電氣自動化技術在水利工程中的應用探究

廣東水電二局股份有限公司 謝飛久

伴隨著科學技術的不斷發展和進步，水利工程項目融合多元技術方案也受到了廣泛關注，要整合電氣自動化技術要求，深入研究水利設施中自動化應用的規范要求，從而提高水利工程項目綜合質量水平。

1 水利工程中應用電氣自動化技術的意義

工作實效性方面。水利工程中應用電器自動化技術能有效提升工程項目運行效率，可靠且科學的技術方案能為水利工程項目實踐水平的優化提供保障，并配合數據管理和信息采集機制對水利工程項目予以數字化監測，確保相關工作落實的合理性和規范性。配合電氣自動化技術還能及時完成技術監督工作，保證相關技術內容都能貼合工程項目的實際需求，提高工程項目的整體效益[1]。

安全性方面。電氣自動化技術的應用能最大程度上維護水利工程項目的穩定性和安全性，電氣自動化技術能實現故障的迅速識別和定位，以保證相關人員及時完成故障處理工作，實時性監測狀態運行趨勢，為工程項目健康安全地開展提供支持。水利工程中全面落實自動化技術體系還能最大程度上提高工程安全性，實現一體化管控，及時對故障問題予以預警，以提升管理人員的預防管理意識，及時糾正和處理異常現象。

經濟效益方面。同時將技術方案和工程實踐相融合，就能在優化生產能力的同時提升資源的利用率，減少資源浪費提升成本管理效果，滿足經濟成本約束控制標準，為水利工程經濟效益的優化予以支持。

2 水利工程中應用電氣自動化技術的內容

2.1 自動檢測

對于水利工程項目而言，電氣自動化技術能支持設備的自動檢測，及時落實相應的保護動作，確保實時性管理控制機制的規范性。在實際檢測過程中釋放對應的訊號，有效完成相關檢測工作。需要注意的是，常見的保護電氣設備或裝置主要包括交流回路和直流回路，所以對應的檢測就能實時性反映相應狀態下水利工程項目的具體情況。

2.1.1 交流檢測

要利用檢測裝置將交流模擬量直接輸入到交流回路中，配合電氣設備接點完成短接分析、斷開或切換保護交流回路分析等，有效打造完整地分析控制機制，確保能實現完整地檢測工序。交流檢測模式的作用就是在交流回路中添加體量較大的交流訊號，有效保證檢驗保護動作的規范性和科學性。這種處理機制最大的優勢就在于無需外加交流訊號，但實際應用范圍也存在一定限度。另外還可在交流回路外加交流模擬訊號，確保檢驗保護動作的流暢性，且被檢測保護電氣設備的電壓回路要增設交流檢測繞組結構，適用范圍較為廣泛，實用性較高[2]。

若是采取施加交流模擬電源方式，就要對模擬量參數大小予以集中檢查和校對，確保模擬量超出電氣設備整定數值后就完成電氣設備動作，配合整定位模擬量的同時進行狀態情況的觀察和分析。如，施加低于整定位的模擬量，此時電氣設備不動作就說明電氣設備動作的正確性。完成檢測工作后就能了解電氣設備是否存在損壞問題，檢查整定數值以保證后續處理工作能更加合理且高效。

2.1.2 直流檢測

在電氣設備或保護裝置檢測工序中，因直流回路中易損壞的薄弱環節較多，所以要結合訊號處理要求對直流回路翻轉過程予以控制，有效判定保護效果。因對應保護動作針對的多是閉合回路，所以在元件損壞直流回路部分翻轉狀態下，就能依據對應的參數判定保護效果，此時保護動作不會出現誤動。直流檢測機制就是應用檢測電氣設備接電完成雙按操作或斷開、切換等操作，有效分析被測對象直流回路中部分環節運行的質量效果，直流回路得到足夠大的動作訊號后，保證電氣設備動作的規范性就能讀取直流訊號電源的相關信息，確保直流輸入端動作的規范性和合理性[3]。

2.2 自動控制

在水利工程項目中電氣自動化技術還能實現自動控制，不僅能匹配直流回路和交流回路開展開環控制模式，還能實現閉環處理，如，調速器機組轉速、勵磁調節等都是閉環控制系統，借助改變調速器的整定數值就能對機組的有功出力狀態予以控制和管理，維持良好的應用狀態和控制效果。若是改變勵磁調節器的整定數值，就能對機組的無功出力予以監督和處理，保證對應控制結構和要點都能滿足預期，維持良好的機組調整控制效果，不僅能接收上一級自動裝置的實時性指令，還能接收變電站值班人員的給定命令，打造更加和諧高效的控制模式，確保調節裝置應用工序的完整性[4]。

2.3 自動保護

對于水利工程項目而言，電氣自動化技術的全面應用和處理不僅能提升其應用效能，還能實現自動保護的目的，維持良好的應用控制結構。

2.3.1 優選控制電壓

水利工程項目中，電氣控制保護元件及信號裝置、執行機構等都要滿足工藝要求，且對應元件會安裝在機臺的不同位置，不僅存在元件分散的問題，其實際控制線路也較長。要想從根本上提高控制回路元件的應用效能，就要提升控制系統的可靠性。配合電氣自動化控制技術設置控制電壓，將控制系統和主電路形成隔離狀態，維持控制的獨立性和實時性。如，依據生產工藝標準，目前較為常見的控制電壓為380V、220V 和12V，其中380V 和220V的電壓能完成電器和電源指示的控制管理，12V 電壓主要是對工藝流程自停和信號指示予以約束。

2.3.2 檢測裝置和保護繼電器

在水利工程項目中應用電氣自動化技術，要明確具體的裝置保護要求和模式，維持整體技術操作的規范性[5]。如元件保護工作，元件是不同保護繼電器共同組成的結構，且保護繼電器之間關聯性一般，每個保護繼電器占用獨立檢測點，加之保護過程不會設置閉鎖回路，這就使得元件出現保護局部誤動而發出信號的情況出現，所以主要是借助檢測裝置對保護繼電器拒動情況進行實時性檢測分析，結合檢測回路的具體參數就能完成實時性保護處理。

本文以雙母線保護（圖1）為例，在水利工程項目中應用自動化技術，配合交流檢測機制模擬內部和外部故障，在完成拒動和誤動分析的同時配合故障啟動繼電器予以綜合控制。

圖1 雙母線保護

3 水利工程中應用電氣自動化技術的優化建議

在水利工程項目中應用電氣自動化技術，要提升技術應用效率和水平，就要整合技術要點，建立健全完整地控制機制，從人才管理、市場化經營控制多方面入手，維持自動化技術應用效能的基礎上，為水利工程項目綜合管控效果的優化提供保障[6]。

3.1 水利工程中電氣自動化技術應用存在的問題

管理技術落后。目前部分水利工程項目中電氣自動化技術還處于初步階段，自動化設備應用效果還存在很多需要改進的問題。主要是水利工程項目中電氣自動化技術處理在操作和管理方面還需要大量專業型人才，但部分地區水利工程管理人員技術水平參差不齊，無法更好地適應新型技術操作應用要求，必然會對全面優化工作效能產生制約作用，使得水利工程電氣自動化工作無法順利開展。

水利工程項目本身就是基礎性工程，工程項目具有一定的公益性價值，在水利工程項目中最關鍵的工作任務就是排澇灌溉，綜合目標是維持和保障農業生產、人們生活安全，社會效益要遠遠高于經濟效益。然而在水利工程項目建設過程中卻需耗費較大的投資成本，且工程項目后續運營管理也需投入大量資金，這就使得公益性和成本投資間存在一定的矛盾，而若是開展電氣自動化技術方案難免會增加投資金額，一部分水利工程項目存在嚴重的資金不足現象，必然會對電氣自動化技術的應用和推廣產生制約作用。

3.2 水利工程中電氣自動化技術應用策略

為保證水利工程項目中電氣自動化技術應用控制效果的最優化，要整合管理要素和管控標準，建立健全更加科學的管理模式，從人才培養入手，科學選擇自動化設備，并形成創新思維，從而促進電氣自動化技術的全面推廣。

3.2.1 強化人才培養

一方面要落實精細化培養方案，提高工作人員的綜合素質，確保其能明確認識到自動化技術對水利工程項目多元化管理的重要性，并結合實際要求落實對應的控制方案，推廣電氣自動化技術方案，積極推動水利工程項目的進步和發展；另一方面要明確水利工程市場化經營的要點，盡管水利工程項目本身是城市基礎設施建設內容，但運營管理要充分融合市場化理念，合理融合自動化技術體系，打造實時性、規范性的水利工程控制機制，加快自動化發展進程。

3.2.2 科學選擇自動化設備

在電氣自動化技術全面發展的時代背景下，水利水電行業中電氣自動化技術融合的范圍也在不斷擴大，為了有效提升具體工作效能，就要結合不同的工作場景完成自動化設備的優選，保證類型匹配的同時能發揮設備的應用效能。

要結合水利工程項目的實際情況及工程項目設計標準、運行要求，選取型號符合且質量過關的自動化設備，發揮自動化技術的應用優勢，并按照規劃方案進行數量的匹配處理，能在完成相關工作的同時減少能源的損耗，確保電氣自動化技術效率滿足預期；為自動化設備選擇工作的科學性和規范性，要進行可控化實地調研和科學論證，并以較低的成本投入實現電氣自動控制目標。尤其是在自動化設備安裝的過程中，要系統化分析和核定設備的型號、性能等，將其和設計標準予以核實。要對設備的靈敏性、穩定性等基礎參數予以評估，只有滿足應用標準才能更好地發揮其作用。3.2.3 創新發展電氣自動化技術

在電氣自動化技術應用環境中信息技術具有重要的作用，要想更好地推進行業的發展進步，就要形成創新思維，積極將相應技術內容融合在水利工程項目中，確保電氣自動化設計過程能發揮其作用。

第一，將大數據技術、人工智能等技術融合在電氣自動化項目中，并配合水利工程項目的具體應用標準和要求，及時完成水利工程電氣系統運行監督和故障處理等工作，最大程度上提高水利工程項目統籌控制水平，發揮技術應用價值和優勢，維持電氣自動化技術效能最優化。

第二，要借助數字化技術體系維持電氣自動化技術細節評估，并利用技術內容對水利工程項目中電氣系統發展趨勢予以預測。如應用AI 技術進行電氣自動化分析，尤其是在識別潛在故障時，配合數據分析技術單元、深度學習過程等，結合故障類型完成分析報告的匯總，指導工作人員結合報告分析的相關數據信息建立匹配的處理規劃，這對于開展水利工程項目監督管理具有重要的意義，減少操作難度的同時也能提升水利工程電氣故障處理的效率。

第三，在水利工程電氣自動化設備監督管理體系中應用創新化思維，配合新技術打造多元化應用平臺，維持水利工程項目綜合利益的同時，保證工序管理、工藝監督等工作能落到實處，減少人工成本，并避免故障問題對設備應用控制效果產生影響。

總而言之，水利工程項目本身是復雜的施工系統，所以要融合電氣自動化設備，建立完整地自動化控制方案，詳細分析的基礎上提升管理水平，發揮電氣自動化技術優勢作用，推動水利工程項目可持續健康發展。