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关于水利设施中电气自动化的应用研究于文聘

发表时间：2020/9/4 来源：《基层建设》2020年第11期作者：于文聘冯瑞凤

[导读] 摘要：随着科学技术的不断创新和研发，施工和安装过程中涉及到的新设备、新技术和新材料繁多，加之工程改造的规模扩大，泵站电气设备的安装和调试任务加剧。

        天津市雍源供水有限公司天津市 301700
        摘要：随着科学技术的不断创新和研发，施工和安装过程中涉及到的新设备、新技术和新材料繁多，加之工程改造的规模扩大，泵站电气设备的安装和调试任务加剧。对于部分大型泵站的改造，所选择的机电设备体积越来越大，装配过程也越来越复杂。对民生工程的高效管控是保障民生福利的根本，给民生工程插上科技的翅膀，使得民生工程可实现智能化控制。利用电气自动化的先进技术对机组施行实时监控，提升水利水电工程效率和经济效益，确保工程日常的顺利运行。
        关键词：水利设施；社会经济；电气自动化
        引言
        随着时代的发展，电子信息技术的飞速发展极大地提升了计算机的性能，使得电子信息技术的使用条件越发成熟。现阶段，我国各地区水电站纷纷将电气自动化技术应用于水利设施的规划以及技术准备工作，并借助完善的计算机系统对工作内容进行监督和管理。
        1 水利电气技术概述
        在水利水电工程发展过程中，我国丰富的水力资源提供了极为有利的支持。由于水利资源属于可再生能源，使得其发展有了全新的方向，因此水利水电工程建设数量飞速发展。在建设社会经济中，节能减排极为重要，同时政府部门也制定了相应的标准与制度，使得节能减排得到了深化与完善，并逐渐将环保工作作为了发展的基础与核心。从电气设备运行角度出发，若其处于超负荷与满负荷状态时，就会为各种故障的出现提供条件，这时风险发生几率将不断提升，因此需要确保节能降耗工作质量快速提升。
        2 存在的主要问题
        2.1 管理人员综合能力较差
        虽然电气自动化技术能够有效提升水利设施的作业效率和质量，但是由于应用时间尚短，部分的自动化设备无法得到充足的利用。电气自动化技术是新型的技术，在实际操作和管理过程中需要综合能力水平较高的技术人才进行指挥和控制，而水利工程技术人员目前的技术能力和管理水平等无法满足电气自动化技术的应用标准。
        2.2 应用的技术含量低
        水利水电工程中运用自动化技术的部分会逐渐增加，并且所应用的自动化技术向更精尖、更深层次发展。但是由于我国在自动化技术方面起步较晚，之前对技术创新的重视程度不够，导致在水利水电工程中所使用的自动化技术含金量过低，很难让自动化技术的经济效应达到最大化。还有在自动化技术研发阶段，国家的资金补助较少，造成技术研发人员没有条件和设备提高自动化技术，使得我国自动化技术在水利水电工程中的应用趋于表面，无法真正做到智能化控制。
        2.3 传统技术与自动化技术的优势和缺点对比分析
        水利设施采用的传统技术与电气自动化技术相比较，不仅成本投入相对较低，且对管理人员以及技术人员的专业技能和综合素质要求较低，因此在以往的运营过程中发挥了较大的作用，尤其是对于偏远山区以及水利工程项目众多的地区来说，传统技术得到了广泛的应用和发展。而电气自动化技术的有效应用不仅能够有效提升水利设施的工作效率，还能降低管理人员的作业负担，让管理人员将经历投入到更为专业的领域当中，真正意义上实现无人管理，是水利工程未来发展的趋势。
        3 应用方式
        3.1 提升水利工程技术人员的综合水平，提高管理能力
        针对电气自动化技术在水利设施中的应用现状，管理人员应当加大技术人员的培训力度，努力提升专业技能和综合水平，保障技术人员能够掌握充足的电气自动化技术的相关知识和操作方法。

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管理人员还应当结合水利工程的实际运行情况构建完善、合理的考核制度，选拔出更多的优秀人才，切实提升电气自动化技术在水利设施中的应用和推广。
        3.2 对相关设备的实际运行状态进行自动化监测
        电气自动化技术能够对水利设施的相关设备的实际运行情况进行自动化的监测，如监测发电机组对应的线路是否处于安全运行状态，发电机的铁芯温度是否控制在正常范围之内。假使发电机的铁芯温度超出正常范围值，电气自动化系统便能及时发出示警信号，通知相关技术人员及时采取有效措施进行解决。与此同时，电气自动化系统还能实时监测水轮发电机组制冷系统的实际运行状况，并对检测过程中出现的问题制定完善的解决措施。
        3.3 对于信号系统和天线反馈部分的防雷措施
        自动化系统信号线选择时，一般以特制的屏蔽线为主，并以穿管方式为载体完成铺设工作。虽然管道过电时其感应电压通常在1kV～2kV内，但是其也处于安全范围标准当中。但是如果雷电对计算机通讯端口或 PLC 等造成侵害，那么其电压值将会大于安全电压标准，从而使自动化系统遭到严重的破坏。因此，应以计算机通讯和数据交换过程中的实时频率为载体和依据，确保避雷器的合理选择。其中，专用信号避雷器是相对合适的一种避雷器器，在通信电缆受到感应雷影响出现的瞬态过电压背景下，三级浪涌保护器可以以支路为路径实现对电流的排放，将其向地下排出，这样即可保证本身输出电流符合安全电压标准。就天馈部分来讲，一般选用专用的三级浪涌保护器。如果雷电波进入到了天线内，可以以天馈线路专用三级浪涌保护器为手段实现对波道的分流，以此对有用信号和雷电流进行分离，保证雷电流向地下的排出。
        3.4 对水轮发电机组进行智能化控制
        电气自动化技术对水轮发电机组进行智能化控制主要体现在以下几方面：（1）电气自动化技术在实际运用过程中，能够有效实现系统的关机停机操作。与此同时，技术人员还可以借助电气自动化技术对发电转调相与调相转发点进行自动化控制与管理。（2）电气自动化技术具备智能化操作的特点，水利设施在实际作业当中，能够借助电气自动化技术对水轮发电机组进行智能化操作和控制，确保其能够以最小的成本投入换取最安全的运行。除此之外，电气自动化技术还能够根据系统的实际运行情况以及指令对发电机组进行智能化的控制，包括启动和停止，从根本上保障各机组之间的优化配置，最大限度地降低水利设施的运行成本。由于电气自动化技术能够对机组实现自动化控制与关停机操作，因此可以对结合水利设施的实际运行情况进行机组的智能化操作，充分发挥系统的最大功效。（3）若电气自动化系统受外在影响而出现故障问题时，电气自动化系统能够根据实际情况对机组进行自动化关闭或启动。
        3.5 机电设备线路的改进方法
        首先，根据线路作用分类，进行分类布置，将信号线和动力线分开设置，避免信号线和动力线形成交错干扰。运行过程中发现动力线经常出现故障，应标记清楚，并在选择电缆电流和电压时确保容量充足，避免出现超电流和超电压引发故障。其次，根据线路的具体应用环境和负载的电流量进行有效计算，并根据计算结果进一步加强线路绝缘效果。再次，加强线路的有效散热，根据线路的具体应用环境，设计行之有效的散热方案。对于处在封闭环境中线路，要对散热方法进行专项研究，从而设置合理的布置方案，保障线路在适宜环境中安全运行。最后，对电缆线路添加相应的防护层和保护层，选择安全、作用强的外层材料，有效防止和减轻设备的磨损问题，延长线路的使用寿命。
        结束语
        综上所述，电气自动化技术在水利设施以及相关设备中的应用仍然存在一定的问题，因此需要相关管理人员深入分析问题产生的缘由并采取针对性的解决措施，切实提升电气自动化技术在水利设施中的应用水平，促进我国水利工程的发展和运转。
        参考文献：
        [1] 李杰.如何利用电气自动化技术促进水利水电工程发展的研究[J].中国战略新兴产业，2018（16）：64.
        [2] 温通华.水利设施中电气自动化的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2017（25）：1844.