黃澤壯

河北大學(xué)國(guó)際學(xué)院，河北保定，071032

0 引言

在社會(huì)不斷的發(fā)展中，水利工程所凸顯出來(lái)的作用越來(lái)越明顯。高質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)良好的水利工程不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)水資源的合理分配具有重要意義，更可以有效解決因地域問(wèn)題而導(dǎo)致的水資源不均。電氣自動(dòng)化是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，在建筑工程的運(yùn)用當(dāng)中，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)、線路等因素，將工程項(xiàng)目的組成部分統(tǒng)一結(jié)合自動(dòng)化管理，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程當(dāng)中的應(yīng)用可以有效地提高運(yùn)行效率，減少事故發(fā)生率，提升水利工程整體效益。

在我國(guó)水利工程建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)使用到很多的電氣設(shè)施，常見的電氣設(shè)備有變壓器、斷路器和空壓機(jī)等，在管理和保養(yǎng)設(shè)備過(guò)程中，傳統(tǒng)的檢修技術(shù)主要依賴人力，不僅會(huì)增加工程建設(shè)與運(yùn)行在人工仿方面的投入，還會(huì)增加失誤率，導(dǎo)致事故的發(fā)生[1-2]。合理將電氣自動(dòng)化運(yùn)用在水利工程當(dāng)中，不僅可以全過(guò)程、自動(dòng)化、可控性和緊急性控制電氣設(shè)備和系統(tǒng)，減少失誤率，更可以有效提升水利工程的管理效率。

1 電氣自動(dòng)化的概述

1.1 電氣自動(dòng)化的基本概念

電氣自動(dòng)化是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，在建筑工程的運(yùn)用當(dāng)中，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)、線路、設(shè)備、電子信息等因素，將工程項(xiàng)目的組成部分統(tǒng)一結(jié)合自動(dòng)化管理，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，智能化運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際的應(yīng)用中，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以有效減少工程中的人工投入，降低事故發(fā)生率，減少人為干擾因素對(duì)工程的影響。隨著近幾年電氣自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)目前的電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，在水利水電工程當(dāng)中的運(yùn)用也較為頻繁，有效提高水利水電工程的運(yùn)轉(zhuǎn)效率[3]。

1.2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

近幾年，電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利水電工程當(dāng)中的運(yùn)用較為頻繁，目前電氣自動(dòng)化在水利水電工程的運(yùn)用，主要采取的是融于配置裝配的方式，并采取主流電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能測(cè)控輔助裝置來(lái)有效地保證水利水電工程的有序開展。該系統(tǒng)是通過(guò)串聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)的總線配置。達(dá)到連接和控制各個(gè)部分的目的，形成完整的水利水電管控機(jī)制，其中采取分層結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)水利水電的實(shí)際情況和功能進(jìn)行調(diào)節(jié)，加固一定的防護(hù)體系，來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2 電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水利工程的意義

2.1 有助于穩(wěn)定工程效益

電氣設(shè)備和系統(tǒng)是支撐水利大型工程正常運(yùn)行的重要條件，尤其對(duì)于大規(guī)模的水利工程而言，電氣設(shè)備和系統(tǒng)是決定其能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。但是大規(guī)模的水利工程一般包括復(fù)雜多樣且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電氣設(shè)備和系統(tǒng)，一旦設(shè)備和系統(tǒng)出現(xiàn)異常，會(huì)大大增加事故發(fā)生率。而隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，一方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)預(yù)警，便于工作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，減少水利工程的事故率，保證水利工程平穩(wěn)運(yùn)行[4]；另一方面，電氣自動(dòng)化技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)各類復(fù)雜的電氣設(shè)備和系統(tǒng)，以此來(lái)保證水利工程中各種電氣設(shè)備的正常高效運(yùn)行，保證水利工程持續(xù)性的工程效益。

2.2 有助于提升工作效率

在我國(guó)現(xiàn)有的水利工程中，電氣設(shè)備一般呈現(xiàn)復(fù)雜多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和分布零星無(wú)規(guī)律等特點(diǎn)，這就導(dǎo)致在日常的檢修過(guò)程中，要更多地依賴人力，使得工作效率較低。而隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，可以有效地對(duì)水利工程中的全部電氣設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，工作人員只需要簡(jiǎn)單的移動(dòng)便攜設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)查看工程運(yùn)行情況和進(jìn)展的目的，大大提高了水利工程中工作人員的工作效率，而且電氣自動(dòng)化技術(shù)還具備一定范圍內(nèi)的系統(tǒng)巡檢功能，可以及時(shí)的標(biāo)記出電氣設(shè)備發(fā)生故障的準(zhǔn)確位置和原因，并且自動(dòng)生成相對(duì)應(yīng)的解決方法，便于快速排查故障、解決設(shè)備和系統(tǒng)問(wèn)題，使得檢修工作更加智能化、自動(dòng)化和高效化[5-6]。

3 水利工程中常見的電氣自動(dòng)化技術(shù)在的應(yīng)用

3.1 合理監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行情況

在水利工程中，電氣系統(tǒng)的運(yùn)行和工作會(huì)受到不同因素的影響，如常見的線路損壞等，主要是通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)對(duì)設(shè)備的電器運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)、線路、設(shè)備、電子信息等因素，將工程項(xiàng)目的組成部分統(tǒng)一結(jié)合自動(dòng)化管理，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，智能化運(yùn)轉(zhuǎn)，可以及時(shí)的、高效的、自動(dòng)的調(diào)整設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，可在設(shè)備第一時(shí)間發(fā)生故障時(shí)，采取有效的方式方法，以最低的成本和最快的速度來(lái)解決問(wèn)題，恢復(fù)系統(tǒng)，從而保證電力系統(tǒng)當(dāng)中變壓器、各種母線、各種開關(guān)柜的正常運(yùn)行，除此之外，還可以對(duì)電氣設(shè)備的輔助設(shè)備，如空壓機(jī)、油泵等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握輔助設(shè)備的運(yùn)行情況，防止輔助設(shè)備出現(xiàn)故障。

3.2 保護(hù)整體線路安全

在中型、大型水利工程中的電氣系統(tǒng)一般是通過(guò)線路進(jìn)行相互作用和聯(lián)系，當(dāng)局部設(shè)備出現(xiàn)隱患或故障，會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的線路發(fā)生連鎖反應(yīng)從而將整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行癱瘓，如果不能及時(shí)、高效排除故障，有可能進(jìn)一步加劇故障的癱瘓程度，而自動(dòng)化技術(shù)由于智能化可以在第一時(shí)間預(yù)警故障，并且采取規(guī)定好的一系列保護(hù)措施。其中，保護(hù)措施主要分為兩種，第一種被稱為故障跳閘，電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中如果出現(xiàn)故障，機(jī)組會(huì)第一時(shí)間呈現(xiàn)油壓異常，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)根據(jù)油壓異常，立即跳閘，從而保護(hù)整個(gè)機(jī)組和系統(tǒng)；第二種是預(yù)警作用，當(dāng)某些故障不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成明顯的損傷，但是存在潛在的危害時(shí)，電氣自動(dòng)化會(huì)第一時(shí)間察覺(jué)故障和分辨故障，并發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，以此警示工作人員處理故障，達(dá)到合理檢修水利工程電氣系統(tǒng)的目的，有效預(yù)防事故的發(fā)生，保證水利工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[7-9]。

3.3 優(yōu)化設(shè)備型號(hào)的選擇與自動(dòng)化設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)水利工程在建設(shè)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)十分重要且具有關(guān)鍵性作用的技術(shù)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷植入，水利工程已經(jīng)逐漸向自動(dòng)化、智能化發(fā)展，與傳統(tǒng)的人工方式相比，電氣自動(dòng)化技術(shù)具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以完美地替代人工操作，從而減少人工支出，減少人工失誤率，有效實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作、自動(dòng)化操作、智能化操作，并且隨著水利工程的難度不斷增加，要求不斷提高，基于自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)研發(fā)出了特殊的控制系統(tǒng)和水利保障裝置[10]。但是，目前仍存在一些問(wèn)題，比如控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性不夠，保護(hù)裝置的靈敏度較差，智能系統(tǒng)的回饋機(jī)制有待優(yōu)化等，只有進(jìn)一步對(duì)電氣自動(dòng)化地優(yōu)化和改進(jìn)，才能不斷改善水利工程的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，保證電氣設(shè)備能夠持續(xù)性、穩(wěn)定性、高效性運(yùn)作。

3.4 應(yīng)用于重要部位的監(jiān)控系統(tǒng)

在水利工程運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，電氣自動(dòng)化技術(shù)除了保證電力系統(tǒng)當(dāng)中變壓器、各種母線、各種開關(guān)柜的正常運(yùn)行，還可以對(duì)電氣設(shè)備的輔助設(shè)備，如空壓機(jī)、油泵等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，除此之外，有一些極其重要的部位需要實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并隨時(shí)進(jìn)行管控，其中最為重要的部位，即閥門和水利閥門監(jiān)控系統(tǒng)。水利閥門監(jiān)控系統(tǒng)，不僅決定水量的大小和區(qū)域，體現(xiàn)了水利工程的系統(tǒng)穩(wěn)定性和有效管控性，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的合理運(yùn)用，使得水利閥門監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)自動(dòng)化趨勢(shì)，進(jìn)水閥的合理配置應(yīng)配備不同數(shù)量的控制組，在出水閘區(qū)域同樣配備相同數(shù)量的控制組，通過(guò)對(duì)兩個(gè)部位的科學(xué)管控，保證水利工程閘門系統(tǒng)的穩(wěn)定，在進(jìn)行管理時(shí)，要安排專人負(fù)責(zé)管理，需經(jīng)過(guò)相應(yīng)的培訓(xùn)，利用專業(yè)知識(shí)在室內(nèi)對(duì)閥門系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，及時(shí)分析整理保存閥門信息，并合理預(yù)警，對(duì)發(fā)電機(jī)、閘門相關(guān)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行全方位的在線監(jiān)測(cè)，合理控制閘門的啟動(dòng)和停止，結(jié)合水利工程的整體系統(tǒng)正確控制閥門的開啟，以此來(lái)保證整個(gè)水利工程的控制效果[11]。

4 提高電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中應(yīng)用水平的措施

4.1 正確選擇自動(dòng)化設(shè)備

電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程當(dāng)中最明顯的運(yùn)用就是自動(dòng)化設(shè)備，在選擇自動(dòng)化設(shè)備過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）選擇合適的、質(zhì)量良好的自動(dòng)化設(shè)備是最為關(guān)鍵的一步，是保證水利工程運(yùn)轉(zhuǎn)的重要前提；（2）在選擇自動(dòng)化設(shè)備之前，應(yīng)進(jìn)行必要的調(diào)研和論證，根據(jù)水利工程的實(shí)際需求和運(yùn)轉(zhuǎn)情況來(lái)確定自動(dòng)化設(shè)備的型號(hào)和種類等具體信息，以此來(lái)最大可能提高自動(dòng)化設(shè)備與水利工程的契合度，達(dá)到自動(dòng)化設(shè)備良性促轉(zhuǎn)水利工程的目的[12]；（3）在安裝和使用自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格對(duì)照設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，尤其是設(shè)備的使用電壓和核定能耗等，并及時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如果發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)穩(wěn)定性降低或者靈敏度不夠等情況應(yīng)立即停止使用。

4.2 正確改革電氣自動(dòng)化技術(shù)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)對(duì)工程的促進(jìn)作用也越來(lái)越明顯，對(duì)于電氣自動(dòng)化技術(shù)而言，信息技術(shù)有著不可取代的作用。在信息技術(shù)的有力支撐下應(yīng)選擇合適的方式正確改革電氣自動(dòng)化技術(shù)，牢固樹立新時(shí)代創(chuàng)新思維模式，并不斷將大數(shù)據(jù)、人工智能和AI技術(shù)等最前沿的新型信息技術(shù)與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮具有新時(shí)代信息技術(shù)的電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程當(dāng)中的作用，例如當(dāng)下最為創(chuàng)新的AI技術(shù)，AI技術(shù)在電器在水利工程當(dāng)中的一個(gè)運(yùn)用，主要體現(xiàn)在智能預(yù)警，并提出預(yù)警方案，有效地避免了潛在危險(xiǎn)對(duì)水利工程的危害，提高了水利工程的安全性有效提高水利工程電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率[13-14]。

4.3 合理運(yùn)用市場(chǎng)成果

在水利工程應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)不斷將社會(huì)的市場(chǎng)成果運(yùn)用進(jìn)來(lái)，保證水利工程與社會(huì)發(fā)展不脫節(jié)。在社會(huì)的不斷發(fā)展中，市場(chǎng)化占有一定的優(yōu)勢(shì)，并具備推進(jìn)作用，因此，應(yīng)在水利工程運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)用過(guò)程中，合理使用市場(chǎng)機(jī)制，以此來(lái)發(fā)揮水利工程在社會(huì)職能、社會(huì)效益等方面的作用，提升經(jīng)濟(jì)收益，并以此投入到水利工程中的電氣自動(dòng)化發(fā)展中，為水利工程的電氣化發(fā)展提供一定的經(jīng)濟(jì)支持，保證水利工程的快速高效發(fā)展。

5 水利水電工程中應(yīng)用電氣自動(dòng)化的注意事項(xiàng)

雖然電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程當(dāng)中的運(yùn)用較為完善，但是，還需要注意以下事項(xiàng)：（1）需要針對(duì)水利的特殊性和個(gè)體的差異性對(duì)自身的電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行甄別和調(diào)整，以此提高自動(dòng)化技術(shù)在具體水利工程當(dāng)中的應(yīng)用；（2）對(duì)具體的水利水電工程進(jìn)行電氣自動(dòng)化應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)水利水電項(xiàng)目的外部因素和內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行詳細(xì)的、完備的考察，并根據(jù)具體的考察結(jié)果，來(lái)制定相應(yīng)的電氣自動(dòng)化設(shè)置方案，只有通過(guò)實(shí)體考察所得出的方案才具備一定的可實(shí)施性，才能保證電氣自動(dòng)化技術(shù)與水利水電工程的完美契合；（3）在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)考慮水利水電工程各個(gè)子項(xiàng)目之間的關(guān)系，要合理地布置和構(gòu)建自動(dòng)化技術(shù)，發(fā)揮電氣自動(dòng)化技術(shù)的作用，提高水利水電項(xiàng)目的整體效益[15-16]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)良好的水利工程不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)水資源的合理分配具有重要意義，更可以有效解決因地域問(wèn)題而導(dǎo)致的水資源不均等問(wèn)題。電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程當(dāng)中的應(yīng)用可以有效地提高運(yùn)行效率，減少事故發(fā)生率，提升水利工程整體效益。而在電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利工程中應(yīng)用，要注意合理運(yùn)用市場(chǎng)成果，正確改革電氣自動(dòng)化技術(shù)，正確選擇自動(dòng)化設(shè)備。