电气自动化在水利水电工程中的应用

查映东 周威扬 朱明响

摘 要：工业的快速发展给社会大众日常的工作和生活带来极大便利的同时也给环境带来了巨大的污染，环境的不断恶化、资源的不断挖掘都深深震撼着人们的心灵，其中较为严重的是水污染和水资源的匮乏，这使人们更加深刻认识到发展水利水电工程对我们的重要性。电气自动化技术作为一门新型技术，水利水电工程建设中发挥出了重要性，其不仅可以提高工程的效率，还可以提高工程的效益。

关键词：电气自动化;水利水电工程;应用

引言

随着我国社会的不断发展，中国经济发生了质的飞跃，科学技术不断地创新，因此无论在数量、规模上还是技术上，都促进了水利水电工程的高速发展。特别是电气自动化在水利水电工程中的应用，极大地提高了人们的生活环境质量。本文将重点论述如何将电气自动化在水利水电中的高效利用。

1 电气自动化技术概述

电气自动化虽然是一门新兴学科，历史不算悠久，但由于与社会大众的工作和生活以及工业生产密切相关，因此这项技术发展十分迅速，目前被广泛应用于我国工业、农业以及国防等各个领域。小到一个小小的开关的设计，大到研究宇航飞机，都涉及电气自动化技术。电气自动化技术主要基于控制理论和电力网理论，主要的技术手段则是电力电子技术和计算机技术，包含系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理和系统决策等多个研究领域。

2 应用价值

2.1有助于运行效益的提升

在科技信息化高速发展的推动下，电气自动化日趋完善，通过该技术在水利水电工程中的合理运用，能够使运维费用大幅度降低，这样一来，总体的经济效益必将随之显著提升。

2.2实现绿色环保

电气自动化技术在水利水电工程中的使用就可以有效避免资源的浪费，这主要是因为电气自动化技术主要都是通过计算机来控制实现工程运转监测，即使监控室内没有技术人员，计算机也可以保证工程正常运转。当工程运转过程中出现问题时，通过计算机的监测，可以发出警报提醒工作人员前来维修，这样不仅可以减少人力资源的投入，降低工程的生产成本，还可以加强对水利水电工程系统的监测，及时找到存在的问题并加以解决，保证系统的正常运转。

3电气自动化在水利工程中的应用

3.1监测水轮电气组等设备的运行

电气自动化技术的检测系统可以实时监测水轮发电机的工作状态，并且能实时掌握发电机温度和负荷状态等信息，一定上提高了电路设备的安全性。另外，电气自动化系统还能高效的监测水利机组的变速系统。对发电器的故障能够及时反馈，并能自动采取智能应对措施，工作人员能够及时发现故障，发电机及设备能够及时得到维修。实时监测的功能能够有效的减少了维修财力和维修时间。

3.2 自动化监控

在本工程中，监控系统由两个部分组成 ：一部分是上位机，另一部分是下位机，两者以同步的方式对水电站内的相关电气设备进行实时监控。在建设过程中，作业人员可以通过上位机的显示与归纳等功能，对电气设备进行交流控制，根据工程的实际需求，对电流进行合理调节。利用下位机对现场内的电气设备进行保护控制。在电气自动化系统的控制下，实现了水电站综合控制的目标，运用相关的数字程序将水电站中的多个控制系统连接到一起，实现了多重资源的综合传导。

3.3智能化设备控制

电气自动化系统能够实时监测外，还能智能化控制周围关键设备。例如，当设备出现故障之时，系统能够及时检测故障，然后自动启用备用设备，保证正常的工作状态。除此之外，一些关键的电气设备也能够通过电气自动化系统进行控制，例如变压器、线路。更重要的是，一些相关建筑物也能通过电气自动化系统进行智能控制，比如发电机，拦污闸的工作情况。

3.4控制水轮发电机组的运行

电气自动化技术在水利水电工程的应用过程中，首先要注意的是如何管理好关机、停机以及控制好发电调相与抽水调相等与机组相关的运行问题，保证水轮发电机在无人存在的情况下依旧能够独立地完成相关的工作。其次，根据电气自动化技术智能化这一特点可以对发电站组进行适当的调整，保证水轮发电机组可以以更好的状态运转。除此之外，还可以根据工程的实际情况来合理分配发电机组的位置，实现对发电机组开关的有效控制，保证机组间能够进行自由的变换，最大限度地发挥作用，在发生自然灾害和安全事故时可以智能化地进行控制，保证设备的正常运转。在水轮机中，水流通过蜗壳的导流作用径向流入导水机构，将液体动能转化为静压能，再通过导叶将静压能转换为转子的动能，以水轮机为原动力将水能转化为电能。

3.5照明系统自动化控制

照明系统由三个部分组成，即普通照明、事故照明和应急照明，它的电气供应来自于母线。为便于对照明系统进行管理，设计时，采用了综合化的结构体系，普通的照明设备分布在工程的主要建筑内，每间隔30m 左右设置一处，力求现场构建起来的照明体系与水利水电工程的实际需求相符。

3.6自动化的设计

随着水利水电工程自动化技术水平的不断升高，电气自动化技术在水利水电工程内部发挥的作用也就越来越大，但由于电气自动化技术所需要的自动化原件达不到标准，缺乏足够的稳定性、精度较低以及灵敏度较差等问题，导致电气自动化技术在水利水电工程的应用中存在障碍，因此需要开展自动化的设计来解决这一问题。比如，水电站中广泛应用轴流转浆式水轮机，但受到生产厂家技术水平的限制，使得生产出来的水轮机达不到自动化运行标准，为了解决这一问题，只能由人力辅助操作，以获得最佳的运行状态。

結语：

综上所述，电气自动化在水利水电工程中的应用具有巨大的价值，它不仅能带来经济效益，还能带来环保效益和社会效益。虽然电气自动化技术本身是一项比较复杂的技术，更别说应用在水利水电工程之中，但是电气自动化在该领域的发展是非常具有潜力的，加上我国在此方面与发达国家差距相差较大，我国必须大力发展该项技术，增强对其技术的研究，提高我国综合实力，推动我国社会的发展。

参考文献：

[1] 王宝庆 . 电气自动化技术在电气工程中的应用 [J]. 南方农机 ，2018，49（6）：100.

[2] 王国帅 . 电气自动化在水利水电工程中的应用分析 [J]. 现代物业（ 中旬刊 ），2018（3）：90.

作者简介：

第一作者：查映东（1996.10.27），男，汉族，学生，云南省临沧市凤庆县小湾镇马街村团山3组;单位：郑州大学水利与环境学院;专业：水利水电工程

第二作者：周威扬（1998.7.26），男，汉族，学生，湖北省武汉市硚口区;单位：郑州大学水利与环境学院;专业：水利水电工程

第三作者：朱明响（1998年6.8），男，汉族，学生，江苏，单位：郑州大学水利与环境学院;专业：水利水电工程