中国葛洲坝集团机电建设有限公司,四川成都 610000
摘要:现阶段,水利水电工程一直受到社会大众的关注,众多不同规模的水利水电工程都在如火如荼的建设当中,其中电气自动化的应用是非常重要的内容,同时,也会让水利水电工程施工的时间增加,在工程建设期间,科学应用电气自动化,是提高工作水平与速度最有效的方法之一。基于此,本文就电气自动化在水利水电工程中的应用进行简要分析。
关键词:电气自动化;水利水电工程;应用
在新时代的大背景下,各个行业紧随时代发展步伐,向着更好的方向前进。但发展过程中遇到的挑战不容忽视,对于各个行业的生产经营效率等多方面提出较高要求。将电气自动化在水利水电工程中加以运用,可以有效提高工作效率。
1水利水电中电气自动化技术概述
应用在水利水电中的自动化技术有很多,如可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller,PLC)技术,能够实现自动化控制目标,技术优势显著,应用价值很高。PLC技术在水利水电电气工程中的应用原理如图1所示。此外,在水利水电电气工程中还应用到计算机技术,传统的电气控制以人工控制为主,需要耗费大量的人力。而在计算机技术的支持下,不仅能够实现对自动化程序的高效处理,也可以实现对监控装置的保护,最大限度优化装置性能。同时,计算机技术具有远程监控、数据采集、系统调试、数据分析等多元功能[1],将其应用于水利水电电气工程,可实时采集系统运行数据,进而评估和判断水电当前的运行状态,及时发现异常情况,保证系统正常运行。根据计算机技术计算得出的相关数据,能够准确统计水利水电的出力大小,并针对不合理的地方进行改进或调整,进而提高水利水电运行的安全性和稳定性。另外,水利电气工程中常应用实时监控技术,并借此搭建“专家系统”,提供语音报警、全球定位系统(global positioning system, GPS)时钟校准等功能,能够全天候地监控和记录监控数据,准确评估水利电气工程设备运行情况,并根据记录的数据信息绘制出水利电气工程设备运行模拟曲线,为机组设备的调度、运行参数的调整提供依据。在监控系统运行过程中,通过远动通信、中央控制主机、控制台等建立联系,能够实时传递各类信息资料,确保监控数据的可靠性和时效性。同时,在水利电气工程自动化控制过程中,结合水利水能变化特征进行调节,掌握水电在自动化运行中消耗的能量,从而判断自动化系统或相关机械设备有无异常。实时监控技术在水利电气工程中的应用原理如图2所示。
图1:PLC技术在水利电气工程中的应用原理
图2:实时监控技术在水电电气工程中的应用原理
2电气自动化在水利水电工程中的主要作用
2.1监测水利水电工程的运行状况
利用电气自动化技术可以实时监控整个水利水电项目的运转情况,一旦出现故障或安全问题,就会立刻启动报警,并对故障类型、故障范围以及故障产生机理进行分析,在最短的时间内进行维护。电气自动化技术具有很高的时效性,能够在较短的时间内进行检修,从而避免了机组长时间的停机,减少了不必要的经济损失,为整个水利水电工程项目的安全运行提供保障。
2.2提质增效
建立和运作自动监控运行体系,提高整个项目的稳定性,使各种设备能够在较好的工作环境下有效工作,同时也能使员工享有更好的工作条件,通过各种生产因素相互配合,为水利水电项目带来较大的社会效益和经济效益。将电气自动化系统和现代计算机网络技术相结合,可以对整个水利水电建设过程进行全面监控,准确评估工程的运行状态,同时根据已有的信息对可能的情况做出快速预测,以便在源头上解决问题。电气自动化具有优越的工作特性,不但减少了对人力资源的使用,还能避免人力作业工作效率较低等问题。
3电气自动化在水利水电工程的具体应用
随着水利水电工程电气自动化系统的逐渐运用,将其与计算机技术、智能测控设备的软硬件相结合,建立一个完整的电气自动化系统,以保证项目的顺利进行。
3.1发电设施和配电设施的自动控制
发电设施和配电设施是水利水电项目中的关键设备,将电气自动化技术引入发电系统能够显著提升设施自动化水平。通过智能化转调相、自动关停机以及智能操作等手段,对发电机组进行有效控制,以机器操作代替人工危险操作,实现全天候严密监测,促进管理工作更加便捷高效,降低人力管理成本。与此同时,自动化装置能及时发现外界不安全因素,对企业安全管理和风险控制起着决定性作用。汛期时,后备机组能够对流量、降水量、水位等主要参数进行实时监控,发现异常情况后及时报警并自动停电,避免对设备的破坏,实现对发电机组及闸门的自动保护,减少经济损失。
3.2设备的统一调控与设计优化
电力设备在水利水电项目中所占比例较高,采用电气自动化技术可以有效进行结构的优化和完善。水利水电项目中,设备的选择和管道的布局非常烦琐,尤其是在设备与配电网的交界点上很可能会发生器件性能不可靠、设备不协调、水闸和电器设备不符等问题,利用自动化技术可以对设备进行最优选择,并对故障进行仿真,通过不断调整使整个系统的工作更加平稳。水利水电工程施工过程中主要涉及水泵、油泵、配电设备、闸机、变压器以及输电线路,采用电气自动化技术能够针对各类关键设备进行控制、切换等综合作业,实现作业过程的自动化,避免人为作业带来的不方便、烦琐以及错误作业等问题,提高资源配置的有效性和合理性。根据机组的工况,科学合理地调整机组的状态,使机组处于最佳状态,从而实现资源的合理分配。
3.3在变电站中的应用
将电气自动化技术应用于变电站中,可以根据情况及时处理问题,当出现重大问题时,系统会发出警告,技术人员可根据报告内容及时修整,保证机器和软件的正常工作,实现理想的控制效果。电气自动化系统功能强大,可以进行模式调整、实时监控及信息预警等。电气自动化系统运行具有全方位和多层次的特点,能够实现理想化的工作状态。目前,变电站广泛应用全微机化设备,增加了电气自动化技术功效,通过计算机电缆实现了监管和调整,获得了良好的工作效果。
3.4设备选择
选择10kV输电线路作为总线,采用电感方式进行电力系统的非同步传动,采用串联电抗器和真空接触器进行电力补偿。根据电网具体条件进行选型,选用合适的绝缘开关和线路,采用母线和子线的方式进行供电,从而实现配电和变压的再分布。选用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)自动编程供电装置进行内部电力的传输,通过调整电线的分布实现整体的电流配置,从而实现低压和高压之间的相应传输。在水利水电工程中对接地线和过流保护两方面进行研究,从而实现对电网的安全保护。水电项目中,通过一体化的设计和经营方法实现应急照明和事故照明,还可以增加主机保护、高负荷保护、单相接地保护以及电流速断保护等电力保护。采用计算机对上位机、下位机进行实时监控,对多个资源进行集成与配置,从而提高系统运行效率。
4结论
从水利水电工程发电配电设施自动控制、统一调控、线路优化以及设备选型4个方面进行电气自动化应用分析,应用新型电气自动化系统可以全面提高水利水电工程的自动化水平,促进设备运行效率提升,降低故障率,节约人力资源,减少运行成本,更好地服务于国民经济发展。
参考文献:
[1]邹云龙,张琼,吴兵.浅议电气自动化技术在农业水利中的应用[J].电子测试,2020(16):123-124.
[2]顾建伟.基于水利工程的电气自动化技术应用现状及改进策略[J].中国设备工程,2020(21):198-199.
[3]张见刚.探讨水利枢纽工程中电气自动化技术的应用[J].建材与装饰,2020(08):246-247.