关于水利工程中电气技术的应用分析

【摘要】我国不断加大基础设施的建设，这在一定程度上也带动了区域经济的发展。水利工程对国家的发展能提供巨大的推动作用，随着国家经济实力的增强，国家在水利方面的扶持力度也在逐年增加，在水利工程中，电气技术及电气设备的应用也为水利工程的建设提供了巨大的作用。本文对水利工程中电气技术及部分电气设备的应用进行简单的分析。

【关键词】水利工程 电气技术 水闸 应用

电气技术涉及到的学科较多，并且随着计算机技术的成熟及不断深入的应用，它在水利工程中的应用也越来越广泛，也为水利工程中的建设带来显著的效果。比如水闸是一种建立于河道出入水口的水工建筑，它能够对河流的流量及水位进行调节。在水闸中关于电气技术的方面有：电源、电机启闭控制、报警；电机的启闭控制；水位及流量的测量、报警等等方面。本文就以水闸为例对水利工程中的电气技术及设备的应用进行探讨分析。

1、水利工程中的电源、闸门控制与水位监测

1.1、电源控制及输电线控制

闸门的控制对于水闸来说非常重要，它是电气技术的核心技术，与之相关的技术有闸门开启、关闭，闸门上下限位等。实践中，若闸门的设置数量比较多，则需充分考虑闸门关闭顺序问题。具体来说，闸门的设计充分运用了压力和压强、物体绕旋转轴旋转等常见的物理原理来进行设计和改进；把整个面板和浮箱的前后面做成圆弧形，使得二者的圆心都和旋转轴的轴心相重合。整个浮箱底部的切线也要求与轴心相一致，与正常的水位线不能发生冲突，必须保证设计符合原理和实际情况。轴心的位置至关重要，轴心要位于上流水位和下流水位之间，并且尽量靠近下流水位，这样一来水库的储水的作用才能发挥出来。

1.3、水位监测

水位的电气监测主要是采用水位测量仪的技术。它是由传感器以及显示仪两部分组成，传感器收集到水位的实际数据后会及时的通过显示仪表示出来。它还具备记录、整理、传输数据的功能。

2、水利工程的电气自动检测技术

电气设备的检测技术主要是检测保护功能。在进行检测时首先要施加讯号模拟量，一般分为两个部分，即交流回路以及直流回路。当模拟量是从交流回路中加入的话就是交流检测，反之则是直流检测。

2.1、交流检测技术

如果使用检测装置将交流的模拟讯号加入到交流回路中时，我们可以采用检测电气设备接点去短接、断开等措施来作为交流回路的环节，这是一种最简单的方式。这种方式相当于将一个交流讯号加入到交流回路当中，并且这个讯号足够的大，能够检验具体保护时的动作。虽然这种技术存在一定的局限性，但是其也表现出一定的优点，即无需利用外加交流讯号。同时，还可利用一种技术手段，即外加交流模拟讯号至交流回路之中，从而实现检验保护动作之功能，这种措施较为实用并且使用的范围也比较广泛。

2.2、直流检验技术

对于水利工程中的一些电气设备来说，直流回路往往是较容易发生问题的环节，因此需对其进行保护。如果电气元件发生损坏时，直流回路部分发生翻转，能够发出电气元件已损坏的信号，所以说，不作误动检测也能达到目的。直流检测的技术使用起来非常简单，因此应用非常的广泛。 但是对于相位比较的电气设备来说使用直流检测技术是不现实的，它的直流回路只有相位比较回路，采用直流检测技术不能判断出直流回路的工作状态，只能采用交流检测的技术来完成检测工作。

3、水利工程中的自动监控技术

下面我们使用水闸的自动监控技术来阐述水利工程中电气自动监控技术，水闸采用自动监控技术能够帮助闸门实现自动控制及自动监测，还能对闸门的各项运行状态的数据进行收集监测，这样也能帮助各个部门及时的掌握水情，能够对水利资源的控制更加完善，也是将来水闸管理的发展趋势。

3.1、自动监控技术的实施

水闸的自动监控系统由传感器、电动机、交换机、PLC控制器、电气控制柜以及通讯设施等等部分组成。传感器能够水利信息如水位数据等及时的收集并且上传至PLC控制器，然后通过PLC的处理将数据传送至交换机，然后在传输到监控的主机上。工作人员通过监控主机获得这些信息及数据，谈后根据信息的具体情况作出判断，通过PLC进行处理，然后传递至闸门的电气控制柜，就能实现对闸门的控制。同时现在计算机技术的广泛应用，我们已经实现采用ADSL路由器将监控主机收集到的信息上传到互联网，使得远程计算机也能及时获得相关数据及信息。

这当中存在一个优先控制的问题，一般都是靠近闸门近的电气控制柜优先级别最高，同时需要注意的是控制方式手动的方式要高于自动的控制方式。

3.2、视频监控

远程控制系统需借助视频监控技术，一般包括变焦镜头、摄像机、解码器等等设备。本系统通过以太网络方式在控制中心实现对上游闸门和下游闸门远程控制，在管理楼控制中心的上位控制计算机上执行对闸门的上升、下降、停止操作，并实时返回闸门的运行状态，响应故障报警信号于远程监控人员，结合视频实时图像直观显示闸门工况，远程操控就像现地操作一样。

4、水利工程中的电气自动保护技术

4.1、电压的控制

水利工程中设备的电气保护元器件需要根据工艺及操作来安装，同时因为安装的位置不同，也使得元器件较为分散且控制的线路非常长。我们为了能够满足元器件的正常工作，电气设备及工作人员的安全，我们必须要增强电气设备的运行可靠性。一般情况下，我们可以设置控制电压，使得其与主电路隔离开来。当前，我们的水利工程中采用的控制电压包括不同的等级，从380V一直到6.3V，由于控制电压的复杂，也使得元器件较多，为工作人员的检修等等带来了工作上难度。我们需要对控制电压进行统一，减少等级，避免控制电压的多样化。

4.2、检测装置与保护继电器相结合

对于元器件的保护来说，它通常都需要多个保护继电器组成。每个保护继电器存在很少的联系，每个保护继电器一般占用一至两点检测。我们是不设置保护回路的，在元件损坏保护局部误动情况均能发出信号，因此检测装置主要用来检测保护继电器的拒功。

总结：

电气技术是一项非常复杂的技术，它在水利工程的应用也提升了水利工程所发挥的作用，随着我们水利工程不断的开展建设，为国家的水资源合理利用做出了巨大的贡献。我们国家对水利电力设备的研究也在不断的提高，电气技术水平也得到了提升，在未来的水利设施管理工作中，我们需要加强管理，落实岗位责任制，积极维护，使其能安全运行，发挥其效益，达到良性循环的目的。

【参考文献】

[2] 谭品忠.《水闸电气设备控制探讨》 [J].《北京电力高等专科学校学报：自然科学版》，2012.

[5] 曹金华.《电力系统中电气自动化的应用分析》[J].《科技与企业》，2012，（13）.