查映東 周威揚(yáng) 朱明響

摘 要：工業(yè)的快速發(fā)展給社會大眾日常的工作和生活帶來極大便利的同時也給環(huán)境帶來了巨大的污染，環(huán)境的不斷惡化、資源的不斷挖掘都深深震撼著人們的心靈，其中較為嚴(yán)重的是水污染和水資源的匱乏，這使人們更加深刻認(rèn)識到發(fā)展水利水電工程對我們的重要性。電氣自動化技術(shù)作為一門新型技術(shù)，水利水電工程建設(shè)中發(fā)揮出了重要性，其不僅可以提高工程的效率，還可以提高工程的效益。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;水利水電工程;應(yīng)用

引言

隨著我國社會的不斷發(fā)展，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，科學(xué)技術(shù)不斷地創(chuàng)新，因此無論在數(shù)量、規(guī)模上還是技術(shù)上，都促進(jìn)了水利水電工程的高速發(fā)展。特別是電氣自動化在水利水電工程中的應(yīng)用，極大地提高了人們的生活環(huán)境質(zhì)量。本文將重點論述如何將電氣自動化在水利水電中的高效利用。

1 電氣自動化技術(shù)概述

電氣自動化雖然是一門新興學(xué)科，歷史不算悠久，但由于與社會大眾的工作和生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，因此這項技術(shù)發(fā)展十分迅速，目前被廣泛應(yīng)用于我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及國防等各個領(lǐng)域。小到一個小小的開關(guān)的設(shè)計，大到研究宇航飛機(jī)，都涉及電氣自動化技術(shù)。電氣自動化技術(shù)主要基于控制理論和電力網(wǎng)理論，主要的技術(shù)手段則是電力電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，包含系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理和系統(tǒng)決策等多個研究領(lǐng)域。

2 應(yīng)用價值

2.1有助于運行效益的提升

在科技信息化高速發(fā)展的推動下，電氣自動化日趨完善，通過該技術(shù)在水利水電工程中的合理運用，能夠使運維費用大幅度降低，這樣一來，總體的經(jīng)濟(jì)效益必將隨之顯著提升。

2.2實現(xiàn)綠色環(huán)保

電氣自動化技術(shù)在水利水電工程中的使用就可以有效避免資源的浪費，這主要是因為電氣自動化技術(shù)主要都是通過計算機(jī)來控制實現(xiàn)工程運轉(zhuǎn)監(jiān)測，即使監(jiān)控室內(nèi)沒有技術(shù)人員，計算機(jī)也可以保證工程正常運轉(zhuǎn)。當(dāng)工程運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)問題時，通過計算機(jī)的監(jiān)測，可以發(fā)出警報提醒工作人員前來維修，這樣不僅可以減少人力資源的投入，降低工程的生產(chǎn)成本，還可以加強(qiáng)對水利水電工程系統(tǒng)的監(jiān)測，及時找到存在的問題并加以解決，保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

3電氣自動化在水利工程中的應(yīng)用

3.1監(jiān)測水輪電氣組等設(shè)備的運行

電氣自動化技術(shù)的檢測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測水輪發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)，并且能實時掌握發(fā)電機(jī)溫度和負(fù)荷狀態(tài)等信息，一定上提高了電路設(shè)備的安全性。另外，電氣自動化系統(tǒng)還能高效的監(jiān)測水利機(jī)組的變速系統(tǒng)。對發(fā)電器的故障能夠及時反饋，并能自動采取智能應(yīng)對措施，工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，發(fā)電機(jī)及設(shè)備能夠及時得到維修。實時監(jiān)測的功能能夠有效的減少了維修財力和維修時間。

3.2 自動化監(jiān)控

在本工程中，監(jiān)控系統(tǒng)由兩個部分組成 ：一部分是上位機(jī)，另一部分是下位機(jī)，兩者以同步的方式對水電站內(nèi)的相關(guān)電氣設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控。在建設(shè)過程中，作業(yè)人員可以通過上位機(jī)的顯示與歸納等功能，對電氣設(shè)備進(jìn)行交流控制，根據(jù)工程的實際需求，對電流進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。利用下位機(jī)對現(xiàn)場內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)控制。在電氣自動化系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)了水電站綜合控制的目標(biāo)，運用相關(guān)的數(shù)字程序?qū)⑺娬局械亩鄠€控制系統(tǒng)連接到一起，實現(xiàn)了多重資源的綜合傳導(dǎo)。

3.3智能化設(shè)備控制

電氣自動化系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測外，還能智能化控制周圍關(guān)鍵設(shè)備。例如，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障之時，系統(tǒng)能夠及時檢測故障，然后自動啟用備用設(shè)備，保證正常的工作狀態(tài)。除此之外，一些關(guān)鍵的電氣設(shè)備也能夠通過電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行控制，例如變壓器、線路。更重要的是，一些相關(guān)建筑物也能通過電氣自動化系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，比如發(fā)電機(jī)，攔污閘的工作情況。

3.4控制水輪發(fā)電機(jī)組的運行

電氣自動化技術(shù)在水利水電工程的應(yīng)用過程中，首先要注意的是如何管理好關(guān)機(jī)、停機(jī)以及控制好發(fā)電調(diào)相與抽水調(diào)相等與機(jī)組相關(guān)的運行問題，保證水輪發(fā)電機(jī)在無人存在的情況下依舊能夠獨立地完成相關(guān)的工作。其次，根據(jù)電氣自動化技術(shù)智能化這一特點可以對發(fā)電站組進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證水輪發(fā)電機(jī)組可以以更好的狀態(tài)運轉(zhuǎn)。除此之外，還可以根據(jù)工程的實際情況來合理分配發(fā)電機(jī)組的位置，實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組開關(guān)的有效控制，保證機(jī)組間能夠進(jìn)行自由的變換，最大限度地發(fā)揮作用，在發(fā)生自然災(zāi)害和安全事故時可以智能化地進(jìn)行控制，保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。在水輪機(jī)中，水流通過蝸殼的導(dǎo)流作用徑向流入導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，將液體動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，再通過導(dǎo)葉將靜壓能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的動能，以水輪機(jī)為原動力將水能轉(zhuǎn)化為電能。

3.5照明系統(tǒng)自動化控制

照明系統(tǒng)由三個部分組成，即普通照明、事故照明和應(yīng)急照明，它的電氣供應(yīng)來自于母線。為便于對照明系統(tǒng)進(jìn)行管理，設(shè)計時，采用了綜合化的結(jié)構(gòu)體系，普通的照明設(shè)備分布在工程的主要建筑內(nèi)，每間隔30m 左右設(shè)置一處，力求現(xiàn)場構(gòu)建起來的照明體系與水利水電工程的實際需求相符。

3.6自動化的設(shè)計

隨著水利水電工程自動化技術(shù)水平的不斷升高，電氣自動化技術(shù)在水利水電工程內(nèi)部發(fā)揮的作用也就越來越大，但由于電氣自動化技術(shù)所需要的自動化原件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，缺乏足夠的穩(wěn)定性、精度較低以及靈敏度較差等問題，導(dǎo)致電氣自動化技術(shù)在水利水電工程的應(yīng)用中存在障礙，因此需要開展自動化的設(shè)計來解決這一問題。比如，水電站中廣泛應(yīng)用軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)，但受到生產(chǎn)廠家技術(shù)水平的限制，使得生產(chǎn)出來的水輪機(jī)達(dá)不到自動化運行標(biāo)準(zhǔn)，為了解決這一問題，只能由人力輔助操作，以獲得最佳的運行狀態(tài)。

結(jié)語：

綜上所述，電氣自動化在水利水電工程中的應(yīng)用具有巨大的價值，它不僅能帶來經(jīng)濟(jì)效益，還能帶來環(huán)保效益和社會效益。雖然電氣自動化技術(shù)本身是一項比較復(fù)雜的技術(shù)，更別說應(yīng)用在水利水電工程之中，但是電氣自動化在該領(lǐng)域的發(fā)展是非常具有潛力的，加上我國在此方面與發(fā)達(dá)國家差距相差較大，我國必須大力發(fā)展該項技術(shù)，增強(qiáng)對其技術(shù)的研究，提高我國綜合實力，推動我國社會的發(fā)展。

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[2] 王國帥 . 電氣自動化在水利水電工程中的應(yīng)用分析 [J]. 現(xiàn)代物業(yè)（ 中旬刊 ），2018（3）：90.

作者簡介：

第一作者：查映東（1996.10.27），男，漢族，學(xué)生，云南省臨滄市鳳慶縣小灣鎮(zhèn)馬街村團(tuán)山3組;單位：鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院;專業(yè)：水利水電工程

第二作者：周威揚(yáng)（1998.7.26），男，漢族，學(xué)生，湖北省武漢市硚口區(qū);單位：鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院;專業(yè)：水利水電工程

第三作者：朱明響（1998年6.8），男，漢族，學(xué)生，江蘇，單位：鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院;專業(yè)：水利水電工程