電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中的運(yùn)用

蔣鑫

摘 要：水利工程包含了大量的電氣設(shè)備，如變壓器、開關(guān)柜、空壓機(jī)等，如果完全依靠人工負(fù)責(zé)控制和檢修，不僅占用了過多的人力資源，增加了人工成本，還容易出現(xiàn)誤操作等情況，增加系統(tǒng)運(yùn)行故障率。將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于水利工程中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)的全過程監(jiān)控和自動(dòng)化保護(hù)，在提升工程效益和管理效率方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化、智能化技術(shù)將在水利工程中得到更加廣泛深入的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化技術(shù);水利工程;運(yùn)用

引言

水利水電工程具有一定的復(fù)雜性和系統(tǒng)性，工程的建設(shè)過程也十分繁瑣，涉及的內(nèi)容眾多，為更好發(fā)揮水利水電工程的優(yōu)勢(shì)必須全面發(fā)展電氣自動(dòng)化技術(shù)，在每一個(gè)水利水電運(yùn)行中都灌輸電氣自動(dòng)化思想，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化水平的全面應(yīng)用，提高整個(gè)工程的運(yùn)行效率，從而獲取更高的經(jīng)濟(jì)利益。

1.電氣自動(dòng)化概述

電氣自動(dòng)化融合網(wǎng)絡(luò)信息、電子信息等一系列現(xiàn)階段前沿的技術(shù)形式，是生產(chǎn)作業(yè)由傳統(tǒng)模式向自動(dòng)化方向發(fā)展的重要技術(shù)支撐，具有高效、減少資源投入等效果。隨著配套技術(shù)的深度發(fā)展，現(xiàn)階段的電氣自動(dòng)化已經(jīng)具有較高的應(yīng)用水平，逐步滲透至社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)層面。水利水電工程的建設(shè)規(guī)模較大，具有周期長(zhǎng)、復(fù)雜度高等特點(diǎn)，在引入電氣自動(dòng)化技術(shù)后，可提高工程生產(chǎn)力，以更為規(guī)范、更為自動(dòng)化的方式完成相關(guān)工作。

2.水利工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

2.1工程效益方面

水利工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及各項(xiàng)功能的發(fā)揮需要電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行作支撐，但是一些規(guī)模較大的水利工程，其電氣系統(tǒng)包含的電氣設(shè)備復(fù)雜多樣，隨著運(yùn)營(yíng)年限的增加，電氣設(shè)備發(fā)生故障的頻率會(huì)有明顯上升趨勢(shì)。推廣使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類電氣設(shè)備的自動(dòng)調(diào)控，保證水利工程電氣系統(tǒng)的高效運(yùn)行，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，另一方面也能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣故障問題，立即進(jìn)行報(bào)警。運(yùn)維人員在收到報(bào)警信號(hào)后，可及時(shí)找到故障源，進(jìn)行維修處理，避免水利工程因電氣事故而停運(yùn)，確保水利工程穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2提質(zhì)增效

通過電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，可達(dá)到提質(zhì)增效的效果。首先，創(chuàng)建并運(yùn)行自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)行機(jī)制，其對(duì)于增強(qiáng)工程整體穩(wěn)定性大有裨益，各類裝置可在良好的環(huán)境下高效運(yùn)行，工作人員也能享受到更佳的作業(yè)條件，在各類生產(chǎn)要素的協(xié)同作用下，促進(jìn)水利水電工程的發(fā)展，創(chuàng)造顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。其次，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)融合了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)，可以面向水利水電工程整體展開全面的監(jiān)測(cè)，對(duì)工程運(yùn)行狀況做出準(zhǔn)確的判斷，基于既有數(shù)據(jù)及時(shí)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問題，從根本上消除安全隱患。最后，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行能力較強(qiáng)，對(duì)勞動(dòng)力所提出的需求較低，既減少了人力資源投入，又避免了因人為操作而導(dǎo)致的效率低下問題，由此創(chuàng)造豐厚的經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

3.電氣自動(dòng)化在水利水電工程中的具體應(yīng)用

3.1自動(dòng)化控制水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)集監(jiān)測(cè)、分析、反饋及調(diào)節(jié)功能于一體，可以智能控制水輪發(fā)電機(jī)組，使其維持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。1）在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)度下，協(xié)調(diào)好開關(guān)機(jī)、轉(zhuǎn)調(diào)等工作，全程無(wú)需過多人員的參與，僅需根據(jù)特定的指令完成調(diào)度即可，水輪發(fā)電機(jī)組可根據(jù)指令做出調(diào)節(jié)行為。2）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)充分貫徹節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念，以水輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行為前提，最大限度降低其能耗，以低消耗的模式實(shí)現(xiàn)效益最大化的目標(biāo)。自動(dòng)化系統(tǒng)可密切關(guān)注最新的工作情況，進(jìn)而自動(dòng)部署發(fā)電機(jī)組，在非必要時(shí)關(guān)停部分機(jī)組，或是在存在需求時(shí)及時(shí)啟用機(jī)組。3）水利水電工程具有規(guī)?；奶攸c(diǎn)，其在運(yùn)行期間易由于內(nèi)外部因素的作用而發(fā)生故障。在出現(xiàn)此類情況時(shí)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)做出響應(yīng)，自動(dòng)接管機(jī)組，根據(jù)系統(tǒng)掌握的情況開啟緊急備用機(jī)組，以便快速恢復(fù)正常發(fā)電狀態(tài)。此外，考慮到安全性的要求，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還將對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀況做出判斷，必要時(shí)將自動(dòng)斷開特定的機(jī)組，以最大限度減小故障影響范圍。

3.2水利水電工程機(jī)械設(shè)備的控制

水文電氣系統(tǒng)中的許多先進(jìn)設(shè)施對(duì)于系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，因?yàn)楣┧到y(tǒng)中更有效的系統(tǒng)控制和設(shè)備控制是必不可少的。傳統(tǒng)設(shè)備管理不再滿足現(xiàn)代應(yīng)用程序的需求。因此，由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)企業(yè)已充分采用水電設(shè)施的數(shù)字化控制，改進(jìn)了系統(tǒng)維修，取代了傳統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了高效的自動(dòng)化，加快了記錄和存儲(chǔ)的效率。

3.3自動(dòng)保護(hù)

在水線電氣系統(tǒng)中，電氣設(shè)備通過線路連接在一起。其中一個(gè)設(shè)備故障可能會(huì)影響本地線路，并可能導(dǎo)致本地電網(wǎng)癱瘓。如果故障不能及時(shí)解決，則損壞可能因突然故障而加劇。自動(dòng)化保護(hù)通過在發(fā)生故障時(shí)采取措施最大限度地減少故障損失。電氣自動(dòng)化保護(hù)可以在兩種應(yīng)用實(shí)際效率的情況下實(shí)現(xiàn)，主要通過制動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行過程中持續(xù)存在危險(xiǎn)，印刷機(jī)出現(xiàn)機(jī)油壓力異常時(shí)，電動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，保護(hù)機(jī)器。第二：警報(bào)動(dòng)作。除了突然故障之外，一些故障在初始階段對(duì)系統(tǒng)并不構(gòu)成很大的危險(xiǎn)。電氣自動(dòng)化保護(hù)可以在第一時(shí)間識(shí)別和報(bào)警信號(hào)。尺寸的操作應(yīng)立即進(jìn)行，以免對(duì)水電站的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

3.4數(shù)字監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字監(jiān)測(cè)技術(shù)在水電站的應(yīng)用為水電站的高質(zhì)量、準(zhǔn)確管理奠定了基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了水電站重點(diǎn)區(qū)域的綜合監(jiān)測(cè)。數(shù)字監(jiān)控技術(shù)在現(xiàn)有水電站基礎(chǔ)上保證了穩(wěn)定運(yùn)行，不僅提高了原有設(shè)備的效率，還確保了運(yùn)行場(chǎng)所的安全穩(wěn)定。數(shù)字化監(jiān)測(cè)技術(shù)只有在采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和采用繼電保護(hù)PLC編程的情況下才能發(fā)揮作用，以確保所有節(jié)點(diǎn)都能及時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力機(jī)械化是今后水電站應(yīng)用的全系統(tǒng)自動(dòng)化控制。這不僅降低了水電站運(yùn)營(yíng)成本，而且提高了運(yùn)營(yíng)效率，大大降低了水電站運(yùn)營(yíng)中斷的可能性。

3.5智能化控制設(shè)備

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制范圍廣，包含水泵、油泵以及空壓機(jī)等。由于形成了聯(lián)動(dòng)機(jī)制，因此在某些設(shè)備發(fā)生故障后，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)將及時(shí)檢測(cè)到具體情況并調(diào)用其他設(shè)備，以維持正常的運(yùn)行狀態(tài)。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以針對(duì)核心的電氣設(shè)備展開全方位的檢測(cè)與診斷，視實(shí)際情況采取控制措施，例如掌握及控制變壓器、母線等。水工建筑物的使用狀況將對(duì)水利水電工程的整體運(yùn)行水平帶來影響，而電氣自動(dòng)化系統(tǒng)則能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)此方面的情況，亦可采集有關(guān)于攔污柵暢通狀況的信息，若存在堵塞的情況，則會(huì)及時(shí)提醒維護(hù)管理人員，以便及時(shí)疏通。并且，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還能夠檢測(cè)水位高程并及時(shí)調(diào)整，使其在各階段均穩(wěn)定在合理的高程區(qū)間內(nèi)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)水利水電事業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)水利工程電氣系統(tǒng)的綜合管控成為一項(xiàng)重要工作。電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，可減輕人們的工作壓力，降低人工成本，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備故障問題的及時(shí)處理，防止故障與損失的擴(kuò)大化?，F(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化技術(shù)已在自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)、自動(dòng)化保護(hù)等方面得到了廣泛運(yùn)用，并取得了理想效果。未來要繼續(xù)做好技術(shù)創(chuàng)新，提升水利工程管理效率，支持我國(guó)水利水電事業(yè)發(fā)揮更大的價(jià)值。

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