探討水利樞紐工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

張見(jiàn)剛

（中鐵十一局集團(tuán)第六工程有限公司 湖北襄陽(yáng) 441000）

隨著中國(guó)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中取得的輝煌的進(jìn)步，其提升了各個(gè)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，特別是基礎(chǔ)設(shè)施水利建設(shè)?，F(xiàn)階段，我國(guó)的科技水平已經(jīng)達(dá)到了先進(jìn)的程度，其中水利工程呈現(xiàn)出了巨大的收益，這具有重大的意義。對(duì)于我國(guó)而言，發(fā)展水利工程在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中是重要的一環(huán)，水利工程會(huì)影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的提高。水利的發(fā)展對(duì)促進(jìn)電力的發(fā)展也起著關(guān)鍵的作用，電力自動(dòng)化的發(fā)展又進(jìn)一步的提升了水利工程技術(shù)。本文主要研究電氣自動(dòng)化對(duì)水利工程的促進(jìn)作用及在水利工程中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用與其價(jià)值。

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)階段的發(fā)展越來(lái)越先進(jìn)，其涉獵到廣泛的信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，那么伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭猛增，電氣自動(dòng)化的技術(shù)也很成熟，其應(yīng)用也越發(fā)的廣泛，其中，水利工程就是其中之一。將電氣自動(dòng)化與水利工程相結(jié)合，能夠有效的促進(jìn)水利工程的發(fā)展，在一定程度上節(jié)約了水力工程的資源，也提高了其效率，使得整個(gè)過(guò)程更加自動(dòng)化與快捷化。所以，為了提高我國(guó)水利工程的發(fā)展，就需要合理的運(yùn)用電氣自動(dòng)化，就會(huì)使得兩者結(jié)合緊密，相得益彰。

2 水利工程中使用電氣自動(dòng)化的作用與內(nèi)容

2.1 水利工程中電氣自動(dòng)化的作用

將水利工程實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化之后，不僅能夠提升每個(gè)環(huán)節(jié)的工作效能，還會(huì)利用自動(dòng)化進(jìn)行選擇性的調(diào)節(jié)，提高工作效率與經(jīng)濟(jì)的效益。采用自動(dòng)化在一定程度上也比人工更加具有準(zhǔn)確性，不僅會(huì)降低錯(cuò)誤率，還會(huì)降低人工成本。

2.2 水利工程中自動(dòng)化的內(nèi)容

（1）能夠自動(dòng)控制水利工程中的發(fā)電機(jī)組：利用自動(dòng)化技術(shù)可以自動(dòng)的進(jìn)行并網(wǎng)以及開(kāi)機(jī)停機(jī)的操作；能夠自動(dòng)的選擇經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行模式，選擇最合理的機(jī)器數(shù)量，能夠有效的分擔(dān)負(fù)荷，根據(jù)機(jī)組中的負(fù)荷情況在自動(dòng)得選擇機(jī)械的情況等。

（2）能夠自主監(jiān)控設(shè)備的操作情況；比如說(shuō)：監(jiān)控機(jī)組的相應(yīng)體系以及電量，機(jī)組的溫度等情況。其中還包括一些輔助設(shè)備的情況，油泵以及水泵等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)視，會(huì)保證工程進(jìn)行順利。只要設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)及時(shí)報(bào)警，及時(shí)查漏，及時(shí)避免重大財(cái)政損失。其中還包括一些電氣設(shè)備，利用自動(dòng)化技術(shù)會(huì)減少安全問(wèn)題的發(fā)生。對(duì)于船閘運(yùn)行是一個(gè)很重要的問(wèn)題，一般為三臺(tái)見(jiàn)表1。

表1 船閘及輔助運(yùn)行設(shè)備

3 電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的價(jià)值

3.1 提高水利工程運(yùn)行效率

伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛的勢(shì)頭，人們的日常生活對(duì)于電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越離不開(kāi)。在人們的生活，學(xué)習(xí)和工作之中，科學(xué)技術(shù)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，其價(jià)值發(fā)揮著十分重要的作用?，F(xiàn)今，電氣自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于水利工程中，把水利工程建設(shè)與電氣自動(dòng)化技術(shù)有效的結(jié)合起來(lái)，不僅僅提高生產(chǎn)的能力，還使得能源消耗降低，我們通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水利工程進(jìn)行了管控。電氣自動(dòng)化技術(shù)廣泛的應(yīng)用在水利工程中，事實(shí)上，電氣自動(dòng)化技術(shù)起著與水輪發(fā)電機(jī)組樞紐相當(dāng)?shù)淖饔?。通過(guò)數(shù)控模擬，能夠有效利用監(jiān)控水利工程的進(jìn)度，為監(jiān)控的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性提供重要的依據(jù)，保證了水利工程正常的運(yùn)行。如果水利工程實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)故障，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障進(jìn)行安全識(shí)別，然后發(fā)出警報(bào)信號(hào)，為維護(hù)人員安全提供極大的保障，以此滿足水利工程運(yùn)行效率與穩(wěn)定性的要求，對(duì)于千差萬(wàn)別的水利工程來(lái)講，選擇的發(fā)電機(jī)組的差別很大。因此，在選擇發(fā)電機(jī)組時(shí)，需要充分考慮水利工程的規(guī)模，以最大限度地發(fā)揮作用。

3.2 保證水利工程運(yùn)行穩(wěn)定

對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠行之有效的提升運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，提高經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。對(duì)于水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用而言，不僅其提高了工作的效率，而且保證了工程運(yùn)行的安全，降低了資源消耗的問(wèn)題，節(jié)約重要資源。另外，通過(guò)使用自動(dòng)化系統(tǒng)，其可以在一定的程度上減少了人民的勞動(dòng)強(qiáng)度，改變?nèi)嗣竦沫h(huán)境就會(huì)提升工程進(jìn)度效率。水利工程自動(dòng)化系統(tǒng)能夠與計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)相互媲美。不僅能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行監(jiān)控，還會(huì)精準(zhǔn)的控制其運(yùn)行狀態(tài)。我們運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)，可以有效地與科學(xué)地分析工程的運(yùn)行狀況，及時(shí)檢查和判斷出現(xiàn)的故障，及時(shí)避免故障發(fā)生，減少了重要的經(jīng)濟(jì)損失。

4 設(shè)備選型與自動(dòng)化設(shè)計(jì)

4.1 PLC在軸流槳式水輪機(jī)調(diào)速器中的應(yīng)用

軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)廣泛應(yīng)用于中低水頭電站中。因?yàn)樗啓C(jī)的葉片不與不同水下的導(dǎo)葉協(xié)同工作，所以使得水輪機(jī)水頭水壓日益增加。水輪發(fā)電機(jī)組廠為制造的水輪機(jī)提供一套不同水頭下導(dǎo)葉開(kāi)度與葉片角度的耦合曲線，調(diào)節(jié)器制造廠根據(jù)該曲線設(shè)置內(nèi)導(dǎo)葉與葉片的耦合關(guān)系。但是由于電站的實(shí)際運(yùn)行狀況復(fù)雜，水輪機(jī)水頭的變化和上下游水位的變化與廠家提供的參數(shù)相差差距會(huì)很大，機(jī)組按協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行性能否會(huì)達(dá)到最佳狀態(tài)曲線。因此，此類機(jī)組的調(diào)節(jié)器應(yīng)該采用可編程序的PLC可編程序控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。在機(jī)組試運(yùn)行與后面開(kāi)車運(yùn)行中，依據(jù)不同的水頭，水位和耦合器的情況，得到最佳偶合器曲線，然后修改原始偶合器曲線，輸入到PLC中，使機(jī)組處于最佳的實(shí)際狀態(tài)。

4.2 PLC在調(diào)節(jié)水庫(kù)式電站調(diào)速器中的應(yīng)用

水庫(kù)電站運(yùn)行水頭變化范圍增大時(shí)，這種電站的調(diào)節(jié)器和開(kāi)關(guān)一般會(huì)按照水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，但當(dāng)電站水頭出水量降低，水輪機(jī)進(jìn)行低功率運(yùn)行時(shí)，電液的調(diào)節(jié)器往往不能使機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。為了增加調(diào)節(jié)器的張開(kāi)角度，需要經(jīng)常更換開(kāi)度指示器中的芯片與串接電阻，使得調(diào)節(jié)器的輸出值與開(kāi)度指示器的數(shù)值之間有所不同。當(dāng)設(shè)計(jì)水頭大于電站水頭時(shí)，使得機(jī)組啟動(dòng)無(wú)超速，一定要及時(shí)更換芯片與刪除串接電阻。如果采用PLC，則要根據(jù)電站水頭修改相應(yīng)的應(yīng)用程序，改變啟動(dòng)的開(kāi)度。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著電力時(shí)代的發(fā)展，水利工程也加入了電力的進(jìn)程中。采用了電力自動(dòng)化之后能夠有效的促進(jìn)水利工程的發(fā)展，降低水利工程的消耗，增加水利工程的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)研究表明，采用電力自動(dòng)化技術(shù)繪制相應(yīng)的科學(xué)曲線，以及科學(xué)的調(diào)度等技術(shù)，能夠至少提升2%的發(fā)電量；而且采用電力自動(dòng)化之后能夠有效地降低安全隱患，自動(dòng)化技術(shù)能夠有效的對(duì)水利工程中的機(jī)組以及輔助設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)視，只要會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)第一時(shí)間發(fā)出安全警報(bào)，及時(shí)準(zhǔn)確的處理問(wèn)題隱患，避免事故造成的更大損失。其次，在采用了電力自動(dòng)化之后能夠有效的促進(jìn)工作效率，在很大程度上減少了人力的支出，節(jié)約了人力，降低了成本，相應(yīng)的也就增加了水利工程的經(jīng)濟(jì)效益?？傮w來(lái)說(shuō)，電力自動(dòng)化在水利工程中的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，相信在將來(lái)，自動(dòng)化將會(huì)應(yīng)用到水利工程的各個(gè)方面，呈現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。