增減機組轉速或發電機勵磁，使待并側與系統側同步。當捕獲到最佳同期點時，提前發出合閘命令，使并網斷路器在合閘瞬間兩端的電源正好處于或接近于同期點。自動準同期并網精確度高，導前時間可以精確設定，自動捕捉最佳同期點，合閘可靠性好，最大限度減少操作人員的工作量。

3 提升電氣自動化技術應用水平的措施

3.1 科學選擇自動化設備

隨著電氣自動化技術在水利水電行業中的廣泛應用，出現了各種類型的自動化設備。保證自動化設備選型合適、質量過關，是發揮電氣自動化技術優勢的必要條件。應重點做好以下幾項工作：基于水利工程實際情況和運行需要，確定所需自動化設備的類型、數量。只有經過實地調研和科學論證，才能以較低的成本投入取得理想的電氣自動化控制效果。安裝自動化設備時，必須仔細核對設備型號、性能是否與設計標準一致。檢查設備有無明顯質量問題，如果靈敏度、穩定性等達不到標準，不得使用。

3.2 創新發展電氣自動化技術

信息技術的發展對電氣自動化技術有著顯著的促進作用，應樹立創新思維，嘗試將大數據、人工智能等前沿信息技術與電氣自動化相結合，使其在水利工程電氣系統運行、故障處理等方面發揮更大的價值。例如，基于AI技術的電氣自動化技術，在識別潛在故障的基礎上，通過大數據分析、深度學習，根據故障類型生成分析報告和處理建議，為運維人員提供參考，從而進一步提升水利工程電氣故障處理效率，對降低損失有積極幫助。新技術的發展和運用，在促進電氣自動化水平不斷提升的同時，也會使水利工程的綜合效益得到發揮。

4 總結與展望

隨著我國水利水電事業的發展，加強水利工程電氣系統的綜合管控成為一項重要工作。電氣自動化技術的運用，可減輕人們的工作壓力，降低人工成本，也能夠實現對電氣設備故障問題的及時處理，防止故障與損失的擴大化。現階段，電氣自動化技術已在自動準同期并網、自動化保護等方面得到了廣泛運用，并取得了理想效果。未來要繼續做好技術創新，提升水利工程管理效率，支持我國水利水電事業發揮更大的價值。