浅谈电气自动化技术在水利工程中的运用
时间：2022-12-05 18:45:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
黄泽壮
河北大学国际学院，河北保定，071032
在社会不断的发展中，水利工程所凸显出来的作用越来越明显。高质量、运转良好的水利工程不仅对实现水资源的合理分配具有重要意义，更可以有效解决因地域问题而导致的水资源不均。电气自动化是一种较为先进的技术，在建筑工程的运用当中，通过控制网络、线路等因素，将工程项目的组成部分统一结合自动化管理，从而实现无人化操作，智能化运转。电气自动化技术在水利工程当中的应用可以有效地提高运行效率，减少事故发生率，提升水利工程整体效益。
在我国水利工程建设和运行过程中，会使用到很多的电气设施，常见的电气设备有变压器、断路器和空压机等，在管理和保养设备过程中，传统的检修技术主要依赖人力，不仅会增加工程建设与运行在人工仿方面的投入，还会增加失误率，导致事故的发生[1-2]。合理将电气自动化运用在水利工程当中，不仅可以全过程、自动化、可控性和紧急性控制电气设备和系统，减少失误率，更可以有效提升水利工程的管理效率。
1.1 电气自动化的基本概念
电气自动化是一种较为先进的技术，在建筑工程的运用当中，通过控制网络、线路、设备、电子信息等因素，将工程项目的组成部分统一结合自动化管理，从而实现无人化操作，智能化运转。在实际的应用中，电气自动化技术可以有效减少工程中的人工投入，降低事故发生率，减少人为干扰因素对工程的影响。随着近几年电气自动化技术的飞速发展，我国目前的电气自动化技术已经相当成熟，在水利水电工程当中的运用也较为频繁，有效提高水利水电工程的运转效率[3]。
1.2 电气自动化系统构成
近几年，电气自动化技术在水利水电工程当中的运用较为频繁，目前电气自动化在水利水电工程的运用，主要采取的是融于配置装配的方式，并采取主流电气自动化系统，借助计算机技术和智能测控辅助装置来有效地保证水利水电工程的有序开展。该系统是通过串联现场的总线配置。达到连接和控制各个部分的目的，形成完整的水利水电管控机制，其中采取分层结构来对水利水电的实际情况和功能进行调节，加固一定的防护体系，来增强系统的稳定性和安全性。
2.1 有助于稳定工程效益
电气设备和系统是支撑水利大型工程正常运行的重要条件，尤其对于大规模的水利工程而言，电气设备和系统是决定其能否正常运转的必要条件。但是大规模的水利工程一般包括复杂多样且结构复杂的电气设备和系统，一旦设备和系统出现异常，会大大增加事故发生率。而随着电气自动化技术的运用，一方面，电气自动化技术可以在电气设备出现故障时自动预警，便于工作人员第一时间发现并解决问题，减少水利工程的事故率，保证水利工程平稳运行[4]；
另一方面，电气自动化技术能有效实现自动调节各类复杂的电气设备和系统，以此来保证水利工程中各种电气设备的正常高效运行，保证水利工程持续性的工程效益。
2.2 有助于提升工作效率
在我国现有的水利工程中，电气设备一般呈现复杂多样、结构复杂和分布零星无规律等特点，这就导致在日常的检修过程中，要更多地依赖人力，使得工作效率较低。而随着电气自动化技术的运用，可以有效地对水利工程中的全部电气设备实施远程在线监控，工作人员只需要简单的移动便携设备就可以实现随时查看工程运行情况和进展的目的，大大提高了水利工程中工作人员的工作效率，而且电气自动化技术还具备一定范围内的系统巡检功能，可以及时的标记出电气设备发生故障的准确位置和原因，并且自动生成相对应的解决方法，便于快速排查故障、解决设备和系统问题，使得检修工作更加智能化、自动化和高效化[5-6]。
3.1 合理监控设备和系统的运行情况
在水利工程中，电气系统的运行和工作会受到不同因素的影响，如常见的线路损坏等，主要是通过电气自动化技术对设备的电器运行参数和运行状态进行实时监控，通过控制网络、线路、设备、电子信息等因素，将工程项目的组成部分统一结合自动化管理，从而实现无人化操作，智能化运转，可以及时的、高效的、自动的调整设备的相关参数，可在设备第一时间发生故障时，采取有效的方式方法，以最低的成本和最快的速度来解决问题，恢复系统，从而保证电力系统当中变压器、各种母线、各种开关柜的正常运行，除此之外，还可以对电气设备的辅助设备，如空压机、油泵等相关参数进行实时在线监测及时掌握辅助设备的运行情况，防止辅助设备出现故障。
3.2 保护整体线路安全
在中型、大型水利工程中的电气系统一般是通过线路进行相互作用和联系，当局部设备出现隐患或故障，会导致区域内的线路发生连锁反应从而将整个电气系统进行瘫痪，如果不能及时、高效排除故障，有可能进一步加剧故障的瘫痪程度，而自动化技术由于智能化可以在第一时间预警故障，并且采取规定好的一系列保护措施。其中，保护措施主要分为两种，第一种被称为故障跳闸，电气设备在运行过程当中如果出现故障，机组会第一时间呈现油压异常，电气自动化系统会根据油压异常，立即跳闸，从而保护整个机组和系统；
第二种是预警作用，当某些故障不会对系统造成明显的损伤，但是存在潜在的危害时，电气自动化会第一时间察觉故障和分辨故障，并发出相应的警报，以此警示工作人员处理故障，达到合理检修水利工程电气系统的目的，有效预防事故的发生，保证水利工程的正常运转[7-9]。
3.3 优化设备型号的选择与自动化设计
目前国内水利工程在建设和正常运转过程中，电气自动化技术是一项十分重要且具有关键性作用的技术。随着自动化技术的不断植入，水利工程已经逐渐向自动化、智能化发展，与传统的人工方式相比，电气自动化技术具有多项优势，电气自动化技术可以完美地替代人工操作，从而减少人工支出，减少人工失误率，有效实现无人化操作、自动化操作、智能化操作，并且随着水利工程的难度不断增加，要求不断提高，基于自动化技术的不断发展，设计研发出了特殊的控制系统和水利保障装置[10]。但是，目前仍存在一些问题，比如控制系统的稳定性不够，保护装置的灵敏度较差，智能系统的回馈机制有待优化等，只有进一步对电气自动化地优化和改进，才能不断改善水利工程的运转环境，保证电气设备能够持续性、稳定性、高效性运作。
3.4 应用于重要部位的监控系统
在水利工程运转过程中，电气自动化技术除了保证电力系统当中变压器、各种母线、各种开关柜的正常运行，还可以对电气设备的辅助设备，如空压机、油泵等相关参数进行实时在线监测，除此之外，有一些极其重要的部位需要实时在线监测，并随时进行管控，其中最为重要的部位，即阀门和水利阀门监控系统。水利阀门监控系统，不仅决定水量的大小和区域，体现了水利工程的系统稳定性和有效管控性，随着电气自动化技术的合理运用，使得水利阀门监控系统呈现自动化趋势，进水阀的合理配置应配备不同数量的控制组，在出水闸区域同样配备相同数量的控制组，通过对两个部位的科学管控，保证水利工程闸门系统的稳定，在进行管理时，要安排专人负责管理，需经过相应的培训，利用专业知识在室内对阀门系统进行远程操作，及时分析整理保存阀门信息，并合理预警，对发电机、闸门相关监控区域进行全方位的在线监测，合理控制闸门的启动和停止，结合水利工程的整体系统正确控制阀门的开启，以此来保证整个水利工程的控制效果[11]。
4.1 正确选择自动化设备
电气自动化技术在水利工程当中最明显的运用就是自动化设备，在选择自动化设备过程中应注意以下几点：（1）选择合适的、质量良好的自动化设备是最为关键的一步，是保证水利工程运转的重要前提；
（2）在选择自动化设备之前，应进行必要的调研和论证，根据水利工程的实际需求和运转情况来确定自动化设备的型号和种类等具体信息，以此来最大可能提高自动化设备与水利工程的契合度，达到自动化设备良性促转水利工程的目的[12]；
（3）在安装和使用自动化设备时，应严格对照设备使用标准，尤其是设备的使用电压和核定能耗等，并及时在线监测设备的运转情况，如果发现自动化设备出现稳定性降低或者灵敏度不够等情况应立即停止使用。
4.2 正确改革电气自动化技术
随着信息技术的飞速发展，信息技术对工程的促进作用也越来越明显，对于电气自动化技术而言，信息技术有着不可取代的作用。在信息技术的有力支撑下应选择合适的方式正确改革电气自动化技术，牢固树立新时代创新思维模式，并不断将大数据、人工智能和AI技术等最前沿的新型信息技术与传统的电气自动化技术相结合，充分发挥具有新时代信息技术的电气自动化技术在水利工程当中的作用，例如当下最为创新的AI技术，AI技术在电器在水利工程当中的一个运用，主要体现在智能预警，并提出预警方案，有效地避免了潜在危险对水利工程的危害，提高了水利工程的安全性有效提高水利工程电气系统的运行效率[13-14]。
4.3 合理运用市场成果
在水利工程应用过程中，应不断将社会的市场成果运用进来，保证水利工程与社会发展不脱节。在社会的不断发展中，市场化占有一定的优势，并具备推进作用，因此，应在水利工程运转和运用过程中，合理使用市场机制，以此来发挥水利工程在社会职能、社会效益等方面的作用，提升经济收益，并以此投入到水利工程中的电气自动化发展中，为水利工程的电气化发展提供一定的经济支持，保证水利工程的快速高效发展。
虽然电气自动化技术在水利工程当中的运用较为完善，但是，还需要注意以下事项：（1）需要针对水利的特殊性和个体的差异性对自身的电气自动化技术进行甄别和调整，以此提高自动化技术在具体水利工程当中的应用；
（2）对具体的水利水电工程进行电气自动化应用时，需要对水利水电项目的外部因素和内部运转情况进行详细的、完备的考察，并根据具体的考察结果，来制定相应的电气自动化设置方案，只有通过实体考察所得出的方案才具备一定的可实施性，才能保证电气自动化技术与水利水电工程的完美契合；
（3）在电气自动化技术的应用过程当中，应考虑水利水电工程各个子项目之间的关系，要合理地布置和构建自动化技术，发挥电气自动化技术的作用，提高水利水电项目的整体效益[15-16]。
综上所述，高质量、运转良好的水利工程不仅对实现水资源的合理分配具有重要意义，更可以有效解决因地域问题而导致的水资源不均等问题。电气自动化技术在水利工程当中的应用可以有效地提高运行效率，减少事故发生率，提升水利工程整体效益。而在电气自动化技术在水利工程中应用，要注意合理运用市场成果，正确改革电气自动化技术，正确选择自动化设备。
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