方卫华
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摘要：电气自动化对工程建设事业的发展起到推动性作用，通过电气自动化在水利水电工程中的应用，有助于提高工程管理水平，创造显著的经济效益。本文以水利水电工程为背景，阐述了电气自动化系统的组成和主要作用，围绕电气自动化在水利水电工程中的应用要点展开探讨，以促进水利水电工程行业的发展。
关键词：电气自动化；水利水电；系统组成
１水利水电工程中的电气自动化概述及系统组成
1.1电气自动化概述
电气自动化融合网络信息、电子信息等一系列现阶段前沿的技术形式，是生产作业由传统模式向自动化方向发展的重要技术支撑，具有高效、减少资源投入等效果。随着配套技术的深度发展，现阶段的电气自动化已经具有较高的应用水平，逐步渗透至社会生产、生活的各个层面。水利水电工程的建设规模较大，具有周期长、复杂度高等特点，在引入电气自动化技术后，可提高工程生产力，以更为规范、更为自动化的方式完成相关工作。
1.2电气自动化系统的组成
随着电气自动化系统在水利水电工程中的逐步应用，现阶段已经创建出一套自动化操作模式，通过计算机技术与智能测控装置软硬件的融合，可以构建起完整的电气自动化系统，以推动工程作业的高效开展。电气自动化系统集丰富要素于一体，通过以太网和现场总线串联，实现与控制站等相关装置的联结，从而构成完整的体系，共同运行协同控制机制。系统为分层结构，灵活性较强，可根据功能需求及时扩展。在采取冗余配置装配的方式后，可达到维持系统安全性、提高其可靠性的效果，加之先进信息技术的融合，构筑完善的安全防护体系。系统自带人机接口，有利于用户日常控制工作的顺利开展。
２电气自动化在水利水电工程中的主要作用
2.1监测水利水电工程的运行状况
在水利水电工程中，通过电气自动化技术的应用，可以全天候监测其运行状况，以便及时发现系统存在的故障或安全隐患，若存在异常之处则能够立即触发警报信号，检修人员可对问题做出分析，高效锁定故障类型、作用范围以及生成机制，从而在短时间内完成维修工作。可以发现，电气自动化技术的时效性较强，故障维修或安全隐患排查所需要的时间相对较短，避免了发电机组长期处于故障状态的局面，进而减少不必要的经济损失，为水利水电工程整体的稳定运行保驾护航。
2.2提质增效
通过电气自动化系统的应用，可达到提质增效的效果。首先，创建并运行自动监控运行机制，其对于增强工程整体稳定性大有裨益，各类装置可在良好的环境下高效运行，工作人员也能享受到更佳的作业条件，在各类生产要素的协同作用下，促进水利水电工程的发展，创造显著的社会效益和经济效益。其次，电气自动化系统融合了先进的计算机监控技术，可以面向水利水电工程整体展开全面的监测，对工程运行状况做出准确的判断，基于既有数据及时预测可能出现的问题，从根本上消除安全隐患。最后，电气自动化系统的运行能力较强，对劳动力所提出的需求较低，既减少了人力资源投入，又避免了因人为操作而导致的效率低下问题，由此创造丰厚的经济效益，提高企业的核心竞争力。
３电气自动化在水利水电工程中的具体应用
3.1自动化控制水轮发电机组运行
电气自动化系统集监测、分析、反馈及调节功能于一体，可以智能控制水轮发电机组，使其维持稳定运行状态。１）在电气自动化系统的调度下，协调好开关机、转调等工作，全程无需过多人员的参与，仅需根据特定的指令完成调度即可，水轮发电机组可根据指令做出调节行为。２）电气自动化系统充分贯彻节能环保的发展理念，以水轮发电机组正常运行为前提，最大限度降低其能耗，以低消耗的模式实现效益最大化的目标。自动化系统可密切关注最新的工作情况，进而自动部署发电机组，在非必要时关停部分机组，或是在存在需求时及时启用机组。３）水利水电工程具有规模化的特点，其在运行期间易由于内外部因素的作用而发生故障。在出现此类情况时，电气自动化系统及时做出响应，自动接管机组，根据系统掌握的情况开启紧急备用机组，以便快速恢复正常发电状态。
此外，考虑到安全性的要求，电气自动化系统还将对机组的运行状况做出判断，必要时将自动断开特定的机组，以最大限度减小故障影响范围。
3.2监测水轮发电机组的运行状态
电气自动化系统具有自动监测的功能，能够及时掌握发电机组运行稳定水平、电路安全状况、发电机的负荷等，若某项指标存在向极端变化的趋势，则能够及时做出调整，使其稳定在许可范围内。电气自动化系统还能够精细化调节制冷系统，使机组等相关装置在合理的温区内运行，避免因温度过高而导致设备烧损的异常状况。若发电机组运行期间存在故障，该部分情况将由电气自动化系统及时感应，在对外发出信息的同时还将同步采取调整措施，通过自动化的方式尽可能控制故障的影响范围，而检修人员可第一时间获取故障信息，随即组织分析与维护工作，自故障发生开始直至完成维修所持续的时间较短，不良影响范围较小，可减少因故障而导致的经济损失。
3.3智能化控制设备
电气自动化系统的控制范围广，包含水泵、油泵以及空压机等。由于形成了联动机制，因此在某些设备发生故障后，电气自动化系统将及时检测到具体情况并调用其他设备，以维持正常的运行状态。电气自动化系统可以针对核心的电气设备展开全方位的检测与诊断，视实际情况采取控制措施，例如掌握及控制变压器、母线等。水工建筑物的使用状况将对水利水电工程的整体运行水平带来影响，而电气自动化系统则能够及时监测此方面的情况，亦可采集有关于拦污栅畅通状况的信息，若存在堵塞的情况，则会及时提醒维护管理人员，以便及时疏通。并且，电气自动化系统还能够检测水位高程并及时调整，使其在各阶段均稳定在合理的高程区间内。
3.4设备选型及自动化设计
科学技术水平持续进步，给水利水电工程建设事业的开展提供了更为可靠的技术支持，丰富的前沿科学技术相继被应用于水利水电工程中，随着自动化元件的逐步丰富，其在水利水电工程中的作用也愈发显著。但需意识到，现阶段发电机自动化水平依然有待提高，在实际应用中存在元件灵敏度不足、可靠性欠佳、精度偏低等局限之处，导致水利水电工程的自动控制机制难以有效发挥出作用。对于此问题，有关技术人员需要将设备的选型与升级作为突破口，保证设备型号与水利水电工程建设需求之间具有相适性，同时做好自动化设计工作。以中低水头电站为例，则普遍应用到轴流转浆式水轮机，具体如图１所示。该水轮配置有涡轮叶片，采取的是导叶协联行动模式，通过该装置的应用，解决了以往中低水头电站运行期间稳定性不足、故障频发、经济效益低等问题。但导叶开度类型多样，显著增加了制作难度，且易受到涡轮头和下游水位变化的影响，使水轮机的运行参数与理论值出现较大的偏差。加之外界环境的作用，水轮机的运行效率长期偏低。对此，技术人员以实际情况为立足点，适时调整工艺参数，以保证各类装置之间具有协调性，通过ＰＬＣ控制方式的应用，可显著提高水轮机的运转效率，发电质量可靠、效益显著。
3.5电气自动化用于水利水电工程中要注意的内容
通过电气自动化技术的应用，能够给水利水电工程提供可靠的技术支撑，但电气自动化在该领域的应用尚处于起步阶段，因此，依然存在诸多亟需解决的问题。水利水电工程运营期间存在诸多干扰因素，若缺乏有效的控制措施容易影响水利水电工程的正常运营，造成不必要的损失。在应用电气自动化技术时，需要紧密结合水利水电工程的实际状况，尽可能确定不良因素，由此制定相适应的解决对策，在电气自动化技术的支持下最大限度减少不良因素的干扰。此外，在创建电气自动化系统时，还需考虑到其与电站机组等相关配套装置的关系，诸如电站机组等均是水利水电工程中不可或缺的部分，在使用电气自动化技术时需合理优化，实现技术与硬件的有机融合，以便充分发挥出电气自动化技术的应用效果。在合理应用电气自动化技术后，可以给机组等装置的运行提供安全保障，稳定且高效地运行，创造更加可观的经济效益和生态环境效益。
４结束语
水利水电工程的规模较大，其运行水平将直接对水电生产的品质带来影响。在信息技术日益成熟的背景下，有必要将先进的技术引入至水利水电工程中，由此创建电气自动化系统，及时监测发电机等相关装置的运行情况，并适时采取调整措施，助力于水利水电工程的发展。
参考文献：
［１］陈进．浅谈电气自动化在水利工程中的应用［Ｊ］．科技风，２０２０，３３（１６）：１７６．
［２］刘靖华．电气自动化在水利工程的应用实践探究［Ｊ］．珠江水运，２０２０，２８（１３）：５９－６０．
［３］马淑倩．电气自动化在水利水电工程中的应用［Ｊ］．智能城市，２０１９，５（１７）：１８１－１８２．