丁小麗

（鎮(zhèn)江市城市水利管理處，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

隨著對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究越來越深入，電氣自動(dòng)化技術(shù)也開始廣泛應(yīng)用于我國的各個(gè)行業(yè)。在水利水電工程中應(yīng)用電氣自動(dòng)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(jì)發(fā)展，同時(shí)也關(guān)系著國民日常生活的質(zhì)量。所以，我們應(yīng)該積極研究電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利水電項(xiàng)目中的運(yùn)用，推動(dòng)水利水電工程項(xiàng)目的發(fā)展。

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，能夠促進(jìn)現(xiàn)有的工程項(xiàng)目運(yùn)作，從傳統(tǒng)人工向設(shè)備自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變。因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化技術(shù)本身屬于較為先進(jìn)的技術(shù)，包含網(wǎng)絡(luò)、電子信息等一系列前沿的科技，所以在實(shí)際的應(yīng)用過程中，能夠降低工程項(xiàng)目中人力資源的投入，降低管理的難度和成本，提高項(xiàng)目的收益。隨著近年來電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平已經(jīng)達(dá)到了較高的水準(zhǔn)。因此，雖然水利水電工程本身具有長期復(fù)雜的建筑特點(diǎn)，但是，電氣自動(dòng)化技術(shù)仍然能夠在水利水電工程中得到較為良好的運(yùn)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(shè)項(xiàng)目中的生產(chǎn)模式。

1.2 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

近年來，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在水利水電工程中獲得了初步的應(yīng)用。現(xiàn)階段，在水利水電工程中使用的主流電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以及搭配智能測控裝置，從而在工程中搭建起運(yùn)作流暢的、完整的電氣自動(dòng)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(jìn)行串聯(lián)，以此達(dá)到控制中樞與各個(gè)部分的連接和控制，形成完整的調(diào)配機(jī)制。其中，為了保證系統(tǒng)能夠靈活應(yīng)對(duì)水利水電工程項(xiàng)目中出現(xiàn)的問題，并且根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行功能的調(diào)整，采取了分層的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，構(gòu)建堅(jiān)固的安全防護(hù)體系，避免工作出現(xiàn)失誤，電氣自動(dòng)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(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的效用

（1）對(duì)水利水電工程內(nèi)部的項(xiàng)目運(yùn)行情況做到實(shí)時(shí)監(jiān)測。在傳統(tǒng)的人工運(yùn)行模式中，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)水力水電工程項(xiàng)目內(nèi)的所有項(xiàng)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(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電工程項(xiàng)目內(nèi)部各個(gè)項(xiàng)目的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測。不僅能夠大大節(jié)約項(xiàng)目投入的人力和資金，更重要的是電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行過程中存在的故障和安全隱患進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。檢修人員也可以根據(jù)系統(tǒng)的反應(yīng)進(jìn)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(shí)間內(nèi)進(jìn)行高效率的檢修和解決，避免水力水電工程建設(shè)項(xiàng)目因?yàn)楣收祥L時(shí)間停工而造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)用能夠提高水利水電工程項(xiàng)目的工作質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。首先，通過對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用和安裝，可以為水利水電工程項(xiàng)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(dòng)化的運(yùn)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(shí)，如上文所述，系統(tǒng)能夠?qū)こ探ㄔO(shè)項(xiàng)目中存在的安全隱患和異常進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警，避免建設(shè)過程中出現(xiàn)大的安全事故和隱患，保障項(xiàng)目安全。除此之外，通過對(duì)自動(dòng)化裝置的應(yīng)用和安裝，能夠降低項(xiàng)目內(nèi)人力資源的投入和資金的投入，降低了項(xiàng)目管理的成本，提高了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

3 電氣自動(dòng)化在水利水電工程中的具體應(yīng)用

筆者參與的引航道水利樞紐工程項(xiàng)目，位于鎮(zhèn)江市城區(qū)北部金山湖與長江鎮(zhèn)揚(yáng)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(shè)施等組成。通過電氣自動(dòng)化的運(yùn)用，實(shí)踐證明，在每年汛期迎戰(zhàn)長江高潮位、抗擊臺(tái)風(fēng)和強(qiáng)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(cái)產(chǎn)安全。

3.1 引航道水利樞紐的水泵和閘門的自動(dòng)化控制

現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息自動(dòng)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(yuǎn)程操作水泵的開停機(jī)和閘門的啟閉等調(diào)度工作。（2）同時(shí)，在水泵運(yùn)行時(shí)，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(xiàng)目的運(yùn)行成本。（3）除此之外，控制系統(tǒng)還能夠?qū)\(yùn)行中水泵或閘門的故障進(jìn)行報(bào)警，特別是水泵運(yùn)行時(shí)遇到電機(jī)的溫度過高報(bào)警時(shí)，電機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)，保護(hù)設(shè)備，避免更大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 引航道水利樞紐的水泵和閘門的自動(dòng)化監(jiān)測

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還能對(duì)水泵和閘門的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測。在監(jiān)測過程中，系統(tǒng)可以對(duì)水泵的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如水泵運(yùn)行的擺度和振動(dòng)、電機(jī)的電流電壓等情況都進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不正常變動(dòng)，系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，這樣不僅能夠幫助運(yùn)行值班人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行處理，在一定時(shí)間內(nèi)將故障產(chǎn)生的影響降到最低。例如，當(dāng)電機(jī)的相關(guān)裝置因?yàn)楣β蔬^大而產(chǎn)生發(fā)熱的情況時(shí)，值班人員及時(shí)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)，避免設(shè)備溫度過高。例如，在閘門啟門過程中出現(xiàn)超差報(bào)警時(shí)，閘門自動(dòng)糾偏裝置啟動(dòng)，保障閘門的正常啟門。除此之外，自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)將運(yùn)行過程的數(shù)據(jù)生成報(bào)表，便于運(yùn)行值班人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行收集和分析。

3.3 在各種設(shè)備的智能化檢測和控制

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

3.4 在推動(dòng)設(shè)備選型以及自動(dòng)化設(shè)計(jì)的進(jìn)步發(fā)展

雖然電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在水利水電工程建設(shè)中得到了一定的應(yīng)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(rèn)識(shí)到，現(xiàn)階段的自動(dòng)化水平仍然處于起步階段，亟待提高。例如，在項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用過程中，因?yàn)檠b置的元件靈敏度較低、精度不高等原因，導(dǎo)致系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)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(yīng)該不斷地將設(shè)備選型作為工作的重點(diǎn)進(jìn)行研究，提高設(shè)備型號(hào)與自動(dòng)化系統(tǒng)的適配性，提高自動(dòng)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(jī)來維持電站的運(yùn)轉(zhuǎn)，這種水輪機(jī)通常使用導(dǎo)葉協(xié)聯(lián)行動(dòng)模式來進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，由于導(dǎo)葉的開度類型十分多，不僅給設(shè)備的制作提高了難度，并且在實(shí)際的應(yīng)用過程中，導(dǎo)葉還容易受到渦輪頭和水位變化的影響，使得水輪機(jī)的作用無法得到充分的發(fā)揮，同時(shí)，還會(huì)增加水輪機(jī)的磨損。在這樣的情況下，只有不斷地進(jìn)行機(jī)組設(shè)備工藝參數(shù)的調(diào)整，保證設(shè)備內(nèi)各項(xiàng)零件和裝置之間能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行，才能夠真正地提高水輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3.5 現(xiàn)階段在水利水電工程中應(yīng)用電氣自動(dòng)化的注意事項(xiàng)

電氣自動(dòng)化技術(shù)雖然已經(jīng)在水利水電工程中取得了一定的應(yīng)用，但是還處于粗淺應(yīng)用的階段。所以，應(yīng)該對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用存在的不利因素進(jìn)行解決和調(diào)整，才能夠真正地提高自動(dòng)化技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用水平。在水利水電工程中進(jìn)行電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)水利水電工程項(xiàng)目內(nèi)部的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行應(yīng)用方案的制定和情況的解決。除此之外，在進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)該考慮建設(shè)項(xiàng)目內(nèi)各個(gè)機(jī)組之間協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)系，避免因?yàn)樽詣?dòng)化系統(tǒng)的引入而出現(xiàn)設(shè)備的冗余。只有合理地進(jìn)行系統(tǒng)的布置和構(gòu)建，才能夠充分發(fā)揮電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，提高水利水電工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，電氣自動(dòng)化技術(shù)在水利水電工程內(nèi)部的應(yīng)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(yùn)行的穩(wěn)定性和項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。所以，工作人員應(yīng)該積極探索自動(dòng)化技術(shù)在水利水電工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，推動(dòng)水利水電工程項(xiàng)目的發(fā)展。