李作琴

[摘    要]文章针对电气自动化基本内容和应用价值展开分析，结合水利电气自动化应用要点，从设备选型、水轮发电机组、照明系统、智能化控制设备方面进行介绍，研究水利工程一次设计要点，包括采集基础资料、优选电气设备、合理选择接地线、照明系统选择、主接地网设计、设计防雷系统等，目的在于提升水利工程电气自动化水平，提高水利工程电气系统运稳定性。

[关键词]水利工程;照明系统;电气自动化;电气一次设计

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–00–03

Research on Electrical Automation and Primary

Design of Water Conservancy Engineering

Li Zuo-qin

[Abstract]The article analyzes the basic content and application value of electrical automation， combined with the key points of water conservancy and electrical automation applications， introduces equipment selection， water turbine generator sets， lighting systems， and intelligent control equipment， and studies the key points of the primary design of water conservancy projects， including the basis of collection Data， optimization of electrical equipment， reasonable selection of grounding wires， lighting system selection， main grounding grid design， design of lightning protection systems， etc.， are aimed at improving the electrical automation level of water conservancy projects and improving the operational stability of electrical systems in water conservancy projects.

[Keywords]water conservancy engineering; lighting system; electrical automation; electrical primary design

结合水利工程运行管理要求及实际情况，加强对电气自动化应用方面的深入研究，增加水利工程设备运行管理中的技术含量及优势，可使工程管理效果显著，最大限度地降低故障发生率。因此，应对水利工程电气自动化应用进行更多的考虑，确保工程设备、闸门运行状况的良好性，避免水利工程运行管理、应用价值等受到不利影响。

1 水利工程電气自动化基本内容和应用价值

1.1 基本内容

所谓的电气自动化，是指电力网与控制理论共同支持下所形成的一种技术，能够为自动化系统的高效运行提供专业保障，保持电气设备良好的工作性能，发挥潜在应用价值。电气自动化能为水利工程相关设备运行提供所需的控制模式，满足电力生产活动高效开展要求，在促进水利建设事业发展、增强设备性能可靠性等方面发挥重要的作用。

1.2 应用价值

（1）提升系统运行效率。在水利工程建设过程中，涉及到的作业内容繁多，尤其是电气系统的施工，涉及到了许多运行设备管理活动，将电气自动化控制技术应用到设计当中，能够对设备工作状态进行有效监督，同时也会根据设备目前的运行状态、系统需求情况，对于相关参数信息进行调整，在降低运行资源损耗的基础上，提高系统的运行效率。

（2）有助于设备运行过程的全面监测。水利工程电气系统投入使用后，由于其运行环境的复杂程度较高，需要依靠完整的维护管理体系来维持系统运行状态的稳定性，而电气自动化技术的融入，可以对系统运行过程进行动态监测，搭配预警系统，针对系统运行异常及时作出预警，以此来降低故障问题的影响范围，提高系统运行过程的稳定性。

2 水利工程电气自动化应用要点

2.1 设备选型

在水利工程电气系统的搭建过程中，所使用到的电气设备种类繁多，这也需要建立可靠的设备选型体系，根据体系中的指导内容来完成设备选型工作。在电气自动化技术应用背景下，运用计算机技术能够建立完善的选型体系，围绕电气自动化技术的适用性来初步筛选电气设备，随后利用计算机技术来细化分析，从中筛选出最为契合的电气设备。而且在设备选择过程中，利用自动化技术也可以对精准度较低、灵敏度较差、构件参数不稳定等内容做好控制，使其可以控制在最为合适的应用范围内，这样也可以提升水利工程电气系统运行过程的安全性，提高系统所带来的综合效益。

2.2 水轮发电机组

在水利工程运行过程中，发电机组也属于非常重要的组成内容，其运行效率也直接体现出工程本身的应用效果，关系到工程运行过程中所能够创造的利益价值。在电气自动化技术应用过程中，需重点关注以下几点。

（1）针对水轮发电机组开机、关机等情况进行动态调控，借助自动化系统可以对开关情况进行检查，并且在无人值守的情况下，按要求完成既定任务。

（2）对于发电机组工作状态参数进行梳理，运用智能化管理系统，对于系统工作状态进行评价，确保发电机组运行状态满足相应的控制管理要求，并将系统应用优势凸显出来，在出现故障问题时能够及时作出预警，满足机组稳定运行的相关需求。

2.3 照明系统

在水利工程中，照明系统的合理铺设也属于重要组成内容，其运行过程的可靠性会影响到日常工作、设备检修等的顺利进行。在电气自动化技术应用过程中，需重点关注以下几点。

（1）针对照明系统的开灯、关灯等状态进行动态调控，借助自动化系统可以对机房内是否有人活动进行识别，在无人通过时灯光保持较暗或者关闭状态，而识别到人员经过后可以调整开关状态和亮度，以满足正常工作的基础需求。

（2）对于照明系统工作状态参数进行梳理，运用智能化管理系统对照明系统工作状态进行持续监测，使其能够维持在动态平衡的状态。如果照明系统出现故障问题，则可以及时作出预警，满足系统稳定运行的相关需求。

2.4 智能化控制设备

在水利工程中，智能化控制设备的应用可以优化电气系统的运行环境，提高整个管理过程的智能化和动态化。电气自动化技术在应用过程中，需重点关注以下几点。

（1）针对智能化控制设备的基本特点，借助通信工程将自动化系统和设备关联在一起，对系统运行状态进行持续监测，使其能够维持在稳定的状态，如果系统出现异常运行问题，也可以及时作出预警，满足系统稳定运行需求。

（2）对于智能化控制设备的状态数据进行检测，利用信息技术对内容进行整理，从中筛选出价值数据，补充到智能化管理系统当中，从而进一步提高整个管理过程的动态性。

3 水利工程电气一次设计要点

3.1 采集基础资料

结合水利工程的基础特点，为了确保一次设计结果的可靠性，需要按照要求来完成基础资料的采集工作，依据资料整理结果来选择适合的电气设备。从实际应用情况来看，在具体采集资料过程中也需要注意以下几点：①按要求对水利工程的基础资料进行整理，如当地降水条件、气温条件、以往水灾事故、土层坚硬状态等，可以利用大数据技术辅助数据整理，得到比较完整的基础数据库。②对于当地的区位条件进行梳理，其内容包括水利工程服务范围、服务区域人口数量、区域目前的发展情况、现阶段产业结构等。这些基础资料整理后，作为电气设备功率、线路横截面积、外绝缘层厚度等内容的参考，以提升设计结果的准确性。

3.2 优选电气设备

（1）根据上文中提到的基础资料相关内容，对于所需要的电气设备参数进行确定，随后围绕该内容来制定合理的设备采购计划，计划中需要对这些应用参数进行明确。

（2）做好电气设备安装前的质量检查，确定其满足要求后才可以进行安装，以提升电气设备安装结果的合规性。

（3）电气设备正式投入使用后，需要按要求来完成调试计划、检修计划、养护计划的拟定，从而确保电气设备运行的稳定性，延长电气设备的使用寿命。

3.3 合理选择接地线

进行电气一次设计时，需要合理选择接地线路，这是需要重点考量的内容，其合理性将影响到系统的运行效率。在具体的设计中需做好以下3点。

（1）按要求对接地线材料进行选择，其涉及到的内容有接地线长度、线芯材料、线芯横截面积、绝缘层厚度等，材料的选择也需要具备一定的前瞻性，这样有利于水利工程电气系统进一步发展，提高综合效益^[1]。

（2）做好接地线性能参数的合理评估，需结合对质量产生影响的因素进行分析，从而提高分析结果的可靠性。

（3）根据所选择接地线类型，匹配相应的接地线施工工艺，以提高接地线的可靠性。

3.4 照明系统选择

在电气一次设计中还需要做好照明系统的选择工作。照明系统的其作用是为作业人员日常工作、检修活动的顺利进行提供便利，从而提升故障问题的检修速度。在具体应用中，经常使用到的照明系统分为工作类照明系统与应急类照明系统。工作類照明系统的设计要点，可以参考上文中设计要点将自动化技术融入到管理活动中，从而提升工作照明系统运行状态的稳定性。而应急照明系统在设计中会应用到UPS系统，日常工作期间存储电能，出现突发事故后提供照明，便于故障问题的及时处理。需要注意的是，在系统设计中也需要做好节能技术的引入工作，从而提升系统应用后的综合价值^[2]。

3.5 主接地网设计

为了提升电气系统运行状态的可靠性，也需要做好接地网设计，降低过载电流、过载电压、触电事故等问题的发生概率，维持电气设备工作状态的稳定性。在具体的应用设计中，经常使用到的设计方式为自然设计处理，结合相应技术对于接地网关联电气设备分布位置进行了解，将所有线路连接在一起，提升主接地网设计的合理性，从而提升运行水平^[3]。另外，在设计过程中也需要运用人工设计方式来细化接地网设计内容，部分电气设备也需要增加接地线数量，以提高电气设备运行稳定性。

3.6 设计防雷系统

除了上述应用内容外，在设计中还需要做好防雷系统的设计工作，具体设计过程中所需要参考的内容如下。

（1）做好避雷针的选择工作。水利工程所处地区的开阔性较强，大量电气设备的集中聚集，也会成为雷电天气下的攻击目标，而避雷针则是防雷过程中的重要载体。做好基础资料的整理工作，以此为基础来完成避雷针的选择工作，提高其实用性。

（2）对于避雷针使用参数进行计算，包括避雷针距离、最低保护高度、保护半径、保护宽度等，此类参数需要利用相应的计算公式和应用模型辅助完成。计算结果示例见表1。

（3）做好防雷系统线路的接地处理，使其可以顺利将多余电压导入地下，避免雷电击穿问题^[4]。

4 结束语

综上所述，电气自动化的支持有利于提高水利工程及其设备运行管理效率及质量，满足其生产计划高效实施要求，也能为水利建设事业的更好发展打下基础。因此，在提升水利工程建设水平、优化设备运行管理方式的过程中，应加强对电气自动化科学应用方面的重视程度，促使水利工程设备运行过程能够处于可控状态，为其运行性能优化、水利工程经济效益增加等提供技术支持。

参考文献

[1] 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.

[2] 徐辉.牙克石500 kV智能变电站电气二次设计及应用[D].长春：吉林大学，2020.

[3] 于芳.智能变电站电气二次设计常见问题及对策分析[J].中华建设，2020（10）：112-113.

[4] 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.