電氣自動化技術(shù)在水利工程中的運用

王越宇

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶 163000)

水利工程包含了大量的電氣設(shè)備，如變壓器、開關(guān)柜、空壓機等，如果完全依靠人工負責(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)運行故障率。將電氣自動化技術(shù)運用于水利工程中，可實現(xiàn)對整個電氣系統(tǒng)的全過程監(jiān)控和自動化保護，在提升工程效益和管理效率方面具有顯著優(yōu)勢。隨著技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化、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。

1 水利工程中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用價值

1.1 工程效益方面

水利工程的正常運轉(zhuǎn)及各項功能的發(fā)揮需要電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行作支撐，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，隨著運營年限的增加，電氣設(shè)備發(fā)生故障的頻率會有明顯上升趨勢。推廣使用電氣自動化技術(shù)，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對各類電氣設(shè)備的自動調(diào)控，保證水利工程電氣系統(tǒng)的高效運行，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，另一方面也能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣故障問題，立即進行報警。運維人員在收到報警信號后，可及時找到故障源，進行維修處理，避免水利工程因電氣事故而停運，確保水利工程穩(wěn)定運行。

1.2 工作效率方面

大中型水利工程中，電氣設(shè)備分布零散，日常維修需要投入較多的人力和時間，工作效率不高。推廣使用電氣自動化技術(shù)，可構(gòu)建一體化監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，將整個水利工程的電氣設(shè)備全部納入電氣自動化技術(shù)的監(jiān)控范疇，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。管理人員只需要通過PC機，甚至是移動設(shè)備，就可以隨時隨地地了解水利工程電氣系統(tǒng)的運行情況，相比于人工巡查方式，工作效率得到了顯著提升?；陔姎庾詣踊夹g(shù)的系統(tǒng)巡檢，還可以提供故障發(fā)生位置，分析故障發(fā)生原因，基于AI技術(shù)生成故障解決方案，為故障排查與修理提供了便利，使檢修工作高效率開展。

2 電氣自動化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)

水利工程電氣系統(tǒng)的運行工況會受到多種因素的影響而出現(xiàn)變化，如設(shè)備老化故障、線路絕緣損壞等。利用電氣自動化技術(shù)對運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，可確保在故障發(fā)生的第一時間，采取行之有效的應(yīng)對策略，從而以較低的成本恢復(fù)電氣系統(tǒng)的運行。通過實時監(jiān)測設(shè)備可獲得變壓器、母線、開關(guān)柜、輸電線路等電氣設(shè)備相關(guān)參數(shù)，當故障參數(shù)出現(xiàn)問題或運行狀態(tài)不佳時，自動化技術(shù)能夠快速實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，縮短系統(tǒng)恢復(fù)時間?？諌簷C、水泵、油泵等機組外輔助設(shè)備可以根據(jù)氣壓、水位、油壓等參數(shù)監(jiān)測油泵設(shè)備的運行狀態(tài)，發(fā)生故障時及時投入備用設(shè)備。

2.2 自動化保護

水利工程電氣系統(tǒng)中，各電氣設(shè)備之間通過線路連接，其中一臺設(shè)備發(fā)生故障，將會對局部線路產(chǎn)生影響，嚴重時會導(dǎo)致區(qū)域電網(wǎng)癱瘓。由于故障發(fā)生突然，如果不能及時排除故障，將會導(dǎo)致?lián)p失擴大化。自動化保護技術(shù)能夠在故障發(fā)生的第一時間，采取保護動作，將故障損失降至最低。從實際應(yīng)用效果來看，電氣自動化保護主要分為兩種情況：一是停機跳閘。如果機組運行過程中出現(xiàn)了連續(xù)危險的狀況，機組在壓油裝置中出現(xiàn)油壓異常問題，那么電氣自動化系統(tǒng)則會跳閘停機，保護機組。二是警報動作。除了突發(fā)故障外，還有一些故障在初期并不會對系統(tǒng)造成明顯危害。電氣自動化保護可以第一時間感知故障并發(fā)出警報信號。運維人員立即進行處理，避免對水利工程正常運行造成負面影響。

2.3 自動準同期并網(wǎng)

目前，一些中小型的水利水電工程采用手動并網(wǎng)，操作復(fù)雜，并網(wǎng)質(zhì)量不高，水能損失較大。為了維護水電站的經(jīng)濟效益，必須要運用電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)自動并網(wǎng)。自動并網(wǎng)是利用微機自動準同期裝置，自動增減機組轉(zhuǎn)速或發(fā)電機勵磁，使待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)同步。當捕獲到最佳同期點時，提前發(fā)出合閘命令，使并網(wǎng)斷路器在合閘瞬間兩端的電源正好處于或接近于同期點。自動準同期并網(wǎng)精確度高，導(dǎo)前時間可以精確設(shè)定，自動捕捉最佳同期點，合閘可靠性好，最大限度減少操作人員的工作量。

3 提升電氣自動化技術(shù)應(yīng)用水平的措施

3.1 科學(xué)選擇自動化設(shè)備

隨著電氣自動化技術(shù)在水利水電行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了各種類型的自動化設(shè)備。保證自動化設(shè)備選型合適、質(zhì)量過關(guān)，是發(fā)揮電氣自動化技術(shù)優(yōu)勢的必要條件。應(yīng)重點做好以下幾項工作：基于水利工程實際情況和運行需要，確定所需自動化設(shè)備的類型、數(shù)量。只有經(jīng)過實地調(diào)研和科學(xué)論證，才能以較低的成本投入取得理想的電氣自動化控制效果。安裝自動化設(shè)備時，必須仔細核對設(shè)備型號、性能是否與設(shè)計標準一致。檢查設(shè)備有無明顯質(zhì)量問題，如果靈敏度、穩(wěn)定性等達不到標準，不得使用。

3.2 創(chuàng)新發(fā)展電氣自動化技術(shù)

信息技術(shù)的發(fā)展對電氣自動化技術(shù)有著顯著的促進作用，應(yīng)樹立創(chuàng)新思維，嘗試將大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿信息技術(shù)與電氣自動化相結(jié)合，使其在水利工程電氣系統(tǒng)運行、故障處理等方面發(fā)揮更大的價值。例如，基于AI技術(shù)的電氣自動化技術(shù)，在識別潛在故障的基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)，根據(jù)故障類型生成分析報告和處理建議，為運維人員提供參考，從而進一步提升水利工程電氣故障處理效率，對降低損失有積極幫助。新技術(shù)的發(fā)展和運用，在促進電氣自動化水平不斷提升的同時，也會使水利工程的綜合效益得到發(fā)揮。

4 總結(jié)與展望

隨著我國水利水電事業(yè)的發(fā)展，加強水利工程電氣系統(tǒng)的綜合管控成為一項重要工作。電氣自動化技術(shù)的運用，可減輕人們的工作壓力，降低人工成本，也能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備故障問題的及時處理，防止故障與損失的擴大化?，F(xiàn)階段，電氣自動化技術(shù)已在自動準同期并網(wǎng)、自動化保護等方面得到了廣泛運用，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，支持我國水利水電事業(yè)發(fā)揮更大的價值。