何大威
河南乐泰建筑工程有限公司 河南林州456550
摘要：水利工程是为了控制、利用和保护地表及地下的水资源及环境而修复的各项工程总称，包括防洪工程、农田工程、发电工程等，迎合了人们对美好生活的追求。电气自动化在水利工程中的应用，将之导入到了一个新的发展阶段，但是相较于发达国家尚未完全成熟，相关课题研究备受关注。
关键词：水利设施；电气自动化；应用
引言
对于水利工程来说，电气自动化系统包括的控制系统、监测系统、通讯系统等都关系着其日常运行能否实现顺利展开。电气自动化系统，构成部分有专门应用于接收相关设备传输信号的构成部分、对接收信号进行处理的构成部分以及对电气设备相关信号进行输出的构成部分。在执行的终端、调度控制端，属于电气自动化系统当中的重要组成部分。将其应用在水利水电工程中，能够提升供电的稳定性和可靠性。
1电气自动化系统定义
对于自动化系统而言，不同组成部分之间存在着较大的差异。这些内容结合一定顺序，通过各部分工作内容，对电气系统中的相关数据进行有效分析。具体工作内容包括以下几个方面：①电气采集终端系统中的相关参数，通过调度方式，促使这一部分的工作得以实现。②获取电气系统的运行状况，并对其进行有效分析和判断，这主要是通过控制终端执行和完成。③在电气系统的控制终端对其作出进一步分析和判断，当形成相应计划指令之后，在对相关设备进行操作以及对参数进行调整的基础上，将命令下达到执行端，通过这种方式，促使测控任务得到有效执行。在对其进行具体控制过程中，电气系统的远动控制设备在变电站和调度、执行端两者之间对信息进行传递。为了对电气系统工作的各个时期运行状态以及不同事故等进行具体分析，保障远方电气设备能够稳定、安全、正常的运行，未来电气自动化控制系统需要具备自我检查以及自我诊断功能。
2水电站自动化的内容
2.1自动检测
对水电站设备的实时参数检测是水电站自动化化的基本条件。水电站的运行机组及辅助设备、公用设备、变电稠开关、水工建筑物及其其他操作设备，还包含水持测报体系。对这些设备检测获得的参数主要分为电和非电两类，其中电流、电压、功率、电能等参数是电，非电则有温度、流量等。检测手法也多种多样有查看、检测、记录等方法。其中记录的检测方法接连，间断皆可、自动化检测功用是电气自动化化其他功用运行的条件和基础，经过自动化检测能够实时对水电站的整体情况有一个全面的了解，是水电站能够安全运行的保障。
2.2自动操作
水电站通过自动检测，可以自行操作，具有自行操作工程的设备主要包括了一下几种类型：
（1）机组的自动化操作（也叫作顺序控制）。机组的自动化操作是指机组及其附属设备经过脉冲指令进行机组的自动化操作。发出的脉冲指令会受到两种方法的控制：一是经过中央控制室发出指令称作集中控制，二是经过机旁盘发出称作就地控制。脉冲指令经过以下顺序实现自动化操作：开机进入体系、关机、发电转调相、发电转抽水等一系列顺序，最终实现对机组的自动化操作。
（2）电厂公用设备的自动化操作。电厂的公用设备通常有空气压缩体系、排水体系、供电体系等。
（3）水工建筑物设备的自动化操作。包含了溢洪闸口的操作、引水式水电站首部机组取水口闸口的操作：一阵阀门的操作等。
（4）全厂性操作。如报警信号体系、远动通讯体系、开关站设备的操作等。
2.3自动控制
在性质层面划分自动控制，可以分为开环控制和闭环控制两种类型。刚刚说到的水电站的自动化操作在性质上归于开环控制。
电站的闭环控制有以下两种：用于控制机组转速的调理设备，用于控制机组电压的励磁调理器都归于闭环控制。改换机组调速器整定值能控制机组有功出力，与之类似的是改换励磁调理器的整定值能够控制机组有功出力。这两项调理器是基础的自动化控制设备。为了方便操作能够将调理设备成组设置，将全站机组联动在一起作为一台机组调整，这就使机组能够同时收到值班人员和上级自动化设备两边的指令。经过以上方法能区分出3种自动化控制设备分别为有功功率成组调理设备和自动化调频设备，以及无功功率成组调理设备。
2.4自动保护
自动保护通常情况下可以分成三个级别：
（1）警报动作。关于机组的一些反常运行又不会马上发生危害的情况，例如：加发电机定于温度超限、推力轴承或导轴承温度升高、油槽油面过高或过低、机组冷却水源中断等，自动化保护体系会对工作人员发出警报并投入备用运行机组。使工作人员发现情况后，有满足的时间采纳应对办法，处理反常问题或将毛病机组退出运行体系。
（2）停机跳闸动作。当发生较为严重且持续运行会发生风险的情况时，例如机组中压油设备油压反常，轴承反常高温等情况发生后，自我保护体系会跳闸停机。
（3）快速封闭进水阀门动作。当出现严重事故例如机组速度反常且调速器无效，压力铜管发生爆炸，停机时遥上导水叶剪断销剪断等情况一旦发生，在自动化保护体系跳闸停机后，还要封闭进水阀门。
3设备选型和自动化设计
当前社会，科学技术不断进步，水利水电工程自动化的应用也不断提升，促使其所需的自动化元件越来越多，在相应水利工程中所带来的作用也就更加明显。当下，对发电机的自动化应用还存在着一定的不足之处，例如一些元件缺乏灵敏度和稳定性等。这些问题在一定程度上对水利工程自动控制安全带来影响。这些影响因素的存在，导致相关人员一定要对设备进行科学选型以及自动化设计。
例如，在中低水头电站当中，已经开始广泛应用轴流转浆式水轮机，该水轮机的轮叶导叶协联行动模式，提高了中低水头水电站的经济效益。因为上下游水位发生变化，导致水轮机的实际操作受到限制，水轮机的实际运行参数和生产商所提供的自身理论参数存在较大差异，这种情况下，促使运行中存在一些不足之处，工作效率难以得到更进一步的提高。因此，在对其进行具体操作过程中，技术人员结合实际情况对相关运行参数作出进一步调整，促使其可以在上下游水位正常使用，这就促使联营曲线得到进一步优化。PLC系统的产生，为水轮机发展提供了方向，在PCL系统融入到水电站电气系统中后，整个水轮发电机组工作效率均得到了有效提升。
电气自动化系统，能够对四周的重要设备和设施进行自动监测，如周围的各种水泵、油泵、空压机等设备。如果这些设备出现问题，自动化系统会迅速调控，促使其备用设备进入到工作状态中，保障供电正常进行。此外，电气自动化系统可以对一些重要的电气设备作出检测、监测，如变压器、母线或者输电线等。电气自动化系统可以对水工建筑物的运行情况进行实时监控，还可以对发电机组进行实时检测，可以对拦污闸的畅通问题进行有效监督，如果出现阻塞情况，可以提醒维修人员对其进行通阻。能够对水位的高低情况作出智能化控制，促使其保持在合理的位置上。
4结语
就我国目前的水电站电气自动化程度来看，水平还比较低。尤其是规划较小的水电站，规划小，产能低，自动化化程度低制约了水电站的进一步发展，因为水电站独有的特色决定着水电站自动化不单要完成机组自动化化，还要将全站设备两级自动化化即水电站综合自动化。因而要推进我国水电站自动化技术进一步发展既要加大对自动化技术的推行也要依托企业自主研发才能完成“产学研一体”提高企业的市场竞争力。
参考文献
[1]何勇军，刘成栋，向衍，等.大坝安全监测与自动化[M].北京：中国水利水电出版社，2015：79.
[2]周亚峰.浅谈电气自动化控制系统的应用及发展趋势[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018（6）：69-70.
[3]侯碧菲.电气自动化技术的潜在发展空间与应用分析[J].科技创新与应用，2017（19）：204.