水電站電氣工程自動化技術及其應用研究

張華

（長江三峽技術經濟發(fā)展有限公司 北京市 100038）

水電站電氣工程自動化技術及其應用研究

張華

（長江三峽技術經濟發(fā)展有限公司 北京市 100038）

自動化技術在水能發(fā)電中的應用又是必不可少的，它可以降低水電站運營成本，提高運行效率，也減輕了水電工作人員的負擔。本文就將通過對自動化技術以及可選擇的監(jiān)控模式這兩方面進行探討，研究水電站電氣工程自動化技術及其應用。

水電站；電氣工程；自動化技術

我國是一個水資源豐富的國家，在世界上我國利用水能發(fā)電的年發(fā)電量，居于世界發(fā)電總量的首位。而近些年來我國科學技術的顯著提高，電氣自動化技術在我國水電站中的運用也是越來越廣泛。水電站電氣工程自動化技術，它包括對水能發(fā)電的工作情況的控制、監(jiān)視、報警，以及水輪發(fā)電機組自動化運行等幾個方面。但以我國目前水電站的現(xiàn)狀來看，其實還并未實現(xiàn)真正的自動化管理，仍然還是多數以人工操作代替，因此，下面我們就來對水電站電氣工程自動化技術及其應用進行研究，以期更好地實現(xiàn)水電站電氣工程自動化。

1 水電站中運用電氣工程自動化的內容

1.1 幫助實現(xiàn)輔助設備的控制

為了保障水電站的運行安全、可靠，需要一系列的輔助設備來幫助完成，而電氣工程自動化系統(tǒng)，就可以很好的來幫助實現(xiàn)對這些輔助設備的控制，讓它們都實現(xiàn)自動化。同時也可以對它們進行監(jiān)控與保護，當自動輔助系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，及時的進行保護措施，并且發(fā)出報警信號，以確保水電站的安全運行。電氣工程自動化系統(tǒng)還可以對水位以及水電站的閘門等進行監(jiān)測，在很大程度上減輕水電工作人員的工作壓力，提高了他們的工作效率[1]。

1.2 對發(fā)電機進行監(jiān)測

在水電站中，發(fā)電機可謂是核心的所在，沒有它的話水電站不可稱之為水電站。因此，對于它的保護是十分重要的事情。在實現(xiàn)自動化以前，水電站的工作人員每天都要對發(fā)電機自身的溫度，還有它內部的定子、轉子的電流量等進行觀察，并且做數據記錄，以確保它的正常運行。而利用電氣工程自動化系統(tǒng)，可以對發(fā)電機進行實時的監(jiān)測與監(jiān)控，而且能夠進行真實、實時的記錄，在很大程度上為水電站的工作人員節(jié)省了工作時間，提高了工作效率。

1.3 自動控制水輪機

通過電氣工程自動化系統(tǒng)來實現(xiàn)水電站的水輪機自動控制，可以實現(xiàn)水輪機的自動關閉，并且能夠提升水輪機的自動化水平，達到發(fā)電功率與相位調制的自動轉發(fā)。還可以幫助水電站根據電廠的發(fā)電需求進行最佳配比，增加經濟效益，最終實現(xiàn)經濟效益最大化，并且促進我國水電事業(yè)的飛速發(fā)展。

2 在水電站中運用電氣工程自動化的模式選擇

2.1 遠程監(jiān)控

遠程監(jiān)控其實是一種比較普遍的監(jiān)控模式，大的國家機密的部隊的應用，小的我們平常QQ、電腦、手機上的遠程操作等等，只要一根線路的連接，就可以操作遠在千里之外的東西。這種實時并且及時的監(jiān)控模式，使用起來比較方便，也不需要大量的電纜來作為基礎材料，就能隨時控制整個系統(tǒng)的正常運行，因此大部分的我國水電站都采用這種遠程監(jiān)控的模式，作為水電站自動化后的人工輔助管理[3]。

2.2 現(xiàn)場總線監(jiān)控模式

對于這種模式來說，它是依賴于現(xiàn)場的局域網以及總線來進行對于水電站整體系統(tǒng)的監(jiān)控的。在現(xiàn)場總線監(jiān)控模式里，它的每一個部件都是互不關聯(lián)的，這就在一定程度上避免了，一個部件發(fā)生故障而牽連到其他部件的情況的產生。在很大程度上增加了這種模式下，水電站系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。現(xiàn)場總線監(jiān)控模式還能夠充分分析水電站的情況，進行有針對性的處理，防止不必要的損失。

2.3 集中監(jiān)控模式

集中監(jiān)控模式所需要的配置成本比較低，其所采用的基本材料是硬接線，因而設計十分簡單。但是它的處理模式是把整個系統(tǒng)的各個區(qū)域都集中到一起來進行處理，這就在在很大程度上增加了處理器的負擔。而且就算是水電站中的輔助設備，集中監(jiān)控模式也會把它們納入監(jiān)控范圍，對象越多，也就導致所需的電纜越長，間接影響了水電站系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 水電站電氣工程自動化技術的應用

在水電站中運用電氣工程自動化的最終目的，是要實現(xiàn)水電站在生產過程中，在少人甚至無人的情況下也能自動的正常運行，并且能夠按照預定的計劃完成生產。水電站中電氣工程自動化的應用程度，代表著水電站現(xiàn)代化水平的標志，同時也是水電站實行經濟運行的不可或缺的條件。下面，就來詳細介紹一下水電站中電氣工程自動化技術的應用：

3.1 提高水電站工作的穩(wěn)定性

電氣工程自動化系統(tǒng)可以在水電站的管理工作中幫忙對系統(tǒng)進行數據監(jiān)控，確保水電站工作的安全性、穩(wěn)定性，同時也可以防止事故的發(fā)生。對于人民的生活質量的提高以及國家的經濟發(fā)展而言，水電站運行的穩(wěn)定性對于此都是具有很大的幫助的。電氣工程自動化系統(tǒng)及時的切換控制系統(tǒng)，以減少發(fā)生事故所帶來的損失，保障設備的正常運行?？偟膩碚f，電氣工程自動化系統(tǒng)不僅可以幫助水電站進行日常管理工作，還能幫助水電站增加經濟效益，提高水電站工作的穩(wěn)定性。可謂是一舉三得的好事。

3.2 保證水電站的電能質量

現(xiàn)如今，國家為了保證水電站的輸出功率，確保電能的質量，就要保障水電站輸出的電壓跟電流都是穩(wěn)定的。然而想要達到這樣的標準，僅僅只靠人工的操作是難以辦到的，人類的判斷準確度與操作速度往往都比不上機器的，還可能在一定程度上影響電流、電壓的穩(wěn)定性[2]。因此，要想達到前文的標準，最好的方法就是使用電氣工程自動化技術，它可以完全改變人工控制的局限性，在達到標準的同時，還可以提高處理事故的效能，最終保障水電站的電能質量。

3.3 提升水電站的勞動生產率

隨著我國社會進程的加快，時間一步步向前，對于機械自動化的要求也只會越來越高?，F(xiàn)在我國的水電站出于發(fā)展的考慮，一般都選擇位置比較偏遠的山區(qū)建站，這在保障了一定發(fā)展的同時，卻給物資的運輸帶來了困難。偏遠山區(qū)地形相對不好，造成物資運輸的困難，也就相應的導致工作人員的工作條件比較差，最終會對人員的管理造成麻煩。而實現(xiàn)自動化生產以后，所有以前由人工操作的系統(tǒng)都能夠自動運行，并且有輔助設備進行監(jiān)控，這樣就能夠極大地減少對于水電站的人力、物力、財力的投入，在減輕了國家負擔的同時，也解放了勞動力還提升了生產效益。

4 結束語

水電站作為我國主要并且是重要的供電系統(tǒng)，它的全面自動化是勢在必行的，只有這樣才能在根本上提高水電站的工作效率，提升水電站的經濟效益。這對于我國的發(fā)展以及人民生活水平的提高都是具有重大意義的。但是如何才能很好的在水電站中應用電氣工程自動化系統(tǒng)，如何選擇合理并且合適的監(jiān)控模式，都是需要積極去思考與實踐的。本文中所做的分析只是針對于目前水電站的現(xiàn)狀，所提出的建議也只是作為參考，只是以期為國家的水電事業(yè)提供一點綿薄之力。

[1]楊俊，趙歡歡.淺談水電站電氣工程自動化技術及其應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016，04：218.

[2]黃鑫.電氣自動化技術在水電站中的應用研究[J].機電信息，2013，18：95+97.

[3]張永亮.淺談水電站電氣工程自動化技術及其應用的研究[J].中國科技投資，2014（A12）：551.

[4]鄧飛.水電站自動化技術及其應用的研究[J].黑龍江水利科技，2014，05：166～168.

TV736

A

1004-7344（2016）11-0109-02

2016-3-25

張 華（1982-），男，湖北鄂州人，電氣工程師，本科，從事電氣工程工作。