自動(dòng)化技術(shù)在水電站電氣工程中的應(yīng)用研究

摘 要：水電站電氣工程的技術(shù)水平直接決定了水電站的生產(chǎn)效率和日常運(yùn)行的安全可靠性。在現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)得到高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的情況下，水電站電氣工程建設(shè)也開始重視自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，并逐漸將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到水電站電氣工程的各個(gè)方面。文章分析了自動(dòng)化技術(shù)在水電站電氣工程中應(yīng)用的意義，進(jìn)而對(duì)其具體應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化技術(shù);水電站

一、 自動(dòng)化技術(shù)在水電站電氣工程中應(yīng)用的意義

水電站電氣工程是水電站項(xiàng)目的重要工程部分，其關(guān)系到水電站功能的實(shí)現(xiàn)和日常的運(yùn)行使用。隨著現(xiàn)代水電站建設(shè)水平的日益提升，各種先進(jìn)技術(shù)也開始應(yīng)用到水電站電氣工程的建設(shè)中，對(duì)其電氣工程性能與安裝建設(shè)水平的提升都起到極大促進(jìn)作用。在這些先進(jìn)技術(shù)中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是最為典型的。具體而言，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用極大提升了水電站電氣工程的運(yùn)行能力，使電氣工程的功能得以更加穩(wěn)定的發(fā)揮。從自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際看，自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水電站電氣工程的作用主要體現(xiàn)在以下幾方面。

第一是提升水電站運(yùn)行的可靠性。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于水電站電氣工程中是的水電站電氣工程設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控成為可能，并在監(jiān)控過程中能夠產(chǎn)生具體的監(jiān)控日志，這對(duì)于工作人員及時(shí)了解電氣工程運(yùn)行狀態(tài)，迅速定位故障問題都起到積極促進(jìn)作用，從而極大提升了水電站運(yùn)行的可靠性。

第二是提升了水電站的電能質(zhì)量。在電網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，水電站常常會(huì)因電壓和工頻的影響而出現(xiàn)電能供應(yīng)不穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)水電站電能水平造成影響。而自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以幫助工作人員更好地完成發(fā)電機(jī)組的調(diào)試工作，從而使電壓和工頻可以始終處于合理狀態(tài)，如此就使水電站的電能質(zhì)量得到提升。

第三是提升了水電站的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以使工作人員針對(duì)水電站負(fù)載情況展開分析，然后再依據(jù)分析結(jié)果來對(duì)水電站進(jìn)行調(diào)度，如此就可以保證水動(dòng)力的合理利用，減少不必要的能源消耗，進(jìn)而提升其經(jīng)濟(jì)效益。

第四是提升水電站生產(chǎn)效率。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用開可以使水電站的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，如此就將過去需要大量人工來完成的工作通過各種技術(shù)設(shè)備來代替，不但減少了人力投入，更提升了生產(chǎn)效率。

二、 自動(dòng)化技術(shù)在水電站電氣工程中的具體應(yīng)用

（一）在油、水、氣控制方面的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以使水電站日常中的許多工作得到自動(dòng)化的控制與管理，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制，提升生產(chǎn)管控效能。例如自動(dòng)化技術(shù)對(duì)油、水、氣系統(tǒng)的管控是一項(xiàng)十分重要的應(yīng)用，能夠確保水電站電氣工程運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠性。然而自動(dòng)化技術(shù)在油、水、氣系統(tǒng)中的應(yīng)用通常需要把控以下要點(diǎn)：第一是要定期做好油泵等設(shè)備的維護(hù)檢修工作，從而確保驅(qū)動(dòng)泵組的運(yùn)行性能能夠始終處于正常狀態(tài)，以切實(shí)提升油泵運(yùn)行效率并延長(zhǎng)其使用壽命延;第二是要注意對(duì)各項(xiàng)細(xì)節(jié)工作做好把控，確保每個(gè)細(xì)節(jié)的控制都能夠進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)并不出問題。

（二）在渦輪螺旋槳調(diào)速方面的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于各種軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)的安裝建設(shè)具有出色的協(xié)調(diào)作用，可以在一定程度上提高水輪機(jī)運(yùn)行效率。由于水電站中水輪機(jī)的水頭與水位在實(shí)踐中通常會(huì)出現(xiàn)一些變化，因此需要結(jié)合商家所提供的各種參數(shù)來進(jìn)行基于自動(dòng)化技術(shù)如可編程控制器的動(dòng)態(tài)調(diào)整。具體而言，可編程控制器可以借助各種操作指令來對(duì)水輪機(jī)內(nèi)部信息進(jìn)行執(zhí)行或相關(guān)邏輯運(yùn)算，從而達(dá)到對(duì)速度的調(diào)節(jié)以及對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸。其具體調(diào)節(jié)方法為：在下游水位出現(xiàn)變化時(shí)，可以通過手動(dòng)方法進(jìn)行葉片的重新組合，使其組合曲線能夠始終保持最優(yōu)化;在葉片組合曲線得到優(yōu)化后就可以針對(duì)具體的PLC單元展開相應(yīng)調(diào)整，以保證水輪機(jī)渦輪螺旋槳能夠保持最佳運(yùn)行速度。

（三）在水庫(kù)式電站調(diào)速方面的應(yīng)用

水庫(kù)式水電站中的水頭運(yùn)轉(zhuǎn)通常會(huì)在較大范圍內(nèi)容進(jìn)行波動(dòng)，導(dǎo)致水下運(yùn)行汽輪機(jī)的液壓調(diào)節(jié)裝置出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而將對(duì)水電站運(yùn)行效率與供電質(zhì)量產(chǎn)生影響。對(duì)此，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用就可以水庫(kù)式電站的調(diào)速器上安裝相應(yīng)的可編程控制器，然后以此對(duì)水庫(kù)式電站的調(diào)速器系統(tǒng)加以優(yōu)化與調(diào)整，確保其機(jī)組可以完成自動(dòng)的開啟與關(guān)閉操作，進(jìn)而達(dá)到維護(hù)水電站穩(wěn)定供電的目的。

（四）水電站橡膠壩監(jiān)控方面的應(yīng)用

橡膠壩是現(xiàn)代各種小型水電站中的主要攔水構(gòu)筑物。雖然其在節(jié)水功能方面具有優(yōu)勢(shì)，但也普遍存在著壩頂溢流引發(fā)共振進(jìn)而造成壩袋破損以及泄漏、自排、熱脹冷縮等現(xiàn)象導(dǎo)致其壩袋內(nèi)外部壓力無法滿足相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的問題。因此，自動(dòng)化技術(shù)在其監(jiān)控中的應(yīng)用也是一項(xiàng)重要突破。具體而言，自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)橡膠壩的升降控制與狀態(tài)監(jiān)控，為工作人員及時(shí)掌握橡膠壩狀況并對(duì)其進(jìn)行有效控制提供了便利，從而使橡膠壩使用中存在的問題能夠及時(shí)被解決。

三、 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)水電站電氣工程有著諸多促進(jìn)作用，從而使現(xiàn)代水電站的整體建設(shè)水平也得到提升。雖然現(xiàn)階段PLC技術(shù)在油、水、氣控制和水庫(kù)式電站調(diào)速等方面都有所應(yīng)用，但其應(yīng)用空間并不僅僅局限于此，未來還需要技術(shù)人員進(jìn)行更為深入的研究，如此方能使自動(dòng)化技術(shù)更全面深入地應(yīng)用到水電站的建設(shè)領(lǐng)域。

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作者簡(jiǎn)介：

鄒杰，四川瑞升工程建設(shè)管理有限公司貴州分公司。