關(guān)于小水電站電氣自動(dòng)化應(yīng)用問題的探究

陳杰宏

【摘要】新中國成立以來，我國經(jīng)濟(jì)、文化的高速發(fā)展，電力已經(jīng)成為我國人民日常生活中不可缺少的能源，相對于火力發(fā)電與核能發(fā)電對環(huán)境的影響，水力發(fā)電運(yùn)用水能作為動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電工作，是綠色環(huán)保再生能源，對自然環(huán)境的影響較少。因此，水力發(fā)電在我國電力生產(chǎn)中占據(jù)較為重要的地位。小水電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高小水電站的安全運(yùn)行穩(wěn)定性和小水電站的總體效益，對小水電站的發(fā)展和管理有著重要的意義。本文對小水電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用、意義以及在建設(shè)和使用中要注意的問題進(jìn)行研究，探討。

【關(guān)鍵詞】小水電站；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用

引言

水電資源作為我國能源中的重要組成部分，其具有無污染以及可再生、運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的運(yùn)行過程中容易進(jìn)行電力調(diào)峰。在我國當(dāng)前能源越發(fā)缺乏的背景下，水電資源的開發(fā)利用顯得十分重要。而且，小水電有利于平衡我國的能源結(jié)構(gòu)和提高水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)綜合效益以及資源利用率。我國地源廣闊，小水電資源十分豐富，經(jīng)過多年來的建設(shè)，小水電站的建設(shè)已經(jīng)形成一定的規(guī)模，在電力生產(chǎn)中的地位越來越重要。但我國的小水電站很多建成時(shí)間較早，建設(shè)時(shí)由于受到資金、技術(shù)施工和制造條件的限制，很多都沒有應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，而且后期投入資金較少，沒能及時(shí)進(jìn)行技術(shù)更新改造，造成小水電站的安全運(yùn)行穩(wěn)定性不高、電氣自動(dòng)化應(yīng)用程度低和使用運(yùn)行工作人員過多的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響小水電站的整體效益。而小水電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以滿足小水電站的發(fā)展需求，解決我國小水電站現(xiàn)狀。

一、小水電站電氣自動(dòng)化的內(nèi)容。

1、實(shí)現(xiàn)小水電站的一鍵式（遠(yuǎn)程）自動(dòng)操作。

小水電站電氣自動(dòng)化的應(yīng)用可以一鍵式（遠(yuǎn)程）自動(dòng)操控，實(shí)現(xiàn)從供電、機(jī)組啟動(dòng)、并網(wǎng)、發(fā)電、機(jī)組解列、停機(jī)、停電等全自動(dòng)化操作，并且水、電、氣、油等輔助系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操控。小水電站通過應(yīng)用電氣自動(dòng)化，可以完全實(shí)行自動(dòng)化操作與控制（包括遠(yuǎn)程）運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無人化值守安全運(yùn)行。

2、自動(dòng)監(jiān)測和控制小電站水輪發(fā)電機(jī)組和配套設(shè)備的運(yùn)行狀況

信息技術(shù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性使得信息技術(shù)迅速的普及，電氣自動(dòng)化技術(shù)便是信息技術(shù)的延伸，同樣電氣自動(dòng)化技術(shù)具備了信息技術(shù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。因此，水電站電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以及時(shí)的、準(zhǔn)確的對水電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，其中控制設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、控制節(jié)點(diǎn)是水電站水輪發(fā)電機(jī)組和配套設(shè)備運(yùn)行狀況自動(dòng)檢測和監(jiān)視的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)接受水輪發(fā)電機(jī)組和配套設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，最終對水輪機(jī)組和配套設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析和判斷，從而發(fā)出指令進(jìn)行操作和控制，保證水輪發(fā)電機(jī)組和配套設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。

3、對水輪發(fā)電機(jī)組和相關(guān)配套設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)保護(hù)

當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組和相關(guān)配套設(shè)備（變壓器、開關(guān)、母線、輸電線路、互感器等）出現(xiàn)事故（故障）時(shí)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出相應(yīng)指令，把事故（故障）機(jī)組自動(dòng)關(guān)停、斷開事故（故障）變壓器、開關(guān)、母線、輸電線路、互感器等設(shè)備的電源，對相應(yīng)的水、電、氣、油等輔助系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)關(guān)閉，并發(fā)出事故（故障）警報(bào)，實(shí)時(shí)自動(dòng)記錄事故（故障）的情況和數(shù)據(jù)，便于管理人員分析和排除事故（故障）。

二、水電站電氣自動(dòng)化應(yīng)用的重要意義

1、提高水電站安全運(yùn)行的可靠性

小水電站電氣自動(dòng)化應(yīng)用訶以減少人為誤操作和惡劣天氣在室外操作發(fā)生的安全管理事故，當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組、主要設(shè)備（變壓器、開關(guān)、母線、輸電線等）運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)自動(dòng)報(bào)警，提醒運(yùn)行人員進(jìn)行及時(shí)處置，發(fā)生事故（故障）時(shí)自動(dòng)保護(hù)能動(dòng)作關(guān)停機(jī)組、斷開設(shè)備電源，降低機(jī)組和設(shè)備的損壞機(jī)率。水電站電氣自動(dòng)化可以準(zhǔn)確、及時(shí)的對水電站運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，從而保障水電站供電的穩(wěn)定性與電能的質(zhì)量。同時(shí)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)還能夠被自動(dòng)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄，對于異常數(shù)據(jù)該裝置可進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，進(jìn)而保證水電站運(yùn)行故障的迅速排除。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)不僅可以預(yù)防發(fā)電機(jī)組的故障，還能阻止水電站設(shè)備發(fā)生故障時(shí)所帶來的安全事故。讓水電站的發(fā)電運(yùn)行更加的安全、可靠。同時(shí)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)還能夠被自動(dòng)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄，對于異常數(shù)據(jù)該裝置可進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，進(jìn)而保證水電站運(yùn)行故障的迅速排除。

2、保證供電電網(wǎng)的穩(wěn)定和發(fā)電質(zhì)量。

當(dāng)小水電站的水輪發(fā)電機(jī)組和相關(guān)設(shè)備發(fā)生事故（故障）時(shí)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能及時(shí)動(dòng)作，把事故機(jī)組關(guān)停，把事故設(shè)備切斷電源與供電電網(wǎng)斷開，保證供電電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。在發(fā)電運(yùn)行過程中，能根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，及進(jìn)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率的配比，保證在規(guī)范以內(nèi)運(yùn)行，保證發(fā)電質(zhì)量。

3、提高水電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

水電站電氣自動(dòng)化的應(yīng)用可以縮短開機(jī)拼網(wǎng)發(fā)電的時(shí)間，減少浪費(fèi)水的現(xiàn)象，提高發(fā)電效益，通過自動(dòng)開機(jī)、拼網(wǎng)、解列、停機(jī)等一系列的自運(yùn)化操控，避免和減少人為誤操作對水輪電機(jī)組和電氣設(shè)備的損害。發(fā)生事故時(shí)保護(hù)能及時(shí)動(dòng)作，及時(shí)關(guān)停機(jī)組和斷開設(shè)備電源，減少機(jī)組和設(shè)備的損壞機(jī)率，降低水電站的運(yùn)行維修和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。水電站故障的維修成本較高，水電站的日常故障檢測是必不可少的，而人工的檢測耗時(shí)時(shí)間長，漏洞過大等缺點(diǎn)，在使用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行檢測可以做到完好的彌補(bǔ)。電氣自動(dòng)化技術(shù)還可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控小水電站各個(gè)設(shè)備，保障小水電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)水電站具有多個(gè)機(jī)組時(shí)，要提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性還要依據(jù)各臺機(jī)組的效率特性和水電站的具體情況確定機(jī)組最佳運(yùn)行狀態(tài)，通過最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)量的確定實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率的最大限度提升。從而極大的提升水電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

4、提高小水電站勞動(dòng)生產(chǎn)率整體效益

傳統(tǒng)的水電站運(yùn)行、監(jiān)測工作需要較多的人力去完成，而現(xiàn)在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以極大的降低人力資源，用極少的人就可以對電氣設(shè)備進(jìn)行全面的運(yùn)行、監(jiān)測和控制，而且可借助無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、控制、監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)行，大大節(jié)約了人員成本。這種條件下的小水電站安全運(yùn)行、管理水平也獲得了大幅提升。這樣水電站的電能生產(chǎn)與運(yùn)行成本得到了極大的節(jié)省，使得水電站的整體效益現(xiàn)在的提高。

三、總結(jié)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用還有很多優(yōu)勢，為了我國環(huán)境的保護(hù)，充分利用和開發(fā)水資源，提高水電站的安全運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性、管理水平和總體經(jīng)濟(jì)效益。小水電站的電氣電動(dòng)化應(yīng)用必不可少，因此，小水電行業(yè)還需要不斷的對水電站技術(shù)進(jìn)行革新，進(jìn)一步提高小水電站電氣自動(dòng)化的可靠性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)備性和經(jīng)濟(jì)性，提高小水電站安全運(yùn)行管理和整體效益，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國小水電事業(yè)的發(fā)展，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作貢獻(xiàn)。

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