电气自动化在水利水电工程中应用

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摘要：随着我国对自动化技术的研究不断深入，电气自动化技术已经运用于许多领域中，尤其是在工程建设事业中。电气自动化技术能够大大提高我国工程建设项目的管理水平，降低管理成本，获得更大效益。本文基于电气自动化技术能够为水利水电工程带来的技术便利，通过电气自动化技术的基本概念入手，对电气自动化技术在水利水电工程中的应用及相关问题进行研究，提出了一系列的建设性意见。

关键词：电气自动化；水利水电工程；应用

随着对自动化技术的研究越来越深入，电气自动化技术也开始广泛应用于我国的各个行业。在水利水电工程中应用电气自动化技术，能够大大降低工程的管理成本，提高管理效益，具有十分明显的技术优势。而水利水电工程不仅事关经济发展，同时也关系着国民日常生活的质量。所以，我们应该积极研究电气自动化技术在水利水电项目中的运用，推动水利水电工程项目的发展。

1电气自动化的概述

1.1电气自动化的基本概念

电气自动化，能够促进现有的工程项目运作，从传统人工向设备自动化方向转变。因为电气自动化技术本身属于较为先进的技术，包含网络、电子信息等一系列前沿的科技，所以在实际的应用过程中，能够降低工程项目中人力资源的投入，降低管理的难度和成本，提高项目的收益。随着近年来电气自动化技术的不断发展，电气自动化技术的应用水平已经达到了较高的水准。因此，虽然水利水电工程本身具有长期复杂的建筑特点，但是，电气自动化技术仍然能够在水利水电工程中得到较为良好的运用，并且能够大大提高水利水电工程的生产效率，规范建设项目中的生产模式。

1.2电气自动化系统构成

近年来，电气自动化技术已经在水利水电工程中获得了初步的应用。现阶段，在水利水电工程中使用的主流电气自动化系统，主要是通过计算机技术的应用以及搭配智能测控装置，从而在工程中搭建起运作流畅的、完整的电气自动化系统，促使水利水电工程内部的工作规范展开。系统主要是通过以太网和现场的总线进行串联，以此达到控制中枢与各个部分的连接和控制，形成完整的调配机制。其中，为了保证系统能够灵活应对水利水电工程项目中出现的问题，并且根据实际情况进行功能的调整，采取了分层的结构。同时，为了提高系统运行的稳定性和安全性，构建坚固的安全防护体系，避免工作出现失误，电气自动化系统采取了冗余配置装配的方式。

2现阶段在水利水电工程中应用电气自动化技术的效用

（1）对水利水电工程内部的项目运行情况做到实时监测。在传统的人工运行模式中，要想实现对水力水电工程项目内的所有项目的全天候检测，需要投入大量的人力和资金。但是，通过电气自动化技术的运用，可以实现对水利水电工程项目内部各个项目的全天候实时监测。不仅能够大大节约项目投入的人力和资金，更重要的是电气自动化技术能够对系统运行过程中存在的故障和安全隐患进行及时预警。检修人员也可以根据系统的反应进行问题分析和检修，提高检修的效率和质量。这样能够在短时间内进行高效率的检修和解决，避免水力水电工程建设项目因为故障长时间停工而造成更大的经济损失。（2）电气自动化系统的运用能够提高水利水电工程项目的工作质量和经济效益。首先，通过对自动化系统的应用和安装，可以为水利水电工程项目内部的工作人员提供更加舒适的工作环境，各种自动化的运行装置可以为工作人员的工作提供更加全面的信息和便利的工作条件，提高工作效率。同时，如上文所述，系统能够对工程建设项目中存在的安全隐患和异常进行及时的预警，避免建设过程中出现大的安全事故和隐患，保障项目安全。除此之外，通过对自动化装置的应用和安装，能够降低项目内人力资源的投入和资金的投入，降低了项目管理的成本，提高了项目的经济效益。

3电气自动化在水利水电工程中的具体应用

笔者参与的引航道水利枢纽工程项目，位于镇江市城区北部金山湖与长江镇扬河段六圩弯道间的引航道上，主要功能是挡洪、排涝、蓄水、引排水（换水）、控制金山湖水位与水质以及通航。枢纽由节制闸、泵站、公路桥、景观塔楼及配套设施等组成。通过电气自动化的运用，实践证明，在每年汛期迎战长江高潮位、抗击台风和强降雨的战斗中都起到了防洪工程的关键作用，确保居民的生命财产安全。

3.1引航道水利枢纽的水泵和闸门的自动化控制

现阶段，电气自动化系统融合了网络技术以及信息自动化技术，能够对引航道水利枢纽的水泵和闸门做到智能化的控制。（1）首先可以降低人力资源的投入。通过系统的控制，可以远程操作水泵的开停机和闸门的启闭等调度工作。（2）同时，在水泵运行时，系统能够根据上下水位差控制调节水泵的叶片角度，降低能耗，做到节能环保，降低项目的运行成本。（3）除此之外，控制系统还能够对运行中水泵或闸门的故障进行报警，特别是水泵运行时遇到电机的温度过高报警时，电机会自动停机，保护设备，避免更大的经济损失。

3.2引航道水利枢纽的水泵和闸门的自动化监测

电气自动化系统还能对水泵和闸门的运行状态进行全天候的实时监测。在监测过程中，系统可以对水泵的运行数据，如水泵运行的摆度和振动、电机的电流电压等情况都进行实时的监测，一旦出现数据的不正常变动，系统能够在第一时间进行报警，这样不仅能够帮助运行值班人员在第一时间发现故障并进行处理，在一定时间内将故障产生的影响降到最低。例如，当电机的相关装置因为功率过大而产生发热的情况时，值班人员及时调节制冷系统，避免设备温度过高。例如，在闸门启门过程中出现超差报警时，闸门自动纠偏装置启动，保障闸门的正常启门。除此之外，自动化监测系统会将运行过程的数据生成报表，便于运行值班人员对设备运行的状态进行收集和分析。

3.3在各种设备的智能化检测和控制

随着电气自动化系统的控制范围不断扩大，水利水电工程内部的许多设备已经形成了一定的联动机制。所以在设备运行链条中的某一环节出现故障时，系统能够对这一故障进行及时的检测，并且调用链条中的其他设备进行项目工作的展开，维持项目运行的平稳状态。除此之外，电气自动化系统还能够对水工建筑物进行实时的监测。例如，引航道的原型观测系统可对引航道的公路桥进行工程观测。

3.4在推动设备选型以及自动化设计的进步发展

虽然电气自动化技术已经在水利水电工程建设中得到了一定的应用，并且也获得了一定的成就。但是，相关的工作人员必须认识到，现阶段的自动化水平仍然处于起步阶段，亟待提高。例如，在项目的实际应用过程中，因为装置的元件灵敏度较低、精度不高等原因，导致系统在实际运用过程中不能够真正发挥系统的作用。所以，相关的工作人员更应该不断地将设备选型作为工作的重点进行研究，提高设备型号与自动化系统的适配性，提高自动化技术的水平。例如，在中低水头电站中，一般使用轴流转浆式水轮机来维持电站的运转，这种水轮机通常使用导叶协联行动模式来进行设备的运转。但是，在实际的运行过程中，由于导叶的开度类型十分多，不仅给设备的制作提高了难度，并且在实际的应用过程中，导叶还容易受到涡轮头和水位变化的影响，使得水轮机的作用无法得到充分的发挥，同时，还会增加水轮机的磨损。在这样的情况下，只有不断地进行机组设备工艺参数的调整，保证设备内各项零件和装置之间能够协调运行，才能够真正地提高水轮机的运转效率。

3.5现阶段在水利水电工程中应用电气自动化的注意事项

电气自动化技术虽然已经在水利水电工程中取得了一定的应用，但是还处于粗浅应用的阶段。所以，应该对电气自动化技术在水利水电工程中应用存在的不利因素进行解决和调整，才能够真正地提高自动化技术在该领域的应用水平。在水利水电工程中进行电气自动化技术的应用时，需要对水利水电工程项目内部的运行情况进行实地考察，根据实际情况来进行应用方案的制定和情况的解决。除此之外，在进行系统的应用时，还应该考虑建设项目内各个机组之间协调运转的关系，避免因为自动化系统的引入而出现设备的冗余。只有合理地进行系统的布置和构建，才能够充分发挥电气自动化系统的作用，提高水利水电工程项目的经济效益。

4结语

综上所述，电气自动化技术在水利水电工程内部的应用能够降低工程内部人力资源和资金的投入，降低管理成本，提高运行的稳定性和项目的经济效益。所以，工作人员应该积极探索自动化技术在水利水电工程项目中的应用，推动水利水电工程项目的发展。

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作者:丁小丽 单位:镇江市城市水利管理处