探讨水利枢纽工程中电气自动化技术的应用

张见刚

（中铁十一局集团第六工程有限公司 湖北襄阳 441000）

随着中国在社会经济中取得的辉煌的进步，其提升了各个领域的迅猛发展，特别是基础设施水利建设。现阶段，我国的科技水平已经达到了先进的程度，其中水利工程呈现出了巨大的收益，这具有重大的意义。对于我国而言，发展水利工程在经济的发展中是重要的一环，水利工程会影响到我国经济的发展与人民生活水平的提高。水利的发展对促进电力的发展也起着关键的作用，电力自动化的发展又进一步的提升了水利工程技术。本文主要研究电气自动化对水利工程的促进作用及在水利工程中电气自动化的应用与其价值。

1 电气自动化技术特点

电气自动化技术在现阶段的发展越来越先进，其涉猎到广泛的信息技术与网络安全技术，那么伴随着科学技术的发展势头猛增，电气自动化的技术也很成熟，其应用也越发的广泛，其中，水利工程就是其中之一。将电气自动化与水利工程相结合，能够有效的促进水利工程的发展，在一定程度上节约了水力工程的资源，也提高了其效率，使得整个过程更加自动化与快捷化。所以，为了提高我国水利工程的发展，就需要合理的运用电气自动化，就会使得两者结合紧密，相得益彰。

2 水利工程中使用电气自动化的作用与内容

2.1 水利工程中电气自动化的作用

将水利工程实现电气自动化之后，不仅能够提升每个环节的工作效能，还会利用自动化进行选择性的调节，提高工作效率与经济的效益。采用自动化在一定程度上也比人工更加具有准确性，不仅会降低错误率，还会降低人工成本。

2.2 水利工程中自动化的内容

（1）能够自动控制水利工程中的发电机组：利用自动化技术可以自动的进行并网以及开机停机的操作；能够自动的选择经济有效的运行模式，选择最合理的机器数量，能够有效的分担负荷，根据机组中的负荷情况在自动得选择机械的情况等。

（2）能够自主监控设备的操作情况；比如说：监控机组的相应体系以及电量，机组的温度等情况。其中还包括一些辅助设备的情况，油泵以及水泵等，能够实现自动化监视，会保证工程进行顺利。只要设备出现问题就会及时报警，及时查漏，及时避免重大财政损失。其中还包括一些电气设备，利用自动化技术会减少安全问题的发生。对于船闸运行是一个很重要的问题，一般为三台见表1。

表1 船闸及辅助运行设备

3 电气自动化技术在水利工程中的价值

3.1 提高水利工程运行效率

伴随科学技术发展迅猛的势头，人们的日常生活对于电子技术与网络技术等技术的应用也越来越离不开。在人们的生活，学习和工作之中，科学技术广泛的应用在各个领域中，其价值发挥着十分重要的作用。现今，电气自动化技术广泛应用于水利工程中，把水利工程建设与电气自动化技术有效的结合起来，不仅仅提高生产的能力，还使得能源消耗降低，我们通过自动化技术对水利工程进行了管控。电气自动化技术广泛的应用在水利工程中，事实上，电气自动化技术起着与水轮发电机组枢纽相当的作用。通过数控模拟，能够有效利用监控水利工程的进度，为监控的准确性与实时性提供重要的依据，保证了水利工程正常的运行。如果水利工程实际运行中出现故障，电气自动化系统会对故障进行安全识别，然后发出警报信号，为维护人员安全提供极大的保障，以此满足水利工程运行效率与稳定性的要求，对于千差万别的水利工程来讲，选择的发电机组的差别很大。因此，在选择发电机组时，需要充分考虑水利工程的规模，以最大限度地发挥作用。

3.2 保证水利工程运行稳定

对于水利工程来说，电气自动化技术的应用能够行之有效的提升运行的稳定与安全，提高经济效益与社会效益。对于水利工程自动化系统的应用而言，不仅其提高了工作的效率，而且保证了工程运行的安全，降低了资源消耗的问题，节约重要资源。另外，通过使用自动化系统，其可以在一定的程度上减少了人民的劳动强度，改变人民的环境就会提升工程进度效率。水利工程自动化系统能够与计算机监测技术相互媲美。不仅能够实时的进行监控，还会精准的控制其运行状态。我们运用自动化系统，可以有效地与科学地分析工程的运行状况，及时检查和判断出现的故障，及时避免故障发生，减少了重要的经济损失。

4 设备选型与自动化设计

4.1 PLC在轴流桨式水轮机调速器中的应用

轴流转桨式水轮机广泛应用于中低水头电站中。因为水轮机的叶片不与不同水下的导叶协同工作，所以使得水轮机水头水压日益增加。水轮发电机组厂为制造的水轮机提供一套不同水头下导叶开度与叶片角度的耦合曲线，调节器制造厂根据该曲线设置内导叶与叶片的耦合关系。但是由于电站的实际运行状况复杂，水轮机水头的变化和上下游水位的变化与厂家提供的参数相差差距会很大，机组按协调运行时，运行性能否会达到最佳状态曲线。因此，此类机组的调节器应该采用可编程序的PLC可编程序控制器进行调节。在机组试运行与后面开车运行中，依据不同的水头，水位和耦合器的情况，得到最佳偶合器曲线，然后修改原始偶合器曲线，输入到PLC中，使机组处于最佳的实际状态。

4.2 PLC在调节水库式电站调速器中的应用

水库电站运行水头变化范围增大时，这种电站的调节器和开关一般会按照水轮机设计水头进行设计，但当电站水头出水量降低，水轮机进行低功率运行时，电液的调节器往往不能使机组达到额定转速。为了增加调节器的张开角度，需要经常更换开度指示器中的芯片与串接电阻，使得调节器的输出值与开度指示器的数值之间有所不同。当设计水头大于电站水头时，使得机组启动无超速，一定要及时更换芯片与删除串接电阻。如果采用PLC，则要根据电站水头修改相应的应用程序，改变启动的开度。

5 结语

随着电力时代的发展，水利工程也加入了电力的进程中。采用了电力自动化之后能够有效的促进水利工程的发展，降低水利工程的消耗，增加水利工程的经济效益。经研究表明，采用电力自动化技术绘制相应的科学曲线，以及科学的调度等技术，能够至少提升2%的发电量；而且采用电力自动化之后能够有效地降低安全隐患，自动化技术能够有效的对水利工程中的机组以及辅助设备等进行监视，只要会出现问题就会第一时间发出安全警报，及时准确的处理问题隐患，避免事故造成的更大损失。其次，在采用了电力自动化之后能够有效的促进工作效率，在很大程度上减少了人力的支出，节约了人力，降低了成本，相应的也就增加了水利工程的经济效益。总体来说，电力自动化在水利工程中的优势越来越明显，应用也越来越广泛，相信在将来，自动化将会应用到水利工程的各个方面，呈现出更大的优势，促进经济的发展。