計(jì)算機(jī)在小水電中的應(yīng)用

陳英

（四川省都江堰外江管理處，四川成都　611830）

計(jì)算機(jī)在小水電中的應(yīng)用

陳英

（四川省都江堰外江管理處，四川成都611830）

信息技術(shù)的快速發(fā)展為各行業(yè)領(lǐng)域注入新鮮的活力。以小水電為例，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用下，較多如信號(hào)檢測(cè)、負(fù)荷控制以及事故處理等方面都可起到突出的作用，能夠?yàn)樾∷妱?chuàng)造更多的效益。本文將對(duì)單片微型計(jì)算機(jī)的相關(guān)概述、小水電計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以及小水電中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的注意事項(xiàng)進(jìn)行探析，以期能夠進(jìn)一步提升小水電管理水平，促進(jìn)小水電建設(shè)的健康發(fā)展。

小水電計(jì)算機(jī)應(yīng)用注意事項(xiàng)

作為信息技術(shù)的重要產(chǎn)物，計(jì)算機(jī)為小水電建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，無論從檢修維護(hù)或事故處理等各方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但從計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀看，由于未做好機(jī)組調(diào)速、抗干擾問題解決以及輸入輸出I/O口處理等，使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用效果受到較大限制。因此，本文對(duì)小水電中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

1　單片微型計(jì)算機(jī)相關(guān)概述

關(guān)于單片微型計(jì)算機(jī)，其主要指將顯示、保護(hù)、控制、選頻、調(diào)速、檢測(cè)以及聲光報(bào)警等集于一體的終端設(shè)備。將該設(shè)備應(yīng)用于小水電中，可有效避免以往小水電中機(jī)組事故跳閘后出現(xiàn)飛逸問題，減少壓力水管承受的壓力?，F(xiàn)行單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，以8位單片機(jī)為例，在8051片內(nèi)ROM上為4000字節(jié)，而RAM保持256字節(jié)，有異步通信串行口、功能復(fù)用并行口以及定時(shí)器等設(shè)置其中。同時(shí)，部分單片機(jī)也將I/O接口引入，可使顯示器并行口被驅(qū)動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用中，本身可以小型專用計(jì)算機(jī)的形式呈現(xiàn)，在引入小型水電站中，適用性極強(qiáng)［1］。

2　小水電中計(jì)算機(jī)的具體應(yīng)用分析

2.1小水電信號(hào)檢測(cè)與顯示中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

將單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用于小水電中，其一般會(huì)對(duì)來自水電站機(jī)組電流互感器、電壓互感器中的電流信號(hào)、電壓信號(hào)采取變換措施，并將變換的結(jié)果輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，在此基礎(chǔ)上完成欠電壓、過電流的分析工作。以頻率檢測(cè)為例，通常強(qiáng)調(diào)將霍爾元件設(shè)置于支架上，并將磁鋼置于聯(lián)軸器中。此時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)情況下，霍爾元件會(huì)對(duì)磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果向單片機(jī)中輸送，計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)接收的結(jié)果采取處理措施，以頻率的形式呈現(xiàn)出來。再如水頭方面，水壓信號(hào)會(huì)在壓力變送器應(yīng)用下被轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，同時(shí)有V/F對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，這樣最終的頻率值可向計(jì)算機(jī)中輸入，且水頭值會(huì)被顯示出來。假若水電機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài)，控制器在轉(zhuǎn)換信號(hào)后會(huì)使水頭值與頻率被顯示出來，但如果有故障問題存在，所顯示的內(nèi)容將以報(bào)警字符為主，人員可通過對(duì)這些字符的判斷分析機(jī)組中有哪些異常情況存在。由此可見，小水電信號(hào)檢測(cè)與顯示中，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用效果極為明顯。

2.2負(fù)荷控制中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

通常機(jī)組運(yùn)行中需考慮到負(fù)荷控制問題，一般負(fù)荷過大情況下將使整個(gè)機(jī)組運(yùn)行效率受到影響。而計(jì)算機(jī)應(yīng)用下，首先要求做好選頻工作，如45-55Hz頻率值會(huì)在電源開啟情況下顯示出來，此時(shí)操作人員可根據(jù)實(shí)際需要操作頻率按鈕，完成頻率選定過程。然后控制器便可對(duì)整個(gè)頻率情況進(jìn)行控制，如在超出選定頻率的情況下，控制器會(huì)關(guān)小導(dǎo)葉，而在選定頻率較小時(shí)，需調(diào)大導(dǎo)葉，這樣能夠保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于負(fù)荷控制問題，若需對(duì)負(fù)荷增加，可引入的方式為機(jī)組頻率的提高，將頻率值設(shè)定在初始45-55Hz頻率，通過按鈕操作使頻率被調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到負(fù)荷增加的目標(biāo)。需注意的是負(fù)荷增加情況下很可能使機(jī)組因壓力過大而導(dǎo)致性能降低，所以在控制中也可結(jié)合電網(wǎng)頻率情況，重新進(jìn)行頻率調(diào)整，以此使機(jī)組在正常負(fù)荷壓力下運(yùn)行。綜合來看，機(jī)組運(yùn)行中負(fù)荷控制所帶來的影響極為明顯，通過單片微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，在頻率被有效調(diào)節(jié)下，使負(fù)荷控制目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)［2］。

2.3事故處理與調(diào)試中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

小水電機(jī)組運(yùn)行中極易出現(xiàn)異常問題，影響機(jī)組的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，而計(jì)算機(jī)應(yīng)用下可使故障被有效檢測(cè)或直接采取處理措施，能夠及時(shí)將報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)發(fā)出。具體故障處理中，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩方面，包括：第一，外界短路情況。該情況下最明顯的表現(xiàn)為欠電壓、過電流等，電壓互感器與電流互感器會(huì)向計(jì)算機(jī)輸送相應(yīng)的信號(hào)，計(jì)算機(jī)會(huì)通過對(duì)這些信號(hào)的分析將事故先兆信號(hào)發(fā)出，并下達(dá)控制指令。其中的控制指令主要表現(xiàn)在關(guān)小機(jī)組開關(guān)，并將欠電壓、過電流情況寫入相應(yīng)的程序中，程序會(huì)發(fā)出控制指令使導(dǎo)水葉被關(guān)閉，而繼電器將會(huì)啟動(dòng)。若事故問題為飛逸轉(zhuǎn)速，計(jì)算機(jī)也會(huì)發(fā)出相應(yīng)的停機(jī)指令。第二，計(jì)算機(jī)的關(guān)機(jī)優(yōu)化操作。該操作主要強(qiáng)調(diào)在事故跳閘情況下，因機(jī)組處于緊急停機(jī)狀態(tài)，此時(shí)在導(dǎo)水葉關(guān)閉情況下，壓力水管中的壓力將呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)可對(duì)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速、水錘壓力進(jìn)行判斷，分析事故產(chǎn)生的主要矛盾，并發(fā)出相應(yīng)的指令，使沖擊壓力、機(jī)組轉(zhuǎn)速都得以優(yōu)化控制。此外，計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的作用也表現(xiàn)在調(diào)試方面，如故障處理延時(shí)、處理次序等都可在計(jì)算機(jī)軟件下進(jìn)行控制，為機(jī)組調(diào)試提供極大便利［3］。

3　小水電中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

盡管計(jì)算機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯，但在引入小水電中也需注意做好相關(guān)問題處理工作。具體包括：第一，輸入輸出I/O口問題。通常單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用下，涉及到極多的測(cè)量與控制工作，很容易增加I/O口占有量。此時(shí)需考慮避免通過兩位開關(guān)、鍵盤等對(duì)頻率進(jìn)行選擇，而直接通過軟件操作或按鈕選定的形式。第二，機(jī)組調(diào)速問題。機(jī)組調(diào)速是否合理對(duì)導(dǎo)葉開度、頻率檢測(cè)等可能產(chǎn)生極大的影響，可考慮引入霍爾開關(guān)元件檢測(cè)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)周期，在此基礎(chǔ)上利用計(jì)算機(jī)處理檢測(cè)結(jié)果，將頻率顯示出來。第三，抗干擾問題的解決。計(jì)算機(jī)在小水電中應(yīng)用時(shí)，本身處于電磁場(chǎng)較強(qiáng)條件下，這就要求使其中的干擾問題被解決，如屏蔽措施的引入，或其他濾波與隔離技術(shù)，這樣可將現(xiàn)場(chǎng)干擾對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的影響控制到最低［4］。

4　結(jié)語

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用是提升小水電機(jī)組可靠運(yùn)行的關(guān)鍵所在。實(shí)際引入計(jì)算機(jī)中，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)單片微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將其用于小水電信號(hào)檢測(cè)與顯示、負(fù)荷控制以及事故處理與調(diào)試等方面。同時(shí)，單片微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用下，應(yīng)注意使輸入輸出I/O口處理、抗干擾以及機(jī)組調(diào)速等問題得以解決，對(duì)提升計(jì)算機(jī)應(yīng)用效果可起到突出作用，有利于為小水電創(chuàng)造更多的收益。

［1］劉本希.水電富集地區(qū)大小水電協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法研究及應(yīng)用［D］.大連理工大學(xué)，2015.

［2］李樹山.富水電電網(wǎng)短期與實(shí)時(shí)節(jié)能發(fā)電調(diào)度控制方法及策略研究［D］.大連理工大學(xué)，2013.

［3］喻磊.基于多代理理論的微電網(wǎng)分布式優(yōu)化控制方法研究［D］.重慶大學(xué)，2014.

［4］吳周剛.計(jì)算機(jī)技術(shù)在小水電站自動(dòng)化控制中的應(yīng)用［J］.科技風(fēng)，2013（8）：79.