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【摘 要】 我国水利水电工程在发电、防洪等方面起着重要作用,对于人们的生活和经济的发展具有重要意义。文章对水利水电工程中自动化应用进行了探讨,具有一定的借鉴意义。
【关键词】 水利水电工程;自动化;应用
一、前言
文章对水利水电工程自动化的具体内容进行了介绍,对水利水电工程自动化存在的主要问题进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对未来我国水利水电自动化技术的发展方向进行了探讨。
二、水利水电工程自动化的具体内容
水利水电工程自动化内容与很多因素有关,如水利水电工程的大小,自动化在水利水电工程中的必要性与参与工作的程度,水利水电工程的类型和工作方式,电气主接线,重要机组的类型与放置模式等,总而言之,水利水电工程自动化主要由完全操控监督水利水电工程的整体运行,同时也对水轮发电机组和相关辅助设备的监控,进而在没有在的时候,自动对相关辅助设备的独立控制,除此之外,还必须兼并对重要电气设备的监督控制,对水工建筑物是否能够正常工作的监督与控制。
1.完成对水轮发电机组运行模式的自住智能控制
首先,应用电气化完成了同时完成关停机,发电转调相与调相转发点的管理控制,从在没有人的时候,它能独立的完成工作。其次,电气自动化可以很智能的使发电站组在最经济的情况下健康运行,它可以智能的根据实际情况与系统的指令自动启动一定数目的机组,从而可以让负荷很经济的在运行的机组间分配。因为它可以控制发电机组的关和閉,因此他就可以根据负荷的要求自动变换机组,从而把有用功提高到最大,把无用功降到最低。第三,如果出现工作事故或者洪涝期间机组频率低时,它可以智能的使备用机组投入工作,但当汛期时,它可以智能断开一些机组。
2.行使对水轮发电机组及其周围重要设备的运行状态的监测。
比如说可以检测发电机组的定子与电子中的电路安全,同时可以检测发电机定子绕组和铁芯中温度是不是超过了设定的温度,此外,对发电机组润滑度与制冷系统的监督,对机组变速系统的监督。当这其中之一出现故障,电气自动化会果断智能的采取措施,同时向检测人员发送警讯与紧急呼叫。
3.行使对周围重要设备的智能控制。
包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制,一旦发生问题,其他辅助设备可以快速投入运行。
4.行使对重要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、检测和保护。
5.行使对水工建筑物运行状态的控制和监测比如对于发电机组是否良好工作的检测控制,对于拦污闸有没有阻塞的控制,水位高低的检测,同时可以对饮水压力管起保护作用。
三、水利水电工程自动化存在的主要问题
闸门自动启闭系统、水位监测系统基本正常,其中大部分是人工测量结果。没有数据发布与共享功能。由于软件接口不统一,硬件接口不匹配,以至难以达到设计要求。有的工程点没有此项设计内容。视频控制系统基本正常,失控点基本是由于硬件损坏、排线不合理所致。开度、荷重仪表以及编码器、传感器等部件经常损坏,导致仪表显示不准、数据不能远控。
1.方案设计方面
水利工程自动化系统设计仅提供框架设计和功能要求,项目实施时由各承包单位进行详细设计,导致了水利自动化系统千差万别。存在的突出问题:硬件选型不成熟、软件接口不开放、相互之间难兼容,造成维修难、改造难;重复建设现象普遍,比如:水位和雨量观测,一些工程水文测报系统均有设置,各大中型工程也设置了相应的系统,但缺少统一整合;设计方案不尽合理,比如:水位井大多离闸过近,致使水位测量不够准确;部分系统操作存在流程繁杂、设备标识不清、图纸资料不全的问题。
2.工程建设方面
当前建设主要模式是项目法人建设,移交运行管理单位管理,建管基本处于分离状态,建管之间衔接不足,矛盾突出,管理单位对自动化系统在使用方面的诉求不能得到有效的解决。方案审查流于形式是普遍现象。虽然项目法人召开设计联络会,对自动化系统的细部设计和实用功能进行审查,但参与审查会的自动化专业技术人员比重小,不能解决实际问题,方案审查流于形式。建设过程中,缺少质量把关。参建单位缺少专业技术人员,在项目建设过程中,或是发现不了问题,或是出现问题时,没有从根本上解决;在工程验收时,缺少系统评估和评定标准,造成应有的功能不能完全实现或运行不稳定。
3.运行管理方面
普遍缺少专业技术管理人员、缺少专业技术管理平台,无备品备件和易耗品的储备,维护经费落实难。缺少水利自动化系统运行管理办法技术标准和控制管理规定。
四、提高水利工程自动化水平的策略方法与建议
1.构建专项化工程项目质量监督管理机构,配套完善相关的法律法规。确定明确的权责责任制,明确法人主体,以及责任第一人。将监督管理贯彻在工程项目的各个环节,包括对原材料进行严格的检查,健全各种检查制度,层层落实。项目法人要切实担负起职责,要从工程进度、质量、资金运作、安全生产等角度把握控制好。
2.在管理体制上要加强管理,可以借鉴国外成功的先进经验。在模式上可以采取多个部门共同参与的形式,实现全面化管理。1)各部门要从软硬件方面着手,健全各种设施,完善各种法制法规,配备齐全的管理人员。2)严格财务管理工作,管理单位在财务控制方面具有独立权,自负盈亏,相关监管部门要对其进行有计划性监管,一旦出现财务违规不正当现象要及时给予处罚纠正,后果极其严重的要对相关负责人给予撤职。3)在管理过程中强化法制观念,依法管理。
3.建构标准化质量保障系统。要建构标准化质量保障体系,整个水利工程项目的各个环节都与工程整体质量相关,因此一定要切实保障各个环节都规范化,符合标准。同时要完善相关的监督管理体制,发挥各个监督管理部门的职责,切实将水利工程的质量问题落实到位。 4.广泛应用新技术。要广泛应用新技术,提升水利工程质量,发挥现代高科技术的实效性,能够对各种质量安全隐患做到排查清除。要开拓思路,具有创新意识,能够大胆引进新技术、新原料、新设备等,使水利工程质量更上一个台阶。
5.提升施工人员的技术水准。施工人员的业务能力对于整个水利工程项目质量有重要影响。为此要对施工人员进行专项培训,努力提升施工人员的技术水准,对于施工程序、步驟方法等都能做到心中有数。要严格落实资格认证制度,为水利工程质量安全做保障基础。
五、未来我国水利水电自动化技术的发展方向
水库综合自动化系统一个复杂的系统工程,其涉及的学科、工程众多。随着水库综合调度自动化系统的建设,水利水电自动化水平将得到不断提高,其建设和管理要求也会日益严格。
近几年我国水利水电自动化控制系统技术进步迅速、发展迅猛,整体水平已达到国际水准,并受到了国内用户的肯定。针对三峡枢纽以上流域单机容量为100万kW梯级电站的建设,应继续开展巨型机组、特大型电站综合自动化系统关键技术的研究工作,研究探讨改进系统结构、网络结构,优化系统配置,并通过采用新产品、新技术和最新研究成果来提高监控系统的可靠性和实时响应性能。
在国际市场方面,应进一步提高国产水电站自动化控制系统在国际市场的知名度,针对国外水电站的特点和实际需求来改进和完善系统结构、功能和性能指标,提高国产系统的竞争力,加大国产水电设备和软件在国际市场的市场占有率。
为使我国的供电结构合理化和多样化,我国应加快大型的抽水蓄能电站建设。目前,大型抽水蓄能电站计算机监控系统基本上采用国外进口设备,价格高且不利于运行维护,缺乏售后服务。如今国产的系统已具备实现大型蓄能电站计算机监控系统的能力和水平,但却没有市场,因此我国应加强系统的实际运用。
六、结束语
我国的水利水电工程发展迅速,其水平在世界处于先进水平,并建成了世界最大的三峡大坝。随着时代的进步,水利水电工程将发挥更大的作用,因此,对于水利水电工程中自动化应用应该放在重点。
参考文献:
[1]黄忠赤,水利工程自动化现状与适应技术分析研究[J],水利建设与管理,2012(10).
[2]卢亮,水利自动化工程存在问题分析及建议[J],科技传播,2011(21).
[3]欧峰,编制水利工程投标文件应注意的问题[J],河北水利,2010(11).
【关键词】 水利水电工程;自动化;应用
一、前言
文章对水利水电工程自动化的具体内容进行了介绍,对水利水电工程自动化存在的主要问题进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对未来我国水利水电自动化技术的发展方向进行了探讨。
二、水利水电工程自动化的具体内容
水利水电工程自动化内容与很多因素有关,如水利水电工程的大小,自动化在水利水电工程中的必要性与参与工作的程度,水利水电工程的类型和工作方式,电气主接线,重要机组的类型与放置模式等,总而言之,水利水电工程自动化主要由完全操控监督水利水电工程的整体运行,同时也对水轮发电机组和相关辅助设备的监控,进而在没有在的时候,自动对相关辅助设备的独立控制,除此之外,还必须兼并对重要电气设备的监督控制,对水工建筑物是否能够正常工作的监督与控制。
1.完成对水轮发电机组运行模式的自住智能控制
首先,应用电气化完成了同时完成关停机,发电转调相与调相转发点的管理控制,从在没有人的时候,它能独立的完成工作。其次,电气自动化可以很智能的使发电站组在最经济的情况下健康运行,它可以智能的根据实际情况与系统的指令自动启动一定数目的机组,从而可以让负荷很经济的在运行的机组间分配。因为它可以控制发电机组的关和閉,因此他就可以根据负荷的要求自动变换机组,从而把有用功提高到最大,把无用功降到最低。第三,如果出现工作事故或者洪涝期间机组频率低时,它可以智能的使备用机组投入工作,但当汛期时,它可以智能断开一些机组。
2.行使对水轮发电机组及其周围重要设备的运行状态的监测。
比如说可以检测发电机组的定子与电子中的电路安全,同时可以检测发电机定子绕组和铁芯中温度是不是超过了设定的温度,此外,对发电机组润滑度与制冷系统的监督,对机组变速系统的监督。当这其中之一出现故障,电气自动化会果断智能的采取措施,同时向检测人员发送警讯与紧急呼叫。
3.行使对周围重要设备的智能控制。
包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制,一旦发生问题,其他辅助设备可以快速投入运行。
4.行使对重要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、检测和保护。
5.行使对水工建筑物运行状态的控制和监测比如对于发电机组是否良好工作的检测控制,对于拦污闸有没有阻塞的控制,水位高低的检测,同时可以对饮水压力管起保护作用。
三、水利水电工程自动化存在的主要问题
闸门自动启闭系统、水位监测系统基本正常,其中大部分是人工测量结果。没有数据发布与共享功能。由于软件接口不统一,硬件接口不匹配,以至难以达到设计要求。有的工程点没有此项设计内容。视频控制系统基本正常,失控点基本是由于硬件损坏、排线不合理所致。开度、荷重仪表以及编码器、传感器等部件经常损坏,导致仪表显示不准、数据不能远控。
1.方案设计方面
水利工程自动化系统设计仅提供框架设计和功能要求,项目实施时由各承包单位进行详细设计,导致了水利自动化系统千差万别。存在的突出问题:硬件选型不成熟、软件接口不开放、相互之间难兼容,造成维修难、改造难;重复建设现象普遍,比如:水位和雨量观测,一些工程水文测报系统均有设置,各大中型工程也设置了相应的系统,但缺少统一整合;设计方案不尽合理,比如:水位井大多离闸过近,致使水位测量不够准确;部分系统操作存在流程繁杂、设备标识不清、图纸资料不全的问题。
2.工程建设方面
当前建设主要模式是项目法人建设,移交运行管理单位管理,建管基本处于分离状态,建管之间衔接不足,矛盾突出,管理单位对自动化系统在使用方面的诉求不能得到有效的解决。方案审查流于形式是普遍现象。虽然项目法人召开设计联络会,对自动化系统的细部设计和实用功能进行审查,但参与审查会的自动化专业技术人员比重小,不能解决实际问题,方案审查流于形式。建设过程中,缺少质量把关。参建单位缺少专业技术人员,在项目建设过程中,或是发现不了问题,或是出现问题时,没有从根本上解决;在工程验收时,缺少系统评估和评定标准,造成应有的功能不能完全实现或运行不稳定。
3.运行管理方面
普遍缺少专业技术管理人员、缺少专业技术管理平台,无备品备件和易耗品的储备,维护经费落实难。缺少水利自动化系统运行管理办法技术标准和控制管理规定。
四、提高水利工程自动化水平的策略方法与建议
1.构建专项化工程项目质量监督管理机构,配套完善相关的法律法规。确定明确的权责责任制,明确法人主体,以及责任第一人。将监督管理贯彻在工程项目的各个环节,包括对原材料进行严格的检查,健全各种检查制度,层层落实。项目法人要切实担负起职责,要从工程进度、质量、资金运作、安全生产等角度把握控制好。
2.在管理体制上要加强管理,可以借鉴国外成功的先进经验。在模式上可以采取多个部门共同参与的形式,实现全面化管理。1)各部门要从软硬件方面着手,健全各种设施,完善各种法制法规,配备齐全的管理人员。2)严格财务管理工作,管理单位在财务控制方面具有独立权,自负盈亏,相关监管部门要对其进行有计划性监管,一旦出现财务违规不正当现象要及时给予处罚纠正,后果极其严重的要对相关负责人给予撤职。3)在管理过程中强化法制观念,依法管理。
3.建构标准化质量保障系统。要建构标准化质量保障体系,整个水利工程项目的各个环节都与工程整体质量相关,因此一定要切实保障各个环节都规范化,符合标准。同时要完善相关的监督管理体制,发挥各个监督管理部门的职责,切实将水利工程的质量问题落实到位。 4.广泛应用新技术。要广泛应用新技术,提升水利工程质量,发挥现代高科技术的实效性,能够对各种质量安全隐患做到排查清除。要开拓思路,具有创新意识,能够大胆引进新技术、新原料、新设备等,使水利工程质量更上一个台阶。
5.提升施工人员的技术水准。施工人员的业务能力对于整个水利工程项目质量有重要影响。为此要对施工人员进行专项培训,努力提升施工人员的技术水准,对于施工程序、步驟方法等都能做到心中有数。要严格落实资格认证制度,为水利工程质量安全做保障基础。
五、未来我国水利水电自动化技术的发展方向
水库综合自动化系统一个复杂的系统工程,其涉及的学科、工程众多。随着水库综合调度自动化系统的建设,水利水电自动化水平将得到不断提高,其建设和管理要求也会日益严格。
近几年我国水利水电自动化控制系统技术进步迅速、发展迅猛,整体水平已达到国际水准,并受到了国内用户的肯定。针对三峡枢纽以上流域单机容量为100万kW梯级电站的建设,应继续开展巨型机组、特大型电站综合自动化系统关键技术的研究工作,研究探讨改进系统结构、网络结构,优化系统配置,并通过采用新产品、新技术和最新研究成果来提高监控系统的可靠性和实时响应性能。
在国际市场方面,应进一步提高国产水电站自动化控制系统在国际市场的知名度,针对国外水电站的特点和实际需求来改进和完善系统结构、功能和性能指标,提高国产系统的竞争力,加大国产水电设备和软件在国际市场的市场占有率。
为使我国的供电结构合理化和多样化,我国应加快大型的抽水蓄能电站建设。目前,大型抽水蓄能电站计算机监控系统基本上采用国外进口设备,价格高且不利于运行维护,缺乏售后服务。如今国产的系统已具备实现大型蓄能电站计算机监控系统的能力和水平,但却没有市场,因此我国应加强系统的实际运用。
六、结束语
我国的水利水电工程发展迅速,其水平在世界处于先进水平,并建成了世界最大的三峡大坝。随着时代的进步,水利水电工程将发挥更大的作用,因此,对于水利水电工程中自动化应用应该放在重点。
参考文献:
[1]黄忠赤,水利工程自动化现状与适应技术分析研究[J],水利建设与管理,2012(10).
[2]卢亮,水利自动化工程存在问题分析及建议[J],科技传播,2011(21).
[3]欧峰,编制水利工程投标文件应注意的问题[J],河北水利,2010(11).