電氣自動化在水利水電工程中的應(yīng)用探索

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，水利水電工程在我國占據(jù)著越來越重要的位置。不管是對經(jīng)濟(jì)方面，還是對社會民生方面來說，都有著很大的影響。然而傳統(tǒng)的水利水電工程在運(yùn)行過程存在一些缺點(diǎn)和不足，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行，且工作效率較低。而電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的水利水電工程存在的這些問題。還可以提高工作效率，減輕工作人員負(fù)擔(dān)，確保水利水電工程設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文將會對電氣自動化在水利水電工程中的應(yīng)用做一個探索。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；水利水電工程；應(yīng)用；智能化

中圖分類號：TV736 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0188-01

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促使我國的水利水電工程可以獲得更大的發(fā)展動力。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程，可以使得水利水電工程的系統(tǒng)更加穩(wěn)定、高效，確保安全生產(chǎn)運(yùn)行。也可以為農(nóng)業(yè)發(fā)展提高更好的服務(wù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，從而促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 電氣自動化

1.1 電氣自動化特點(diǎn)

電氣自動化是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電子信息技術(shù)為一體的綜合技術(shù)。電氣自動化控制技術(shù)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展的產(chǎn)物，在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中需要電氣自動化的融入。它不僅可以提高工業(yè)生產(chǎn)的安全和效率，也能減少人力物力的投入，避免了資源的浪費(fèi)。目前，電氣自動化在發(fā)展過程中，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于生活各行業(yè)之中，例如地鐵、公交、視頻監(jiān)控、工廠生產(chǎn)流水線、汽車制造等等。電氣自動化的應(yīng)用，有利于提高生產(chǎn)力，促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.2 水利水電工程電氣自動化的系統(tǒng)組成

現(xiàn)在，電氣自動化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利水電工程中，正向著智能監(jiān)控方向發(fā)展，改變了以前傳統(tǒng)的運(yùn)行方式，現(xiàn)場不再需要投入大量的運(yùn)行工作人員，而是通過自動化設(shè)備來自動控制，實(shí)現(xiàn)少人值守，甚至無人值守。一般的電氣化系統(tǒng)主要是由監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）來完成大部分工作，但是在整個控制過程需要借助可編程邏輯控制器、微機(jī)繼電保護(hù)裝置以及專用智能測控裝置等集成在一起的自動化系統(tǒng)，互相配合系統(tǒng)控制。在電氣自動化系統(tǒng)中，為了提高控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，對一些重要設(shè)備進(jìn)行冗余配置，如監(jiān)控系統(tǒng)主站、供電電源、數(shù)據(jù)存儲等等，避免了因?yàn)橄到y(tǒng)的基本配置不足引起的死機(jī)、故障、斷電或數(shù)據(jù)丟失等問題，大大提高了監(jiān)控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在整個電氣自動化系統(tǒng)的控制過程，是通過組建局域網(wǎng)絡(luò)，把現(xiàn)地控制單元、智能測控制裝置和監(jiān)控系統(tǒng)主站接入局域網(wǎng)中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議與監(jiān)控系統(tǒng)主站通訊。在監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，與監(jiān)控系統(tǒng)后臺設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算，下發(fā)控制指令，受控設(shè)備會根據(jù)接收的指令進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對受控設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。在對于日常的檢修維護(hù)方面，檢修維護(hù)人員，可根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的越限報(bào)警、故障、變位等信號第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，采取措施，排除陷患，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

2 水利水電工程中應(yīng)用電氣自動化的意義

將電氣自動化應(yīng)用到水利水電工程中，監(jiān)控系統(tǒng)可以把接收到各個自動裝置發(fā)送的信號，在監(jiān)控系統(tǒng)畫面中清晰顯示出相對應(yīng)的數(shù)值或工作狀態(tài)，清楚了解現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況。在系統(tǒng)中，通過對采集的數(shù)據(jù)分析、計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)控制，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電設(shè)備的目的控制，確保了各個環(huán)節(jié)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)問題了，會發(fā)出聲、光報(bào)警信號，并把重要的故障報(bào)警信息記錄到數(shù)據(jù)庫中。為了精確的分辨出各個重要信號的先后，配置SOE模塊的PLC，記錄時(shí)間達(dá)到1ms甚至更小的分辨率，為事件的原因查找提供有力依據(jù)。運(yùn)行人員并能以最快速度發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況，把設(shè)備缺陷或不安全事件控制在萌芽狀態(tài)，保證發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行。

3 電氣自動化在水利水電工程中的應(yīng)用

3.1 水輪發(fā)電組運(yùn)行智能控制

電氣自動化的應(yīng)用，發(fā)電機(jī)組即使在現(xiàn)場沒有工作人員的情況下也可以正常運(yùn)行；此外，自動控制裝置具有自動調(diào)節(jié)功能，會根據(jù)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對發(fā)電機(jī)組的有功功率、無功功率、機(jī)組轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使發(fā)電機(jī)組維持在穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行。如果機(jī)組現(xiàn)故障，無法滿足穩(wěn)定運(yùn)行的條件，保護(hù)裝置會根據(jù)事故的緊急級別啟動相應(yīng)的停機(jī)流程，保證發(fā)電機(jī)組的安全。不僅是發(fā)電機(jī)自動控制，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的輔助設(shè)備也是如此，如站內(nèi)集水井排水泵的自動控制，通過一臺液位測控儀來實(shí)現(xiàn)，測控儀通過檢測到的水位信號來發(fā)出是否啟泵或停泵，PLC根據(jù)收到的信號發(fā)出啟主泵還是備泵的指令或者啟動其他狀態(tài)下的運(yùn)行指令，大大減少人為監(jiān)視的工作，節(jié)省了工作人員到現(xiàn)場操作的時(shí)間，還能避免人為的誤操作。

3.2 監(jiān)視水輪發(fā)電機(jī)組及關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

電氣自動化可以根據(jù)自動檢測系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)組的定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行監(jiān)視，也能對系統(tǒng)中的電網(wǎng)信息進(jìn)行監(jiān)視，判斷運(yùn)行是否正常。此外，還可以監(jiān)視其他重要輔助設(shè)備，例如整個潤滑油系統(tǒng)中流量、溫度是否正常，如果油溫度過高會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸瓦燒毀。還有技術(shù)供水壓力是否正常，空冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行是否正常，都會影響發(fā)電組的安全運(yùn)行。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行溫度是否過高，轉(zhuǎn)子絕緣是否良好，發(fā)電機(jī)組震動是否在范圍內(nèi)，機(jī)端電壓是否正常，軸電流會不會過大，運(yùn)行過程中是否會超負(fù)荷運(yùn)載等，這些信息都可以在監(jiān)控系統(tǒng)中顯示。如果發(fā)電機(jī)組中有設(shè)備出現(xiàn)了問題，監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)出告警信號，并采取相應(yīng)的措施，還有可能觸發(fā)事故停機(jī)流程，同時(shí)啟動故障錄波，把故障過程的波形錄制下來。

4 結(jié)束語

水利水電工程不僅對我國的經(jīng)濟(jì)有影響，也對我國的社會民生有著很大的影響。因此水利水電工程的發(fā)展必然推動著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而電氣自動化對我國水利水電工程的應(yīng)用恰巧可以推動著水利水電工程進(jìn)一步發(fā)展，所以應(yīng)該增加電氣自動化技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用投入，不斷在探索中進(jìn)步然后發(fā)展壯大。

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收稿日期：2018-9-6