水利水电工程中电气自动化的具体应用

马振斌，孔令敏

（1.山东省德州市陵城区水利局，山东 德州 253500；2.山东省调水工程运行维护中心平度管理站，山东 青岛 266700）

随着我国科学技术的不断发展，电气自动化技术开始被各行各业广泛应用。将电气自动化技术应用在水利水电工程中，可以从根本上提高整个水利水电工程项目的经济效益。水利水电工程建设关乎国计民生，对民众日常生产生活有着巨大影响。因此，要将电气自动化技术充分利用到水利水电工程建设中。

1 电气自动化技术的作用

电气自动化技术包含电气控制、自动化等内容，在提升自动化水平的基础上，减少人力资源和物力资源的消耗。由于电气自动化技术具有便捷性、高效性、广泛性等特点，在项目施工建设中发挥巨大作用。电气自动化是科学技术迅猛发展下的产物，不仅可以大幅度提升生产力水平，还能在提升经济实力的同时，满足社会发展的相关需求。我国对环保事业的发展十分重视，低碳节能型自动化技术的应用，有助于各项工作有序、有效开展，对机组设定严苛要求，可实现低耗能、高产出的目标，保障资源利用率大幅度提升。在工程设计中采用的智能化、网络化等方式，实现自动化控制运行，不仅降低了无用功，还在一定程度上提升了资源利用水平。

在水利水电工程中，水轮发电机设备属于重要构件，工程自动化可以发挥出水轮发电机的枢纽作用，以模拟计算等手段实现高效的工程监控，对发电机组和相邻部件运行状态予以评估，发现问题后可快速发出警报，保障各项工程任务顺利执行[1]。

水利水电工程通常为全天候作业，工作人员难以持续、密切关注施工作业动态。基于此，采用电子自动化技术可以节省人力资源，无人检测时亦可根据预设目标开展工作。水利水电工程电气自动化可以提升工作效率和安全性，还可以减少资金成本投入，保障电量平稳、充足供应，提升单位生产水平，优化劳动条件。

采用计算机监测技术，对水库径流予以长期监测，针对其运行曲线加以控制和优化，年均发电量将得到大幅度提升，通过监测电厂参数和经营态势，发现潜藏威胁和安全隐患，在发生故障时采取行之有效的处理办法，防止事态加重，促进电力系统尽快恢复到正常状态，缩短处理问题的时间，这样既可提升发电效率，还可以提升整体经济收益[2]。

2 电气自动化的应用

2.1 水轮发电机组运行控制分析

第一，采用电气自动化技术对水轮发电机组进行开关机操作，当其处于无人情况下可独立完成各类工作[3]。

第二，通过电气自动化技术可以保障发电机组有条不紊地运行，根据实际情况，实现指令自动发出，对发电机组开关进行自动化控制，使其符合标准，继而达成提升有用功、控制无用功的目标。

第三，当机组工作出现失误，或洪涝发生导致机组频率降低时，可以保障设备继续正常工作，在汛期可达成对部分机组的运行开关智能切断，保障整个线路的安全。

2.2 水轮发电机组运行状态检测

在水利水电工程自动化应用中，不仅会检测发电器定子绕组、铁芯温度等是否正常，还能够监测发电机组定子、电子电路等具体情况，对整个发电机组润滑度、制冷系统以及机组变速系统等进行实时监控。当系统发生故障时，及时以急救信号的形式发送给相关工作人员，并自动启动应急响应流程。

2.3 智能控制重要设备

电气自动化的基本操作模式是对周边设备予以统一处理，实时性地掌握各个设备具体运行情况，最为常见的是水泵和油泵等设备，若发现该类设备运行不妥，可使用计算机系统进行自动化调试，可在短时间内快速恢复设备的运行，继而维系供电设备的安全性和稳定性。同时，在水利水电工程项目建设中，建筑物施工十分关键。通过自动化操作可对施工全程进行监控和记录，掌握发电机等设备的运行状况。若发现堵塞现象，可通知维修人员第一时间赶到现场，处理堵塞问题。水位高低对整个水利水电工程的影响很大，介入电气自动化技术后便可完成水位自动化控制，将水位控制在合理范围内。

3 设备选型与自动化设计

当前，在水利水电工程项目中，水轮发电机组自动化水平较之前相比得到了提升，在运行阶段内，使用的元件数量不断增加。在主机配套自动化原件上，性能不稳定、灵敏度不高等问题十分常见，这对整个水利水电工程项目自动化控制水平的影响较大，所以，一定要做好水利水电工程项目设备选型和自动化设计工作，继而提升整个工程项目的自动化水平。

3.1 PLC在轴流浆式水轮机调速器中的应用

轴流桨式水轮机普遍适用于中低型水电站，可以为电厂带来更多经济收益。在汽轮器发电机组制作企业中，对导叶开度和曲线叶片角度的设计有不同的规格要求。在对机组进行调试时采用自动化技术，针对不同涡轮头和水位下的导叶、叶片等加以调试，继而便可获取最优联动曲线，便可保障轴流桨式水轮机运行安全性和稳定性。

3.2 PLC在水库式电站调速器中的应用

在水库电站运行期间，水头范围很宽，水库电站内部含有调速机设备和启动开度装置，涡轮机设备水头设计，要根据设定参数来进行详细化、标准化设计。如果涡轮发动机水头很低，在工作时仅采用调整电液的方式很难达到额定转速稳压器的起动开度标准，此时必须更换芯片，电阻串联调节产值的开放程度，受单位差异影响很大，如果电站头低于设计标准，这时就要防止起动过快，要借助电气自动化变为控制器等来完成芯片切换，还要排除串联电阻，这样才能在有效调试修改程序后，实现起度的合理变化。

4 结语

水利水电工程电气自动化和水电生产工作之间的关系密切，其可以有效提升水电生产质量和效率，达成对水资源的有效开发与合理利用，和国家能源结构调整要求相匹配。电气自动化技术的先进性特点十分突出，应用在水利水电工程项目中，可以全面把握好电气企业生产态势，并且还可以检测发电机组的运行故障，实现对整个系统运行情况的全程监管。