電氣自動化在水利水電工程中應用

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摘要：隨著我國對自動化技術(shù)的研究不斷深入，電氣自動化技術(shù)已經(jīng)運用于許多領域中，尤其是在工程建設事業(yè)中。電氣自動化技術(shù)能夠大大提高我國工程建設項目的管理水平，降低管理成本，獲得更大效益。本文基于電氣自動化技術(shù)能夠為水利水電工程帶來的技術(shù)便利，通過電氣自動化技術(shù)的基本概念入手，對電氣自動化技術(shù)在水利水電工程中的應用及相關(guān)問題進行研究，提出了一系列的建設性意見。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；水利水電工程；應用

隨著對自動化技術(shù)的研究越來越深入，電氣自動化技術(shù)也開始廣泛應用于我國的各個行業(yè)。在水利水電工程中應用電氣自動化技術(shù)，能夠大大降低工程的管理成本，提高管理效益，具有十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢。而水利水電工程不僅事關(guān)經(jīng)濟發(fā)展，同時也關(guān)系著國民日常生活的質(zhì)量。所以，我們應該積極研究電氣自動化技術(shù)在水利水電項目中的運用，推動水利水電工程項目的發(fā)展。

1電氣自動化的概述

1.1電氣自動化的基本概念

電氣自動化，能夠促進現(xiàn)有的工程項目運作，從傳統(tǒng)人工向設備自動化方向轉(zhuǎn)變。因為電氣自動化技術(shù)本身屬于較為先進的技術(shù)，包含網(wǎng)絡、電子信息等一系列前沿的科技，所以在實際的應用過程中，能夠降低工程項目中人力資源的投入，降低管理的難度和成本，提高項目的收益。隨著近年來電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動化技術(shù)的應用水平已經(jīng)達到了較高的水準。因此，雖然水利水電工程本身具有長期復雜的建筑特點，但是，電氣自動化技術(shù)仍然能夠在水利水電工程中得到較為良好的運用，并且能夠大大提高水利水電工程的生產(chǎn)效率，規(guī)范建設項目中的生產(chǎn)模式。

1.2電氣自動化系統(tǒng)構(gòu)成

近年來，電氣自動化技術(shù)已經(jīng)在水利水電工程中獲得了初步的應用?，F(xiàn)階段，在水利水電工程中使用的主流電氣自動化系統(tǒng)，主要是通過計算機技術(shù)的應用以及搭配智能測控裝置，從而在工程中搭建起運作流暢的、完整的電氣自動化系統(tǒng)，促使水利水電工程內(nèi)部的工作規(guī)范展開。系統(tǒng)主要是通過以太網(wǎng)和現(xiàn)場的總線進行串聯(lián)，以此達到控制中樞與各個部分的連接和控制，形成完整的調(diào)配機制。其中，為了保證系統(tǒng)能夠靈活應對水利水電工程項目中出現(xiàn)的問題，并且根據(jù)實際情況進行功能的調(diào)整，采取了分層的結(jié)構(gòu)。同時，為了提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，構(gòu)建堅固的安全防護體系，避免工作出現(xiàn)失誤，電氣自動化系統(tǒng)采取了冗余配置裝配的方式。

2現(xiàn)階段在水利水電工程中應用電氣自動化技術(shù)的效用

（1）對水利水電工程內(nèi)部的項目運行情況做到實時監(jiān)測。在傳統(tǒng)的人工運行模式中，要想實現(xiàn)對水力水電工程項目內(nèi)的所有項目的全天候檢測，需要投入大量的人力和資金。但是，通過電氣自動化技術(shù)的運用，可以實現(xiàn)對水利水電工程項目內(nèi)部各個項目的全天候?qū)崟r監(jiān)測。不僅能夠大大節(jié)約項目投入的人力和資金，更重要的是電氣自動化技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)運行過程中存在的故障和安全隱患進行及時預警。檢修人員也可以根據(jù)系統(tǒng)的反應進行問題分析和檢修，提高檢修的效率和質(zhì)量。這樣能夠在短時間內(nèi)進行高效率的檢修和解決，避免水力水電工程建設項目因為故障長時間停工而造成更大的經(jīng)濟損失。（2）電氣自動化系統(tǒng)的運用能夠提高水利水電工程項目的工作質(zhì)量和經(jīng)濟效益。首先，通過對自動化系統(tǒng)的應用和安裝，可以為水利水電工程項目內(nèi)部的工作人員提供更加舒適的工作環(huán)境，各種自動化的運行裝置可以為工作人員的工作提供更加全面的信息和便利的工作條件，提高工作效率。同時，如上文所述，系統(tǒng)能夠?qū)こ探ㄔO項目中存在的安全隱患和異常進行及時的預警，避免建設過程中出現(xiàn)大的安全事故和隱患，保障項目安全。除此之外，通過對自動化裝置的應用和安裝，能夠降低項目內(nèi)人力資源的投入和資金的投入，降低了項目管理的成本，提高了項目的經(jīng)濟效益。

3電氣自動化在水利水電工程中的具體應用

筆者參與的引航道水利樞紐工程項目，位于鎮(zhèn)江市城區(qū)北部金山湖與長江鎮(zhèn)揚河段六圩彎道間的引航道上，主要功能是擋洪、排澇、蓄水、引排水（換水）、控制金山湖水位與水質(zhì)以及通航。樞紐由節(jié)制閘、泵站、公路橋、景觀塔樓及配套設施等組成。通過電氣自動化的運用，實踐證明，在每年汛期迎戰(zhàn)長江高潮位、抗擊臺風和強降雨的戰(zhàn)斗中都起到了防洪工程的關(guān)鍵作用，確保居民的生命財產(chǎn)安全。

3.1引航道水利樞紐的水泵和閘門的自動化控制

現(xiàn)階段，電氣自動化系統(tǒng)融合了網(wǎng)絡技術(shù)以及信息自動化技術(shù)，能夠?qū)σ降浪麡屑~的水泵和閘門做到智能化的控制。（1）首先可以降低人力資源的投入。通過系統(tǒng)的控制，可以遠程操作水泵的開停機和閘門的啟閉等調(diào)度工作。（2）同時，在水泵運行時，系統(tǒng)能夠根據(jù)上下水位差控制調(diào)節(jié)水泵的葉片角度，降低能耗，做到節(jié)能環(huán)保，降低項目的運行成本。（3）除此之外，控制系統(tǒng)還能夠?qū)\行中水泵或閘門的故障進行報警，特別是水泵運行時遇到電機的溫度過高報警時，電機會自動停機，保護設備，避免更大的經(jīng)濟損失。

3.2引航道水利樞紐的水泵和閘門的自動化監(jiān)測

電氣自動化系統(tǒng)還能對水泵和閘門的運行狀態(tài)進行全天候的實時監(jiān)測。在監(jiān)測過程中，系統(tǒng)可以對水泵的運行數(shù)據(jù)，如水泵運行的擺度和振動、電機的電流電壓等情況都進行實時的監(jiān)測，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不正常變動，系統(tǒng)能夠在第一時間進行報警，這樣不僅能夠幫助運行值班人員在第一時間發(fā)現(xiàn)故障并進行處理，在一定時間內(nèi)將故障產(chǎn)生的影響降到最低。例如，當電機的相關(guān)裝置因為功率過大而產(chǎn)生發(fā)熱的情況時，值班人員及時調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)，避免設備溫度過高。例如，在閘門啟門過程中出現(xiàn)超差報警時，閘門自動糾偏裝置啟動，保障閘門的正常啟門。除此之外，自動化監(jiān)測系統(tǒng)會將運行過程的數(shù)據(jù)生成報表，便于運行值班人員對設備運行的狀態(tài)進行收集和分析。

3.3在各種設備的智能化檢測和控制

隨著電氣自動化系統(tǒng)的控制范圍不斷擴大，水利水電工程內(nèi)部的許多設備已經(jīng)形成了一定的聯(lián)動機制。所以在設備運行鏈條中的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能夠?qū)@一故障進行及時的檢測，并且調(diào)用鏈條中的其他設備進行項目工作的展開，維持項目運行的平穩(wěn)狀態(tài)。除此之外，電氣自動化系統(tǒng)還能夠?qū)λそㄖ镞M行實時的監(jiān)測。例如，引航道的原型觀測系統(tǒng)可對引航道的公路橋進行工程觀測。

3.4在推動設備選型以及自動化設計的進步發(fā)展

雖然電氣自動化技術(shù)已經(jīng)在水利水電工程建設中得到了一定的應用，并且也獲得了一定的成就。但是，相關(guān)的工作人員必須認識到，現(xiàn)階段的自動化水平仍然處于起步階段，亟待提高。例如，在項目的實際應用過程中，因為裝置的元件靈敏度較低、精度不高等原因，導致系統(tǒng)在實際運用過程中不能夠真正發(fā)揮系統(tǒng)的作用。所以，相關(guān)的工作人員更應該不斷地將設備選型作為工作的重點進行研究，提高設備型號與自動化系統(tǒng)的適配性，提高自動化技術(shù)的水平。例如，在中低水頭電站中，一般使用軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機來維持電站的運轉(zhuǎn)，這種水輪機通常使用導葉協(xié)聯(lián)行動模式來進行設備的運轉(zhuǎn)。但是，在實際的運行過程中，由于導葉的開度類型十分多，不僅給設備的制作提高了難度，并且在實際的應用過程中，導葉還容易受到渦輪頭和水位變化的影響，使得水輪機的作用無法得到充分的發(fā)揮，同時，還會增加水輪機的磨損。在這樣的情況下，只有不斷地進行機組設備工藝參數(shù)的調(diào)整，保證設備內(nèi)各項零件和裝置之間能夠協(xié)調(diào)運行，才能夠真正地提高水輪機的運轉(zhuǎn)效率。

3.5現(xiàn)階段在水利水電工程中應用電氣自動化的注意事項

電氣自動化技術(shù)雖然已經(jīng)在水利水電工程中取得了一定的應用，但是還處于粗淺應用的階段。所以，應該對電氣自動化技術(shù)在水利水電工程中應用存在的不利因素進行解決和調(diào)整，才能夠真正地提高自動化技術(shù)在該領域的應用水平。在水利水電工程中進行電氣自動化技術(shù)的應用時，需要對水利水電工程項目內(nèi)部的運行情況進行實地考察，根據(jù)實際情況來進行應用方案的制定和情況的解決。除此之外，在進行系統(tǒng)的應用時，還應該考慮建設項目內(nèi)各個機組之間協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的關(guān)系，避免因為自動化系統(tǒng)的引入而出現(xiàn)設備的冗余。只有合理地進行系統(tǒng)的布置和構(gòu)建，才能夠充分發(fā)揮電氣自動化系統(tǒng)的作用，提高水利水電工程項目的經(jīng)濟效益。

4結(jié)語

綜上所述，電氣自動化技術(shù)在水利水電工程內(nèi)部的應用能夠降低工程內(nèi)部人力資源和資金的投入，降低管理成本，提高運行的穩(wěn)定性和項目的經(jīng)濟效益。所以，工作人員應該積極探索自動化技術(shù)在水利水電工程項目中的應用，推動水利水電工程項目的發(fā)展。

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作者:丁小麗 單位:鎮(zhèn)江市城市水利管理處