電氣自動化技術(shù)在水電站的應(yīng)用

姚永

摘 要：電氣自動化技術(shù)在諸多行業(yè)和領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，也表現(xiàn)出機(jī)電結(jié)合、電工與電子技術(shù)結(jié)合等特征，其對于水電站穩(wěn)定可靠運(yùn)行來說至關(guān)重要。電氣自動化技術(shù)的有效應(yīng)用不但能夠促進(jìn)水電站經(jīng)濟(jì)效益的提升，同時(shí)還能夠確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文結(jié)合筆者實(shí)際工作研究，分析了水電站應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的重要意義，并提出了電氣自動化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用對策。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；水電站；技術(shù)應(yīng)用

近年來我國水電事業(yè)得到了飛速發(fā)展，而隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及電子技術(shù)的更新?lián)Q代，也為水電站自動化控制管理創(chuàng)造了非常好的條件。在新時(shí)期下，水電站運(yùn)行管理工作必須要充分結(jié)合實(shí)際需求，對監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施自動化改造，借助于電氣自動化技術(shù)不斷促進(jìn)水電站可靠性、安全性、穩(wěn)定性邁上新的臺階，促進(jìn)水電站社會和經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)提升。

1電氣自動化技術(shù)在水電站應(yīng)用的意義

1.1提升運(yùn)行穩(wěn)定性

從整體上來說，水電站的功能是確保電能的持續(xù)穩(wěn)定輸出，借助于電氣自動化技術(shù)能夠更全面的了解各類設(shè)備的具體運(yùn)行狀況，同時(shí)自動生成監(jiān)控日志，若其中某一設(shè)備出現(xiàn)問題即可第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，管理人員看到警報(bào)后及時(shí)處理，避免故障問題進(jìn)一步嚴(yán)重。與此同時(shí)，借助于自動化技術(shù)能夠更好的對水電站設(shè)備設(shè)施予以全面監(jiān)控，防止人為因素造成的故障問題[1]。

1.2保證電能的質(zhì)量

水電站輸送電能的質(zhì)量非常關(guān)鍵，而電壓和工頻是關(guān)鍵性指標(biāo)，當(dāng)設(shè)備投入運(yùn)行后，電網(wǎng)電壓往往會受到無功功率的影響，工頻一般會受到有功功率的影響，在這樣的狀態(tài)下電能負(fù)荷相對不穩(wěn)定，且處于變化過程中，必然會對水電站運(yùn)行管理工作帶來影響。電氣自動化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用能夠有效優(yōu)化這一現(xiàn)象，確保電壓與工頻維持在穩(wěn)定范圍內(nèi)，促進(jìn)電能質(zhì)量的提升。

1.3提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

確保水電站發(fā)電機(jī)組處于最佳運(yùn)行狀態(tài)才能夠有效促進(jìn)水電站經(jīng)濟(jì)效益的提升。基于此，水電站必須要充分結(jié)合自身運(yùn)行情況，對分配負(fù)載有充分掌握，保證發(fā)電機(jī)組能夠處于高效穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，從而輸送更多高質(zhì)量電能。若僅僅憑借人工管理操作則有可能會存在問題和失誤，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的彌補(bǔ)這一缺陷，提升水電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2水電站電氣自動化主要技術(shù)分析

2.1自動監(jiān)控技術(shù)

借助于自動監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)λ娬緝?nèi)的相關(guān)設(shè)備設(shè)施實(shí)施有效監(jiān)控，現(xiàn)階段一般選擇集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及總線監(jiān)控三種模式。集中監(jiān)控指的是將水電站內(nèi)的全部設(shè)備與功能統(tǒng)一集中到一個處理器中，這一監(jiān)控方式的優(yōu)勢是成本相對較低，缺陷在于對處理器性能要求較高，同時(shí)因?yàn)榧谢潭雀?，容易對其運(yùn)算速度帶來影響，導(dǎo)致實(shí)際監(jiān)控效果有所下降。同時(shí)集中監(jiān)控要求多條電纜，若電纜出現(xiàn)故障則容易存在安全隱患，影響到自動化系統(tǒng)的安全可靠性。遠(yuǎn)程監(jiān)控在國內(nèi)水電站運(yùn)行管理中得到了相對普遍的應(yīng)用，其依靠數(shù)個CPU統(tǒng)一運(yùn)行，這一模式能夠避免某一設(shè)備發(fā)生故障后對整個系統(tǒng)的運(yùn)行帶來影響，需要的電纜較少，成本相對較低，但因?yàn)槠洳扇AN總線設(shè)計(jì)，系統(tǒng)通信效率有所降低?？偩€監(jiān)控即是依靠局域網(wǎng)、以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線、計(jì)算機(jī)技術(shù)來對水電站相關(guān)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況予以監(jiān)控，這一監(jiān)控模式的主要優(yōu)勢是成本低，裝置獨(dú)立，系統(tǒng)可靠性較高。

2.2PLC控制技術(shù)

首先是PLC控制技術(shù)在軸流漿式水輪機(jī)調(diào)速器中的應(yīng)用，現(xiàn)階段國內(nèi)大部分中低頭水電站都采用軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，然而水輪機(jī)的水頭與水位屬于不斷變化的狀態(tài)，往往會和設(shè)備固定參數(shù)之間存在差異，造成發(fā)電機(jī)組不能處在最佳的運(yùn)行狀況。所以可應(yīng)用PLC控制技術(shù)予以合理調(diào)速，按照發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中的不同水頭、水位以及手動協(xié)聯(lián)槳葉，在得到最佳協(xié)聯(lián)曲線后，依靠PLC對原曲線進(jìn)行調(diào)整，保證發(fā)電機(jī)組能夠高效運(yùn)行。其次是PLC控制技術(shù)在水庫式水電站調(diào)速器的應(yīng)用，因?yàn)樗畮焓剿娬镜乃^變化表現(xiàn)出范圍較大的特征，水輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)器無法完全確保發(fā)電機(jī)組在額定狀態(tài)運(yùn)行，而PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)λ^高度予以調(diào)整，借助于程序修改來保證發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

2.3構(gòu)建電氣控制系統(tǒng)

水電站電氣自動化控制系統(tǒng)一般來說是借助于計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行控制，往往是借助于以太網(wǎng)和主機(jī)互聯(lián)的相關(guān)終端設(shè)備、開放式體系結(jié)構(gòu)組成，同時(shí)按照監(jiān)控目標(biāo)保證自動控制系統(tǒng)的開放性和靈活性，隨后再配置相對應(yīng)的子系統(tǒng)，為調(diào)試與運(yùn)行工作的有序?qū)嵤┙o予便利。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)在開展數(shù)據(jù)收集分析工作的過程中，相關(guān)設(shè)備的具體運(yùn)行狀況自動記錄，能夠保證水電站管控工作的時(shí)效性，能夠提供報(bào)表自動生成功能，為后續(xù)的日常維護(hù)保養(yǎng)工作帶來依據(jù)，確保信息資源共享目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步發(fā)揮出電氣控制系統(tǒng)的實(shí)效性。

3電氣自動化技術(shù)在水電站中的具體應(yīng)用

3.1油氣水系統(tǒng)控制技術(shù)

水電站初期運(yùn)行管理過程中，一般都需要人工進(jìn)行操作管理，人力成本相對較大，而電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用之后，能夠?qū)τ蜌馑到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制，規(guī)避人工操作產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，確保油氣水控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。電氣自動化技術(shù)能夠保證油氣水控制參數(shù)的科學(xué)合理，對設(shè)備可能出現(xiàn)的異常情況予以檢測，控制設(shè)備開關(guān)運(yùn)行，可有效延長設(shè)備的使用壽命。

3.2提升水輪發(fā)電機(jī)組自動控制效果

電氣自動化技術(shù)得以應(yīng)用后，要保證設(shè)備開關(guān)啟閉的自動化控制，同時(shí)確保設(shè)備相關(guān)操作都可以按照事先設(shè)定好的程序來自動運(yùn)行，促進(jìn)水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可靠性。對此應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和水電站實(shí)際運(yùn)行情況，合理確定發(fā)電機(jī)組數(shù)量，選擇性能最佳，符合發(fā)電需求的機(jī)組。另外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷狀況，對機(jī)組有功功率和無功功率實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，如果機(jī)組發(fā)生故障，還能夠?qū)崿F(xiàn)備用機(jī)組的自動啟動。

3.3提升輔助設(shè)備控制效率

電氣自動化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用不但改革了過去一直以來的監(jiān)控工作模式，促進(jìn)水電站設(shè)備的智能化管理，還能夠保證控制系統(tǒng)自動化水平的提升。因此，通常來說，水電站運(yùn)行管理工作人員借助于測控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)集成處理，對實(shí)際運(yùn)行管理過程中的問題展開深入全面分析，第一時(shí)間對相關(guān)問題進(jìn)行解決，如果水電站運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障，監(jiān)控系統(tǒng)即可及時(shí)發(fā)出報(bào)警，運(yùn)行管理人員第一時(shí)間處理好故障，確保相關(guān)設(shè)備可以及時(shí)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)[3]。自動化技術(shù)不但能夠有效降低運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)還可以促進(jìn)水電站運(yùn)行管理效率的提升。

3.4增強(qiáng)管理作業(yè)人員素質(zhì)

從現(xiàn)階段的具體情況而言，由于水電站運(yùn)行管理工作模式不合理，同時(shí)自動化技術(shù)應(yīng)用的普及程度不是很高，專業(yè)性較強(qiáng)，因此必須要針對水電站運(yùn)行管理工作人員進(jìn)行培訓(xùn)教育，不斷增強(qiáng)其專業(yè)素質(zhì)能力。首先是定期組織學(xué)習(xí)交流活動，確保各個崗位的工作人員能夠相互溝通，有效交流；其次是針對新上崗工作人員必須對其實(shí)施崗前培訓(xùn)，保證其能夠了解相關(guān)規(guī)章制度，評價(jià)其專業(yè)工作能力是否符合崗位需求；再次是定期組織進(jìn)行專家講座活動，所有運(yùn)行管理人員必須參與，讓其充分年掌握相關(guān)設(shè)備的規(guī)范操作要求和標(biāo)準(zhǔn)；最后要對管理人員進(jìn)行輪換培訓(xùn)，培養(yǎng)更多的復(fù)合型人才，進(jìn)一步優(yōu)化水電站運(yùn)行管理工作人員隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。

4結(jié)語

綜上所述，對于水電站運(yùn)行管理來說，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效促進(jìn)水電站運(yùn)行效率的提升，借助于電氣自動化技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控、自動保護(hù)以及自動檢測等。如此一來不單單能夠增強(qiáng)水電站相關(guān)設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠充分發(fā)揮出電氣自動化技術(shù)的實(shí)效性，真正確保水電站社會和經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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