（清远市弘亨百建筑有限公司）
摘要：本文介绍了电气自动化技术在水利工程中的应用，为水利工程设备提供了智能化管控，并结合实际工程案例来阐述电气自动化技术在水利工程中提高工程智能化、自动化运行的作用，希望能够给相关行业提供一定的借鉴意义。
关键词：水利工程；电气自动化；智能化管理
1引言
我国水利工程建设在改革开放以来，已经成为地方经济发展、人民致富的不竭动力。随着国家绿色经济的提倡，水利工程也需要实现转型升级，为推动中国水利工程运行管理水平，科学的将电气自动化技术广泛应用到水利工程当中，运用现代发达的科技从而慢慢形成了无人值班、智能监控的新型自动化模型，对于提高企业工作效率和经济效益具有重要作用。
2电气自动化技术及其在水利工程中的应用
2.1电气自动化技术概况
在水利工程领域中，有效应用电气自动化技术能够使水利工程步入一个崭新的阶段，继而使得水利工程实现自动化运行模式，实现智能监控，无须人工值班。这一进展主要借助计算机技术完成，并配合微机继电保护装置和可编程序控制器。电气自动化系统如图1所示。
通过图1可知，水利工程的电气自动化系统能够实现各阶段全程管控，主要是借助现场总线和以太网，有效的将各智能设备和单独的控制相衔接。这种电气自动化系统有一定的优势：一是设备灵活性强；二是冗余配置装备的使用，增强了系统的稳定性；三是可灵活的进行接口组装，方便技术人员操控。
2.2电气自动化技术在水利工程中的应用
受水利工程的规模、实际功能需求等各因素的不同，目前水利工程当中对自动化技术的应用并不是统一的，因此在相关设备以及发电站组的应用以及自动化运行程度都各不相同[1]。
2.2.1对发电机组和关键设备的运行情况实时监测
在水利工程当中应用电气自动化技术不仅能够有效检测到发电机组的电子与定子，及其电路是否安全。此外，对于发电机定子绕组以及铁芯当中的温度也能够进行实施监测，并与设定温度进行对比，一旦超出设定温度则系统会自行做出相关保护动作，并在最短时间内发出警报。除此之外，电气自动化系统还能够实时监测发电机组的润滑度、机组变速系统等各方面，一旦这些设备运行状态与系统设定有所差异，出现故障则系统会利用其智能化手段来及时采取相关措施并发 出紧急呼叫警报，确保工作人员能够及时发现系统故障，从而采取相应措施来进行维护养护，确保系统的正常稳定运行。
2.2.2对设备进行智能化管控
（1）水利工程当中，电气自动化系统对工程相关重要设施设备的智能化控制主要表现在几个方面：空压机、油泵及水泵等相关机械设备。系统在检测到这些设备设施发生故障之后会执行相应动作来确保其他辅助或备用设施可以最快速度投入到运行状态当中，以弥补缺陷，维持系统的正常运行。
（2）系统还能够实现变压器、输电线路等工程当中非常重要的各种电气设备的检测、控制以及保护。
（3）监督控制水工建筑物的实际运行状态，实时监测发电机组的运行状态，检测拦污闸有没有出现阻塞等问题，同时还能科学合理的控制水位。科学合理的应用该系统还可实现对饮水压力管的保护。
2.2.3对水轮发电机组运行进行智能管控
（1）水利工程中的电气自动化设备具有智能化特征，可自动调节发电机组，从而确保发电站组能够在最为可靠经济的状态下稳定运行。系统还会根据系统指令以及实际情况来自行启动相应的机组数量，确保经济合理的分配机组间的负荷运行情况。此外，电气自动化系统能够自行打开或者关闭发电机组，所以工作人员在运行过程中完全可以结合负荷的具体要求来对变换机组实现自动变换，最大限度的提高有用功，从而使得无用功能减少到最小程度。
（2）能够管理和控制发电转调相以及调相转发点，无人监督管理的情况下也能独立自动完成相关工作，同时它还能够完成关停机动作[2]。
（3）一旦发生洪涝灾害或是其他的工作事故导致机组频率大大减少，这个时候系统也会利用智能化功能来确保机组能够在最短时间内将一些非常重要的机组进行自动断开。
2.2.4设备选型和自动化设计
现如今，科学技术发展越来越快，我们需要安装更多的自动化元件在水轮发电机组之中，只有这样才能有效实现和提高水利工程的自动化水平。然而，目前我国的主机配套自动化元器件还缺乏稳定的性能，并由精度低、灵敏度比较差等不足，致使自动化控制在水利工程的应用中很容易发生安全等各种问题。基于此现象，我们必须重视两个方面的工作：设备选型，合理设计自动化。首先，在中低水头电站当中，轴流转浆式水轮机是非常常用的一种设备，该水轮机的涡轮叶片采用的是导叶协联行动模式可为电厂带来更为可观的经济效益。不过，不少涡轮叶片生产商受生产水平等多方面因素影响，使得联邦曲线机组运行性能较为不稳的，从而影响了整个系统的工作性能。为此，我们在调试机组的时候，可结合工程需要对原来的关联曲线进行修改，并输入PLC，继而让工作系统实现和保持最佳状态[3]。
3电气自动化技术在实际水利工程中的管理应用系统
3.1工程简介
某水闸建设工程为Ⅲ级建筑物，中型规模。水闸的钢板闸门一共有8孔，每一个孔的净宽是12m，总宽是96m，洪水标准设计如下：20a一遇，其相对应的洪水水位是2.81m，洪水流量设计为393m3/s；50a一遇，其相对应的洪水水位是3.07m，洪水流量设计为556m3/s。
3.2闸体原型观测自动化管控系统
在综合考虑水平位移、压力等诸多因素的前提下，我们对大闸闸体的原型观测项 目进行了较为合理的设置。
（1）该系统的构成如下：64只GKD型钢弦式隙水压力仪所组成，并将其分别安置在闸中心线以及中心线的左右两侧断面等位置；10只TS周边缝位移计，该设备主要安设在闸室里的闸墩分缝位置；全站仪使用的是莱卡TCA一2003型，以实现对沉降及水平位移状况的人工观测。
（2）构建该系统的主要原因是实现一次巡查和观测监督全部测点，同时该系统也能够实现对单个测点的点测。
3.3水闸自动化管控系统
水闸计算机自动化控制系统主要由大闸监控和控制提示中心数据处理以及配电房监控等多个子系统构成，其主要负责对下列3个方面进行监控：1个配电房，8个水闸和上下游水文测量站。该监测系统在有效运用计算机互联网技术与自动化技术的基础上，不仅能够对实时监督上述水闸等系统，并能准确分析数据，为系统及相关工作人员给出有效的决策信息。这些信息能够经互联网技术和管理系统进行连接，并发布到网络上。同时，监控系统还具有远程分析和查询功能。
（1）配电房的监控。电量变送器可有效采集配电房的相关电量参数，并连接控制站 I/0卡，使得中央控制室和应变电站能够对电压和电流参数进行实时监督与控制。同时，配电房监控系统还具备报警提示等多项功能。
（2）水文和水情监控和分析。水闸自动化系统主要是借助以太网来连接水情数据 服务器和JX一300XDCS控制系统，中央控制室内能够实时获取到上下游水文测量站的相关数据，并对这些数据进行实时分析、计算，从而得出可靠性比较高的结论。
（3）闸体监控和控制提示分析。现场操作以及远程监控这两个部分共同构成了闸体监控及控制提示子系统。其中，现场操作部分的功能主要经液压控制系统来实现，其自带的以太接口会将闸门的实时状态输送到远程监控系统，远程监控系统再经 过中控DCS系统来接收相由液压控制系统所发送过来的实时数据，使得中央控制室得以实时监测闸体状态。
水闸自动化监控系统的控制方式主要有两种：现场手动控制子系统、自动化控制子系统，这两种运行方法都是将各个控制对象的现场PLC控制点作为起点，不过现场手动控制系统具有最高的优先级，同时其还有互锁功能。
（4）因特网网络发布子系统，该系统的主要概念是处理、存储和分析、显示自动化系统在其工作过程中，如监控、保护等运行当中所产生的相关数据，并根据相应模型来辅助做出决策，继而向网络当中的管理单位发送各种和管理相关的数据。我们结合闸站工程管理的工作要求，在该系统当中设置了历史数据查询这一功能，这样一来，指挥中心以及管理部门就能够根据工作需要查询与打印出某一时段内工程设备设施的运用情况。
（5）中心数据处理。中心数据处理子系统主要是分析结合液压控制系统所发过来的相关数据，在此基础上准确判断水闸的具体运行情况，并对流量、水位以及气压等相关数据的日统计及月统计，同时将统计结果以报表形式显示出来。此外，该 子系统还能统计和分析配电房相电压与相电流情况，从而判断配电房的运行情况。
4结论
通过本文的介绍，可知：电气自动化系统在水利工程当中的应用越来越广泛，从而为推动我国的基础设施建设，促进企业整体效益做出了贡献。为此，我们应该进一步探索和研究电气自动化技术水平，将其更好的应用到水利水电工程当中，实现其进一步发展。
参考文献：
[1]苏克辉.水利设施中电气自动化的应用[J].通讯世界，2015（23）：20—22.
[2]金兵.水电厂电气自动化设备的可靠性探究[J].电子技术与软件工程，201 6（02）：91—92．
[3]梁羡军.电气自动化技术在水利工程中的应用[J].中国新技术新产品，2016（14）：12—13．
论文作者:黄国旗
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/17
标签：水利工程论文; 机组论文; 系统论文; 水闸论文; 配电房论文; 电气自动化论文; 设备论文; 《河南电力》2018年4期论文;