水利水電工程中電氣自動化的具體應用

馬振斌，孔令敏

（1.山東省德州市陵城區水利局，山東 德州 253500；2.山東省調水工程運行維護中心平度管理站，山東 青島 266700）

隨著我國科學技術的不斷發展，電氣自動化技術開始被各行各業廣泛應用。將電氣自動化技術應用在水利水電工程中，可以從根本上提高整個水利水電工程項目的經濟效益。水利水電工程建設關乎國計民生，對民眾日常生產生活有著巨大影響。因此，要將電氣自動化技術充分利用到水利水電工程建設中。

1 電氣自動化技術的作用

電氣自動化技術包含電氣控制、自動化等內容，在提升自動化水平的基礎上，減少人力資源和物力資源的消耗。由于電氣自動化技術具有便捷性、高效性、廣泛性等特點，在項目施工建設中發揮巨大作用。電氣自動化是科學技術迅猛發展下的產物，不僅可以大幅度提升生產力水平，還能在提升經濟實力的同時，滿足社會發展的相關需求。我國對環保事業的發展十分重視，低碳節能型自動化技術的應用，有助于各項工作有序、有效開展，對機組設定嚴苛要求，可實現低耗能、高產出的目標，保障資源利用率大幅度提升。在工程設計中采用的智能化、網絡化等方式，實現自動化控制運行，不僅降低了無用功，還在一定程度上提升了資源利用水平。

在水利水電工程中，水輪發電機設備屬于重要構件，工程自動化可以發揮出水輪發電機的樞紐作用，以模擬計算等手段實現高效的工程監控，對發電機組和相鄰部件運行狀態予以評估，發現問題后可快速發出警報，保障各項工程任務順利執行[1]。

水利水電工程通常為全天候作業，工作人員難以持續、密切關注施工作業動態。基于此，采用電子自動化技術可以節省人力資源，無人檢測時亦可根據預設目標開展工作。水利水電工程電氣自動化可以提升工作效率和安全性，還可以減少資金成本投入，保障電量平穩、充足供應，提升單位生產水平，優化勞動條件。

采用計算機監測技術，對水庫徑流予以長期監測，針對其運行曲線加以控制和優化，年均發電量將得到大幅度提升，通過監測電廠參數和經營態勢，發現潛藏威脅和安全隱患，在發生故障時采取行之有效的處理辦法，防止事態加重，促進電力系統盡快恢復到正常狀態，縮短處理問題的時間，這樣既可提升發電效率，還可以提升整體經濟收益[2]。

2 電氣自動化的應用

2.1 水輪發電機組運行控制分析

第一，采用電氣自動化技術對水輪發電機組進行開關機操作，當其處于無人情況下可獨立完成各類工作[3]。

第二，通過電氣自動化技術可以保障發電機組有條不紊地運行，根據實際情況，實現指令自動發出，對發電機組開關進行自動化控制，使其符合標準，繼而達成提升有用功、控制無用功的目標。

第三，當機組工作出現失誤，或洪澇發生導致機組頻率降低時，可以保障設備繼續正常工作，在汛期可達成對部分機組的運行開關智能切斷，保障整個線路的安全。

2.2 水輪發電機組運行狀態檢測

在水利水電工程自動化應用中，不僅會檢測發電器定子繞組、鐵芯溫度等是否正常，還能夠監測發電機組定子、電子電路等具體情況，對整個發電機組潤滑度、制冷系統以及機組變速系統等進行實時監控。當系統發生故障時，及時以急救信號的形式發送給相關工作人員，并自動啟動應急響應流程。

2.3 智能控制重要設備

電氣自動化的基本操作模式是對周邊設備予以統一處理，實時性地掌握各個設備具體運行情況，最為常見的是水泵和油泵等設備，若發現該類設備運行不妥，可使用計算機系統進行自動化調試，可在短時間內快速恢復設備的運行，繼而維系供電設備的安全性和穩定性。同時，在水利水電工程項目建設中，建筑物施工十分關鍵。通過自動化操作可對施工全程進行監控和記錄，掌握發電機等設備的運行狀況。若發現堵塞現象，可通知維修人員第一時間趕到現場，處理堵塞問題。水位高低對整個水利水電工程的影響很大，介入電氣自動化技術后便可完成水位自動化控制，將水位控制在合理范圍內。

3 設備選型與自動化設計

當前，在水利水電工程項目中，水輪發電機組自動化水平較之前相比得到了提升，在運行階段內，使用的元件數量不斷增加。在主機配套自動化原件上，性能不穩定、靈敏度不高等問題十分常見，這對整個水利水電工程項目自動化控制水平的影響較大，所以，一定要做好水利水電工程項目設備選型和自動化設計工作，繼而提升整個工程項目的自動化水平。

3.1 PLC在軸流漿式水輪機調速器中的應用

軸流槳式水輪機普遍適用于中低型水電站，可以為電廠帶來更多經濟收益。在汽輪器發電機組制作企業中，對導葉開度和曲線葉片角度的設計有不同的規格要求。在對機組進行調試時采用自動化技術，針對不同渦輪頭和水位下的導葉、葉片等加以調試，繼而便可獲取最優聯動曲線，便可保障軸流槳式水輪機運行安全性和穩定性。

3.2 PLC在水庫式電站調速器中的應用

在水庫電站運行期間，水頭范圍很寬，水庫電站內部含有調速機設備和啟動開度裝置，渦輪機設備水頭設計，要根據設定參數來進行詳細化、標準化設計。如果渦輪發動機水頭很低，在工作時僅采用調整電液的方式很難達到額定轉速穩壓器的起動開度標準，此時必須更換芯片，電阻串聯調節產值的開放程度，受單位差異影響很大，如果電站頭低于設計標準，這時就要防止起動過快，要借助電氣自動化變為控制器等來完成芯片切換，還要排除串聯電阻，這樣才能在有效調試修改程序后，實現起度的合理變化。

4 結語

水利水電工程電氣自動化和水電生產工作之間的關系密切，其可以有效提升水電生產質量和效率，達成對水資源的有效開發與合理利用，和國家能源結構調整要求相匹配。電氣自動化技術的先進性特點十分突出，應用在水利水電工程項目中，可以全面把握好電氣企業生產態勢，并且還可以檢測發電機組的運行故障，實現對整個系統運行情況的全程監管。