馬淑倩

（甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)有廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用在水利水電工程中具備顯著優(yōu)勢(shì)，能夠很大程度上提高水利水電工程經(jīng)濟(jì)效益。電氣自動(dòng)化技術(shù)屬于先進(jìn)技術(shù)，在發(fā)展過(guò)程中越來(lái)越完善，應(yīng)用范圍有明顯增大，能夠取得顯著效果。水利水電工程關(guān)系到我國(guó)國(guó)計(jì)民生，同時(shí)對(duì)居民生活質(zhì)量等有重要影響，必須要對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有足夠重視，就此展開(kāi)了研究分析。

1 水利水電工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)作用

電氣自動(dòng)化技術(shù)包含電氣控制、自動(dòng)化等，能夠在提高其自動(dòng)化水平的同時(shí)節(jié)約人力和物力方面花費(fèi)。同時(shí)電氣自動(dòng)化技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中逐漸滲透人們?nèi)粘Ｉ罘椒矫婷?，比如地鐵、電力、工程建設(shè)等各個(gè)方面，在水利水電工程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)因?yàn)槠浔憬菪?、高效性以及廣泛性等特點(diǎn)，可發(fā)揮重要價(jià)值和作用。電氣自動(dòng)化屬于科學(xué)技術(shù)發(fā)展結(jié)果，能夠很大程度上促進(jìn)生產(chǎn)力水平的提高，在增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的同時(shí)滿(mǎn)足科技發(fā)展需要。

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，電子電力技術(shù)和微電子技術(shù)等迅猛發(fā)展，將電氣自動(dòng)化應(yīng)用在水利水電工程中，能夠更好地滿(mǎn)足水利水電工程建設(shè)和發(fā)展需要。水利水電工程中水輪發(fā)電機(jī)屬于重要組成，水利水電工程自動(dòng)化可發(fā)揮水輪發(fā)電機(jī)樞紐作用，通過(guò)模擬計(jì)算等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電工程的監(jiān)測(cè)控制，評(píng)估發(fā)電機(jī)組與相鄰部件運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題后，可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，確保各任務(wù)的順利完成。水利水電工程自動(dòng)化水平很大程度上受到水利水電工程大小以及機(jī)組設(shè)備好壞等因素影響。

水利水電工程往往需要24 h作業(yè)，工作人員很難對(duì)其工作狀態(tài)展開(kāi)持續(xù)、密切關(guān)注，在這種情況下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可發(fā)揮重要租用，在機(jī)組旁無(wú)人檢測(cè)情況下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠按照預(yù)設(shè)的目標(biāo)展開(kāi)工作。隨著水利水電工程的發(fā)展，水利水電工程自動(dòng)化還關(guān)系到整個(gè)水利水電工程的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。水利水電工程存在有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅可以提高工作安全可靠性，節(jié)約成本花費(fèi)，同時(shí)還能夠維持電量正常供應(yīng)，促進(jìn)單位工作效率的提升，使勞動(dòng)條件得到改善。

水利水電工程電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中可保障工程項(xiàng)目運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和電能質(zhì)量。可利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)水庫(kù)徑流長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，對(duì)運(yùn)行曲線繪制和科學(xué)控制等進(jìn)行優(yōu)化，每年能夠提高2%發(fā)電量，利用電腦對(duì)電廠參數(shù)和經(jīng)營(yíng)等情況展開(kāi)監(jiān)測(cè)，找到存在的事故隱患，在事件出現(xiàn)后，給予及時(shí)有效處理，避免事故擴(kuò)大，促進(jìn)電力系統(tǒng)恢復(fù)，縮短故障處理時(shí)間，每年可提高1%發(fā)電量，創(chuàng)造出巨大經(jīng)濟(jì)效益。

2 水利水電工程電氣自動(dòng)化內(nèi)容

不同水利水電工程規(guī)模，受到技術(shù)人員主觀需求以及習(xí)慣等影響，自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還會(huì)存在有需求多樣化特點(diǎn)，在這種情況下，整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)不管在研發(fā)方面，還是在安裝方面，其要求存在明顯區(qū)別，能夠很大程度上提高系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間，增大研發(fā)成本，影響自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

水利水電工程電氣自動(dòng)化受到多個(gè)方面因素影響，比如水利水電工程大小、水利水電工程電氣自動(dòng)化參與程度、水利水電工程類(lèi)型等。也就是說(shuō)，水利水電工程電氣自動(dòng)化主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電工程整體運(yùn)行情況的監(jiān)督和管理，同時(shí)可監(jiān)控水輪發(fā)電機(jī)組以及相關(guān)輔助設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助設(shè)備的獨(dú)立性控制。另外，還需要重視對(duì)電氣設(shè)備的監(jiān)督和控制，判斷水工建筑物是否可正常運(yùn)行。

2.1 對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行模式自主智能控制

首先，利用電氣自動(dòng)化關(guān)停機(jī)，在無(wú)人情況下獨(dú)立性完成各項(xiàng)工作；其次，電氣自動(dòng)化在實(shí)際應(yīng)用中還能夠保證發(fā)電機(jī)組的健康、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，能夠與實(shí)際情況相結(jié)合，自動(dòng)發(fā)送指令，控制發(fā)電機(jī)組的關(guān)和閉，結(jié)合負(fù)荷要求更換機(jī)組，最大限度提高有用功，控制無(wú)用功；最后，當(dāng)有工作事故，或者在洪澇期機(jī)組頻率降低等情況下，能夠確保設(shè)備更加智能的投入工作，在汛期時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)部分機(jī)組的智能化斷開(kāi)。

2.2 監(jiān)測(cè)水輪發(fā)電機(jī)組及周?chē)匾O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

水利水電工程電氣化不僅可檢測(cè)發(fā)電機(jī)定子繞組以及鐵芯溫度是否在額定范圍，同時(shí)還可監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組定子與電子電路安全，監(jiān)督發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑度和制冷系統(tǒng)以及機(jī)組變速系統(tǒng)等。當(dāng)這些系統(tǒng)有故障出現(xiàn)時(shí)，及時(shí)向檢測(cè)人員發(fā)送急救或者警訊信號(hào)，自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)程序。

2.3 對(duì)周?chē)匾O(shè)備智能控制

在控制方面，涉及油泵、水泵以及空壓機(jī)等控制，當(dāng)有問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，可自動(dòng)切換輔助設(shè)備維持運(yùn)行。還可對(duì)變壓器、輸電線路等重要電氣設(shè)備展開(kāi)控制、檢測(cè)以及保護(hù)。監(jiān)測(cè)水工建筑物運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)水位高低或者攔污閘是否存在阻塞等，保護(hù)飲水壓力管。

3 設(shè)備選型及自動(dòng)化設(shè)計(jì)

當(dāng)前水利水電工程中水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化水平有明顯提高，運(yùn)行過(guò)程中所使用的元件數(shù)量越來(lái)越多。但是在主機(jī)配套自動(dòng)化元件方面還存在有性能不穩(wěn)定、靈敏度差等問(wèn)題，給水利水電工程自動(dòng)化控制安全帶來(lái)較大的影響，因此，水利水電工程設(shè)備選型和自動(dòng)化設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。

3.1 軸流漿式水輪機(jī)調(diào)速器中PLC的運(yùn)用

軸流漿式水輪機(jī)在中低水電站有廣泛應(yīng)用，能夠?yàn)殡姀S創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組制造單位有著不同導(dǎo)葉開(kāi)度和相關(guān)曲線葉片角度，工廠在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，受到渦輪頭以及下游水位變化等，與廠家提供的參數(shù)存在較大區(qū)別，很難取得理想運(yùn)行狀態(tài)。機(jī)組調(diào)試過(guò)程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用，可針對(duì)不同頭和水位下的導(dǎo)葉和葉片進(jìn)行調(diào)整，獲取最佳聯(lián)營(yíng)曲線，確保其可以更為穩(wěn)定安全運(yùn)行。

3.2 水庫(kù)式電站調(diào)速器中PLC的應(yīng)用

水庫(kù)電站運(yùn)行過(guò)程中，水頭范圍十分廣泛，同時(shí)水庫(kù)電站中有調(diào)速機(jī)和啟動(dòng)開(kāi)度裝置，在渦輪機(jī)水頭設(shè)計(jì)方面按照這一參數(shù)設(shè)計(jì)。如果渦輪發(fā)電機(jī)水頭較低情況下運(yùn)行時(shí)，通過(guò)對(duì)電液的調(diào)整很難增加單位達(dá)到額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)壓器啟動(dòng)開(kāi)度，必須要選擇更換芯片等方式解決，電阻串聯(lián)調(diào)節(jié)產(chǎn)值開(kāi)放程度受單位差異等因素影響較大，如果電站頭比設(shè)計(jì)水頭小，注意避免過(guò)快啟動(dòng)，可利用PLC編程控制器等交換芯片以及去除串聯(lián)電阻，對(duì)程序進(jìn)行修改，以此改變啟動(dòng)開(kāi)度。

4 結(jié)語(yǔ)

水利水電工程電氣自動(dòng)化與水電生產(chǎn)之間存在密切聯(lián)系，能夠很大程度上提高水電生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利資源的有效開(kāi)發(fā)和利用，符合國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。電氣自動(dòng)化技術(shù)具備先進(jìn)性特點(diǎn)，將其應(yīng)用在水利水電工程中，能夠準(zhǔn)確把握電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況，同時(shí)還能夠檢測(cè)發(fā)電機(jī)組中存在的問(wèn)題和故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況的有效監(jiān)督，當(dāng)發(fā)現(xiàn)安全隱患后及時(shí)警報(bào)，明確故障出現(xiàn)位置。未來(lái)水利水電工程電氣自動(dòng)化應(yīng)用范圍將會(huì)不斷擴(kuò)大，為我國(guó)水利水電行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。