電氣自動化在水電廠的應(yīng)用

摘 要：從目前來看，水電廠上應(yīng)用電氣自動化已較為普遍，這對于減人增效，改善工作條件，提高水電站的經(jīng)濟性和安全性都起到了較佳的效果，同時也為“遠程監(jiān)控”和“無人值班”的實現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。文章首先闡述了水電廠電力自動化的監(jiān)控模式，其次，分析了水電廠電氣自動化中PLC技術(shù)的應(yīng)用，同時，探討了計算機技術(shù)在水電廠電氣自動化的應(yīng)用，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；水電廠；應(yīng)用

引言

水電廠是以防洪救撈為主要方向，同時兼顧居民的供水發(fā)電和田地灌溉等綜合利用工程。從目前來看，水電廠上應(yīng)用電氣自動化已較為普遍，這對于減人增效，改善工作條件，提高水電站的經(jīng)濟性和安全性都起到了較佳的效果，同時也為“遠程監(jiān)控”和“無人值班”的實現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。電氣自動化技術(shù)在水電廠中的運用，較好地改善了水電廠運行的狀態(tài)，提高了水電廠的運行效率，有效的提升了水電廠的發(fā)展水平，文章就電氣自動化在水電廠的應(yīng)用進行探討。

1 水電廠電力自動化的監(jiān)控模式

水電廠電力自動化是用先進的繼電保護技術(shù)、測控技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)，再加上設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、保護設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、測控設(shè)備等來實現(xiàn)運行管理、故障分析、保護、控制、監(jiān)測水電廠全部電氣設(shè)備。

1.1 集中監(jiān)控方式

集中監(jiān)控方式的優(yōu)點就在于系統(tǒng)設(shè)計容易、防護要求不高、運行維護方便。但缺點就在于是由一個處理器來處理系統(tǒng)的各個功能，處理速度較慢、處理量較大，這樣就會出現(xiàn)投資加大、電纜數(shù)量增加、主機冗余下降的問題，另外，系統(tǒng)的可靠性也有可能會由于長距離電纜引入的干擾而受到影響。

1.2 遠程監(jiān)控方式

遠程監(jiān)控方式具有組態(tài)靈活、可靠性高、節(jié)約大量電纜、節(jié)約材料、節(jié)省安裝費用等諸多優(yōu)點。值得注意的是，遠程監(jiān)控方式不適合構(gòu)建全廠的電氣自動化系統(tǒng)，只適合于小系統(tǒng)監(jiān)控。

1.3 現(xiàn)場總線監(jiān)控方式

變電站綜合自動化系統(tǒng)中目前已經(jīng)基本普及現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，運行經(jīng)驗較為豐富，這都為水力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)打下了較佳的基礎(chǔ)，能夠節(jié)約很多安裝維護工作量和投資，節(jié)省大量控制電纜，進而使得成本得以降低。

2 水電廠電氣自動化中PLC技術(shù)的應(yīng)用

PLC是繼電接觸控制技術(shù)與計算機技術(shù)二者相互結(jié)合的產(chǎn)物，為了實現(xiàn)PLC內(nèi)部存儲進行記錄、運算、控制等操作指令，其存儲器采用了可編程序。PLC技術(shù)近年來在電力系統(tǒng)自動化中被廣泛應(yīng)用，有效解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)耗能高、靈活性較差、接線復(fù)雜、可靠性低等缺點。

2.1 PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)處理

PLC技術(shù)具有位操作、數(shù)據(jù)傳送、查表、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)學運算、排序等功能，能夠有效地完成數(shù)據(jù)的處理、分析及采集。這些數(shù)據(jù)能夠應(yīng)用于其它智能裝置內(nèi)來完成控制操作。數(shù)據(jù)可用于處理如無人控制的柔性制造系統(tǒng)等大型控制系統(tǒng)，也可用于過程控制系統(tǒng)。

2.2 PLC技術(shù)的順序控制

隨著水電工業(yè)的逐步發(fā)展，很多水力發(fā)電廠都采用PLC控制系統(tǒng)來控制輔助系統(tǒng)，而不再是原來的繼電控制器，這樣能夠有效地提高效益，降低資源損耗。

2.3 PLC技術(shù)的閉環(huán)過程控制

并過程控制是指閉環(huán)控制連續(xù)變化的模擬量（如流量、溫度、壓力等），模擬量的閉環(huán)PID控制可由PLC利用模擬量I/O模塊來完成，還能夠?qū)崿F(xiàn)模擬量與數(shù)字量二者之間的A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換。同時，還可以利用PID子程序、專用的PID模塊來實現(xiàn)。

2.4 PLC技術(shù)的開關(guān)量控制

水力發(fā)電廠通常選擇開關(guān)量控制和順序控制這兩種方法來控制輔助系統(tǒng)的工藝流程，開關(guān)量控制的應(yīng)用最為常見，可通過擴展來對輸入點數(shù)、輸出點數(shù)進行控制，不受限制。

3 計算機技術(shù)在水電廠電氣自動化應(yīng)用

在水電廠電力系統(tǒng)中，計算機控制技術(shù)往往能夠起到較為重要的作用，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)中變電、配電、發(fā)電、輸電、用電等各個環(huán)節(jié)都離不開計算機技術(shù)的支撐，這也促使電力系統(tǒng)自動化技術(shù)迅速發(fā)展。

3.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化的應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動化最重要的部分就是電網(wǎng)調(diào)度自動化，電網(wǎng)調(diào)度自動化在我國被分為5級，分別是縣級調(diào)度、地區(qū)級調(diào)度、省級調(diào)度、大區(qū)調(diào)度、國家電網(wǎng)調(diào)度，無論是哪一級，都離不開計算機技術(shù)的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是其中最為重要的組成部分，通過它就形成了一個自動化的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，通過它來將打印設(shè)備、大屏蔽顯示器、服務(wù)器、工作站、變電站終端設(shè)備等聯(lián)系起來。在電網(wǎng)調(diào)度自動化的作用下，計算機既要實時采集數(shù)據(jù)，又要實時監(jiān)控電網(wǎng)運行安全情況，還要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計、電力負荷預(yù)測等功能。

3.2 智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

計算機技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)就是智能電網(wǎng)技術(shù)，它涵蓋了發(fā)電、調(diào)度、輸變電、配電等各個環(huán)節(jié)，智能電網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)依托了很多計算機技術(shù)，具備可靠性、雙向性、實時性的特征。

3.3 變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用

變電站自動化也是通過計算機技術(shù)來實現(xiàn)的，完全是采用光纖代替電力信號電纜或者計算機電纜來實現(xiàn)變電站二次設(shè)備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，變電站也實現(xiàn)了記錄統(tǒng)計自動化、運行管理自動化、計算機屏幕化。變電站自動化技術(shù)的應(yīng)用，完全滿足了變電站的運行操作任務(wù)。

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