电气自动化技术在水利工程中的应用探究

广东水电二局股份有限公司 谢飞久

伴随着科学技术的不断发展和进步，水利工程项目融合多元技术方案也受到了广泛关注，要整合电气自动化技术要求，深入研究水利设施中自动化应用的规范要求，从而提高水利工程项目综合质量水平。

1 水利工程中应用电气自动化技术的意义

工作实效性方面。水利工程中应用电器自动化技术能有效提升工程项目运行效率，可靠且科学的技术方案能为水利工程项目实践水平的优化提供保障，并配合数据管理和信息采集机制对水利工程项目予以数字化监测，确保相关工作落实的合理性和规范性。配合电气自动化技术还能及时完成技术监督工作，保证相关技术内容都能贴合工程项目的实际需求，提高工程项目的整体效益[1]。

安全性方面。电气自动化技术的应用能最大程度上维护水利工程项目的稳定性和安全性，电气自动化技术能实现故障的迅速识别和定位，以保证相关人员及时完成故障处理工作，实时性监测状态运行趋势，为工程项目健康安全地开展提供支持。水利工程中全面落实自动化技术体系还能最大程度上提高工程安全性，实现一体化管控，及时对故障问题予以预警，以提升管理人员的预防管理意识，及时纠正和处理异常现象。

经济效益方面。同时将技术方案和工程实践相融合，就能在优化生产能力的同时提升资源的利用率，减少资源浪费提升成本管理效果，满足经济成本约束控制标准，为水利工程经济效益的优化予以支持。

2 水利工程中应用电气自动化技术的内容

2.1 自动检测

对于水利工程项目而言，电气自动化技术能支持设备的自动检测，及时落实相应的保护动作，确保实时性管理控制机制的规范性。在实际检测过程中释放对应的讯号，有效完成相关检测工作。需要注意的是，常见的保护电气设备或装置主要包括交流回路和直流回路，所以对应的检测就能实时性反映相应状态下水利工程项目的具体情况。

2.1.1 交流检测

要利用检测装置将交流模拟量直接输入到交流回路中，配合电气设备接点完成短接分析、断开或切换保护交流回路分析等，有效打造完整地分析控制机制，确保能实现完整地检测工序。交流检测模式的作用就是在交流回路中添加体量较大的交流讯号，有效保证检验保护动作的规范性和科学性。这种处理机制最大的优势就在于无需外加交流讯号，但实际应用范围也存在一定限度。另外还可在交流回路外加交流模拟讯号，确保检验保护动作的流畅性，且被检测保护电气设备的电压回路要增设交流检测绕组结构，适用范围较为广泛，实用性较高[2]。

若是采取施加交流模拟电源方式，就要对模拟量参数大小予以集中检查和校对，确保模拟量超出电气设备整定数值后就完成电气设备动作，配合整定位模拟量的同时进行状态情况的观察和分析。如，施加低于整定位的模拟量，此时电气设备不动作就说明电气设备动作的正确性。完成检测工作后就能了解电气设备是否存在损坏问题，检查整定数值以保证后续处理工作能更加合理且高效。

2.1.2 直流检测

在电气设备或保护装置检测工序中，因直流回路中易损坏的薄弱环节较多，所以要结合讯号处理要求对直流回路翻转过程予以控制，有效判定保护效果。因对应保护动作针对的多是闭合回路，所以在元件损坏直流回路部分翻转状态下，就能依据对应的参数判定保护效果，此时保护动作不会出现误动。直流检测机制就是应用检测电气设备接电完成双按操作或断开、切换等操作，有效分析被测对象直流回路中部分环节运行的质量效果，直流回路得到足够大的动作讯号后，保证电气设备动作的规范性就能读取直流讯号电源的相关信息，确保直流输入端动作的规范性和合理性[3]。

2.2 自动控制

在水利工程项目中电气自动化技术还能实现自动控制，不仅能匹配直流回路和交流回路开展开环控制模式，还能实现闭环处理，如，调速器机组转速、励磁调节等都是闭环控制系统，借助改变调速器的整定数值就能对机组的有功出力状态予以控制和管理，维持良好的应用状态和控制效果。若是改变励磁调节器的整定数值，就能对机组的无功出力予以监督和处理，保证对应控制结构和要点都能满足预期，维持良好的机组调整控制效果，不仅能接收上一级自动装置的实时性指令，还能接收变电站值班人员的给定命令，打造更加和谐高效的控制模式，确保调节装置应用工序的完整性[4]。

2.3 自动保护

对于水利工程项目而言，电气自动化技术的全面应用和处理不仅能提升其应用效能，还能实现自动保护的目的，维持良好的应用控制结构。

2.3.1 优选控制电压

水利工程项目中，电气控制保护元件及信号装置、执行机构等都要满足工艺要求，且对应元件会安装在机台的不同位置，不仅存在元件分散的问题，其实际控制线路也较长。要想从根本上提高控制回路元件的应用效能，就要提升控制系统的可靠性。配合电气自动化控制技术设置控制电压，将控制系统和主电路形成隔离状态，维持控制的独立性和实时性。如，依据生产工艺标准，目前较为常见的控制电压为380V、220V 和12V，其中380V 和220V的电压能完成电器和电源指示的控制管理，12V 电压主要是对工艺流程自停和信号指示予以约束。

2.3.2 检测装置和保护继电器

在水利工程项目中应用电气自动化技术，要明确具体的装置保护要求和模式，维持整体技术操作的规范性[5]。如元件保护工作，元件是不同保护继电器共同组成的结构，且保护继电器之间关联性一般，每个保护继电器占用独立检测点，加之保护过程不会设置闭锁回路，这就使得元件出现保护局部误动而发出信号的情况出现，所以主要是借助检测装置对保护继电器拒动情况进行实时性检测分析，结合检测回路的具体参数就能完成实时性保护处理。

本文以双母线保护（图1）为例，在水利工程项目中应用自动化技术，配合交流检测机制模拟内部和外部故障，在完成拒动和误动分析的同时配合故障启动继电器予以综合控制。

图1 双母线保护

3 水利工程中应用电气自动化技术的优化建议

在水利工程项目中应用电气自动化技术，要提升技术应用效率和水平，就要整合技术要点，建立健全完整地控制机制，从人才管理、市场化经营控制多方面入手，维持自动化技术应用效能的基础上，为水利工程项目综合管控效果的优化提供保障[6]。

3.1 水利工程中电气自动化技术应用存在的问题

管理技术落后。目前部分水利工程项目中电气自动化技术还处于初步阶段，自动化设备应用效果还存在很多需要改进的问题。主要是水利工程项目中电气自动化技术处理在操作和管理方面还需要大量专业型人才，但部分地区水利工程管理人员技术水平参差不齐，无法更好地适应新型技术操作应用要求，必然会对全面优化工作效能产生制约作用，使得水利工程电气自动化工作无法顺利开展。

水利工程项目本身就是基础性工程，工程项目具有一定的公益性价值，在水利工程项目中最关键的工作任务就是排涝灌溉，综合目标是维持和保障农业生产、人们生活安全，社会效益要远远高于经济效益。然而在水利工程项目建设过程中却需耗费较大的投资成本，且工程项目后续运营管理也需投入大量资金，这就使得公益性和成本投资间存在一定的矛盾，而若是开展电气自动化技术方案难免会增加投资金额，一部分水利工程项目存在严重的资金不足现象，必然会对电气自动化技术的应用和推广产生制约作用。

3.2 水利工程中电气自动化技术应用策略

为保证水利工程项目中电气自动化技术应用控制效果的最优化，要整合管理要素和管控标准，建立健全更加科学的管理模式，从人才培养入手，科学选择自动化设备，并形成创新思维，从而促进电气自动化技术的全面推广。

3.2.1 强化人才培养

一方面要落实精细化培养方案，提高工作人员的综合素质，确保其能明确认识到自动化技术对水利工程项目多元化管理的重要性，并结合实际要求落实对应的控制方案，推广电气自动化技术方案，积极推动水利工程项目的进步和发展；另一方面要明确水利工程市场化经营的要点，尽管水利工程项目本身是城市基础设施建设内容，但运营管理要充分融合市场化理念，合理融合自动化技术体系，打造实时性、规范性的水利工程控制机制，加快自动化发展进程。

3.2.2 科学选择自动化设备

在电气自动化技术全面发展的时代背景下，水利水电行业中电气自动化技术融合的范围也在不断扩大，为了有效提升具体工作效能，就要结合不同的工作场景完成自动化设备的优选，保证类型匹配的同时能发挥设备的应用效能。

要结合水利工程项目的实际情况及工程项目设计标准、运行要求，选取型号符合且质量过关的自动化设备，发挥自动化技术的应用优势，并按照规划方案进行数量的匹配处理，能在完成相关工作的同时减少能源的损耗，确保电气自动化技术效率满足预期；为自动化设备选择工作的科学性和规范性，要进行可控化实地调研和科学论证，并以较低的成本投入实现电气自动控制目标。尤其是在自动化设备安装的过程中，要系统化分析和核定设备的型号、性能等，将其和设计标准予以核实。要对设备的灵敏性、稳定性等基础参数予以评估，只有满足应用标准才能更好地发挥其作用。3.2.3 创新发展电气自动化技术

在电气自动化技术应用环境中信息技术具有重要的作用，要想更好地推进行业的发展进步，就要形成创新思维，积极将相应技术内容融合在水利工程项目中，确保电气自动化设计过程能发挥其作用。

第一，将大数据技术、人工智能等技术融合在电气自动化项目中，并配合水利工程项目的具体应用标准和要求，及时完成水利工程电气系统运行监督和故障处理等工作，最大程度上提高水利工程项目统筹控制水平，发挥技术应用价值和优势，维持电气自动化技术效能最优化。

第二，要借助数字化技术体系维持电气自动化技术细节评估，并利用技术内容对水利工程项目中电气系统发展趋势予以预测。如应用AI 技术进行电气自动化分析，尤其是在识别潜在故障时，配合数据分析技术单元、深度学习过程等，结合故障类型完成分析报告的汇总，指导工作人员结合报告分析的相关数据信息建立匹配的处理规划，这对于开展水利工程项目监督管理具有重要的意义，减少操作难度的同时也能提升水利工程电气故障处理的效率。

第三，在水利工程电气自动化设备监督管理体系中应用创新化思维，配合新技术打造多元化应用平台，维持水利工程项目综合利益的同时，保证工序管理、工艺监督等工作能落到实处，减少人工成本，并避免故障问题对设备应用控制效果产生影响。

总而言之，水利工程项目本身是复杂的施工系统，所以要融合电气自动化设备，建立完整地自动化控制方案，详细分析的基础上提升管理水平，发挥电气自动化技术优势作用，推动水利工程项目可持续健康发展。