電氣自動化在水利水電工程中的應用分析

甘肅省疏勒河流域水資源局水庫電站管理處昌馬水庫管理所 祁幼武

水利水電工程具有一定的復雜性和系統性，工程的建設過程也十分繁瑣，涉及的內容眾多，為更好發揮水利水電工程的優勢必須全面發展電氣自動化技術，在每一個水利水電運行中都灌輸電氣自動化思想，實現自動化水平的全面應用，提高整個工程的運行效率，從而獲取更高的經濟利益。

1 水利水電工程中電氣自動化系統的構成

電氣自動化技術融合了現代網絡信息技術與電子信息技術，從而形成一種先進的技術，通過電氣自動化的大量實踐與推廣，許多領域都已經引入了電氣自動化技術，并全面提升了生產效率，大大降低了人力物力，改變了傳統的人為操作模式，為人們的生產與生活帶來了更簡便捷的優勢。隨著我國電氣自動化技術的全面發展，已實現了社會各個角落的全面覆蓋，如公交、地鐵、電氣、現代化工程的機械系統等都取得了優異成績，實現了自動化水平的提升[1]。目前電氣自動化技術已成為當前眾多產業的主要發展方向，推動了我國新興技術的應用，有效的將科技力量轉化為生產力，促進社會經濟水平的全面提升。

在科技水平的不斷發展中計算機網絡技術在各個領域中實現了全面覆蓋，許多企業依賴計算機網絡技術的應用徹底打破了傳統運行模式，推動了企業的發展。尤其是水利水電工程，結合現階段電氣自動化發展水平已逐漸形成新型的自動化模式，取代了傳統的人為操作運行體系，大大提高了水利水電工程系統的運行效率，減少了人工操作的復雜性和錯誤率，現階段的水利水電工程自動化水平能夠實現智能監控和無人值班等工作狀態[2]。目前水利水電工程電氣自動化系統組成部分的核心內容仍是依托計算機技術來實現的，同時結合微型繼電保護裝置和測控設備以及可進行自主編程的控制器模塊來實現系統的自動化運行。

水利水電自動化系統主要由現場控制線和RS485構成，同時包含了多個傳感器和智能設備，根據實際的應用順序將這些設備合理分布，形成完整的電氣自動化水利水電系統（圖1）。通過這種開放式的運行系統還能夠實現拓展功能，結合整體結構與系統的功能差異，開展合理化的監控措施，提升了整個電氣自動化水利水電系統的靈活性[3]。在該系統中還全面應用了大量冗余配置裝備，大大提升了整個電氣自動化系統的穩定性，同時在系統的維護上也應用了便捷式升級技術，有利于水電工程的檢測工作。

圖1 水利水電自動化系統

2 電氣自動化技術在水利水電工程應用價值

水利水電工程領域電氣自動化技術具有良好的應用價值，其要體現在兩方面：有助于提高整體運行效率；可發揮出全方位的監控效果，保障系統的維護管理工作。對于電氣自動化技術的發展來說，最核心的技術就是針對電氣自動化技術的應用，其中涉及到計算機技術和PLC 技術的結合應用。在計算機技術中擔負著自動化的核心內容，就我國目前的水利水電工程而言，已全面實現了計算機系統的高度整合，通過計算機技術實現水利水電工程的自動化與智能化發展。

在電氣自動化技術的應用中，仍然需要PLC 技術的支持，PLC 也是自動化系統的核心技術，對于水利水電工程而言PLC 技術可實現水利系統以及供水系統的自動化控制，能夠對水利水電工程的數據和信息進行采集處理。當前我國水利水電工程中不同級別的系統都對PLC 技術開展了自主調配，通過調配工作的完成后能夠實現存儲與整合功能，從而對實現良好的水利水電工程系統監控能力[4]。

對于水利水電工程來說電氣自動化的應用具有較高的價值，對水利水電工程的生產運行具有絕對的優勢。具體分析來看，水利水電工程中應用PLC 技術能夠將以往的不同工作內容進行合理的協調和控制，實現了水利水電工程效率的全面提升。結合現階段電氣自動化發展水平來說，在水利水電工程中的應用還提高了水利水電工程的工作質量，降低了人為工作的難度，同時也提高了電力運行的安全性與可靠性。

3 電氣自動化技術在水利水電工程中發揮的優勢及相關應用

監控水利水電工程。就現階段的水利水電工程而言，電氣自動化的發展與融入可充分發揮水輪發電機的作用，通過計算機模擬公式的計算效果來達到實時的水利水電工程監控，提高水利水電工程系統中各機組的運行穩定性，當系統出現運行問題時可及時發出報警信號并快速指出報警源，有利于維修技術人員快速的實現故障排查與維修，從而提高水利水電工程運行效率，保障水利水電設備運行可靠性與安全性。在實際的水利水電工程系統中，采用的發電機組型號也極其豐富。

提高水利工程工作效率。對于電氣自動化的水利水電工程而言，在正常運行中有效的提高了整個系統的安全性，同時也提高了系統運行的經濟效果，提升效果最明顯的就是系統的運行效率，還降低了人為工作的強度，保障水利工程的運行質量，同時技術人員可在室內進行遠程控制和操作，改善了工作環節，大大提高了操作控制的有效性。采用電氣自動化技術實現水利水電工程的運行還能合理發揮監控技術的優勢，對整個水利水電工程系統的運行狀態進行實時監控，避免存在安全隱患。在進行水利水電運行狀態的分析時可快速發現系統中的故障，為搶修提供支持并快速恢復運行。所以，水利水電自動化運行大大降低了人力勞動，提高了水利工程的工作效率，促進了企業的快速發展。

提高了系統運行效益。傳統水利水電工程受到信息和技術手段的限制，經常會出現水資源浪費現象，不但不利于企業的經濟效益提升，同時也對生態環境造成一定的影響，出現嚴重的資源浪費。采用電氣自動化技術后改變了傳統人為操作模式，利用計算機就能實現一鍵控制，降低了企業的運行成本，同時也減少了水資源浪費的情況，對水利水電工程的運行具有重要意義。

電氣自動化按技術應用在水利水電工程中會存在一定的復雜性，且很容易被外界各類因素所干擾，導致影響系統的可靠運行。對于不同規模的水利水電工程來說，水利水電系統中設備具有較大的差異，也會對自動化程度產生影響，其相關應用具體如下。

水輪發電機組的智能控制應用。應用電氣自動化技術可實現智能化控制水輪發電機組系統，自主控制的效果主要體現在三方面：首先能夠實現智能化的管理發電系統設備，實現智能開關機和自動調節的效果，最大的優勢是再不需要人為進行手動操作和管理，僅憑借自動化系統進行指令的處理實現控制效果；其次可促進企業節能效果的提升，在實際工作中，結合實際發電情況設置對應的機組，確保用最小的能耗產出最大的發電量，促進企業工作效益的提升；最后當出現水利水電故障時，還能根據實際情況調整備用發電機組的工作狀態，降低無用功，促進能源的最大化利用率。

水利水電工程機械設備的控制。水利水電工程系統中存在許多先進設備，加強設備的控制對于系統運行安全起到了重要意義，為更好的提高系統穩定運行效率，必須積極開展有效的設備控制工作，提升水利水電系統中的設備管控力度[5]。目前傳統設備管理已滿足不了現代化應用需求，因此大部分企業基于現代計算機控制技術領域的發展全面實現了水利水電工程設備的數字化控制，提高了系統的修復能力，取代了傳統的技術應用，實現了高效的自動化技術水平，加快了數據記錄和存儲的效率。

智能化控制設備。應用電氣自動化系統可實現設備的智能化控制效果，其中包括空壓機、水泵和油泵等多個設備，如果這些設備在運行中出現故障問題確保系統能夠正常工作。電氣自動化系統的構建還可對系統內的電氣設備開展檢測、監測、控制一級保護，例如變壓器、母線和輸電線等。

綜上，水利水電工程對我們的生活起到了重要作用，為更好改善我們的生活品質，將電氣自動化技術應用到水利水電工程中，可以有效的提高系統運行效率，為人們提供更安全、更可靠的能源，促進經濟的發展。