電氣自動化在水電站中的應用分析

劉雪優(yōu)

摘? 要：水電站的科學建設(shè)不僅是對水資源的合理利用，同時也在防洪、航運以及促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展等方面發(fā)揮了重要的作用。在水電站的運行中，利用電氣自動化技術(shù)可以有效的實現(xiàn)水能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能實施科學的傳輸及分配。因此，電氣自動化技術(shù)在水電站中的應用具有重要的作用，保證了水電站電氣系統(tǒng)以及水電站設(shè)備的安全運行，大大提高了水電站的發(fā)電效率及供電質(zhì)量。文章指出了電氣自動化在水電站中應用的意義，分析了水電站中電氣自動化的主要作用，提出了電氣自動化技術(shù)在水電站中的具體應用，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;水電站;應用;技術(shù)

中圖分類號：TV736? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0161-02

Abstract： The scientific construction of hydropower stationsis not only the rational use of water resources， but also plays an important role in flood control， shipping and local economic development. In the operation of hydropower stations， the use of electric automation can effectively realize the conversion of water energy into electric energy， and the implementation of scientific transmission and distribution of electric energy. Therefore， the application of electric automation inhydropower stationsplays an important role in ensuring the safe operation of the electric system and the equipment of the hydropower station， and greatly improves the power generation efficiency and power supply quality of the hydropower station. This paper points out the significance of the application of electric automation in hydropower stations， analyzes the main functions of electric automation in hydropower stations， and puts forward the concrete application of electric automation in hydropower stations for the reference of relevant personnel.

Keywords： electric automation; hydropower station; application; technology

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，社會對于電力的需求越來越大，我國傳統(tǒng)的火力發(fā)電方式存在能耗高的不足。在低碳環(huán)保發(fā)展理念下，要積極的探索新能源的發(fā)電方式，利用水利能源進行發(fā)電，不僅滿足了電力需求，而且能耗比較低，對周邊的環(huán)境污染比較小。因此，在我國水利資源豐富的地區(qū)，大都修建了水電站，利用水能轉(zhuǎn)化為電能，緩解部分地區(qū)電力供應不足的問題，更好的滿足社會對于電力的需求。當前，水電站的運行大都完成了升級轉(zhuǎn)型，利用自動化技術(shù)建立了安全可靠、管理便捷的水電站電氣自動化系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)的應用不僅提供了高質(zhì)量的電力能源，還提高了水利資源的利用率，同時，減輕了工作人員的勞動強度，降低了運行成本，提高了水電站的運行效率。電氣自動化技術(shù)在水電站的具體應用，可以發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)對水電站運行系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的收集整理、分析及處理，有效的管控水電站運行系統(tǒng)。

1 電氣自動化在水電站中的應用意義

隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)的應用水平越來越高，在社會各行業(yè)的應用范圍也越來越廣泛。在水電站中應用電氣自動化技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的管理模式，運行效率更高，具有重要的意義。首先，應用電氣自動化技術(shù)可以讓水電站的運行可靠性及安全性得以提高。應用電氣自動化技術(shù)，構(gòu)建了水電站完善的運行系統(tǒng)體系，系統(tǒng)的運行更加的高效。其次，保證電力能源輸出的穩(wěn)定性。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，社會各行業(yè)對于電力的需求不斷增加，水電站應用電氣自動化技術(shù)，可以保證電力能源轉(zhuǎn)化及傳輸穩(wěn)定，保證電力供應。最后，確保電力資源得到合理的配置。我國地域廣闊，但水資源比較短缺，而且人均占有量比較少，利用電氣自動化技術(shù)，可以確保水電站的水利資源得到更加合理的配置，提高水資源的利用效率，而且確保周邊的環(huán)境不會遭到破壞。

2 水電站中電氣自動化的主要作用

2.1 監(jiān)測并調(diào)控水輪發(fā)電機組的工作過程

水輪發(fā)電機組是水利發(fā)電設(shè)備的總稱，主要包括水輪機、水輪發(fā)電機以及附屬設(shè)備等。水輪機是水利發(fā)電站的核心設(shè)備，將水能轉(zhuǎn)化為機械能，帶動發(fā)電機工作，產(chǎn)生電能，因此，水輪機組的安全運行是水利發(fā)電站穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。利用電氣自動化技術(shù)可以自動的監(jiān)測水輪發(fā)電機組的工作過程，并根據(jù)實際的運行狀況，及時的調(diào)控水輪發(fā)電機組。這一監(jiān)測及調(diào)控過程是依靠機組的監(jiān)控系統(tǒng)完成的，監(jiān)控系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)是計算機通訊技術(shù)，通過計算機技術(shù)將機組的運行狀況發(fā)送到電腦上，結(jié)合運行標準對工作運行狀況進行分析，在根據(jù)具體工作需要的基礎(chǔ)上，把指控命令傳輸給控制系統(tǒng)，在短時間內(nèi)修正水輪機組運行過程中出現(xiàn)的問題。而且，水輪發(fā)電機組的實際運行狀態(tài)都可以在電腦終端呈現(xiàn)，電腦根據(jù)設(shè)定好的運行程序及時的調(diào)控水輪機組的工作指標，使其一直處于最佳的工作狀態(tài)。

2.2 監(jiān)測水電站輔助設(shè)備工作狀況

電氣自動化在水電站的應用，不僅可以監(jiān)測水輪發(fā)電機組的運行狀況，還可以監(jiān)測水電站輔助設(shè)備的工況。輔助設(shè)備主要包括調(diào)速系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)以及監(jiān)測控制系統(tǒng)等，輔助設(shè)備的安全穩(wěn)定運行可以確保水輪機組穩(wěn)定運行。如果輔助設(shè)備的運行出現(xiàn)問題，電氣自動化系統(tǒng)就會自動識別，系統(tǒng)中預先設(shè)定好的識別程序就會對出現(xiàn)的問題作出判斷，并發(fā)出預警提示，提醒工作人員做出調(diào)整，如果問題比較嚴重的話，就會自動停機，直到故障排除，預警才會取消，確保了設(shè)備運行的可靠性。

3 電氣自動化在水電站中的具體應用

3.1 數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)的應用

在水電站應用數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)，為水電站開展高質(zhì)量、精細化的管理提供了基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)對水電站重點運行范圍的全方位的監(jiān)測。數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)在水電站原有設(shè)備的基礎(chǔ)上穩(wěn)定的運行，不僅提升了原有設(shè)備的運行效率，同時，也確保了運行設(shè)備的安全與穩(wěn)定。數(shù)字化監(jiān)測技術(shù)的運行前提是依靠計算機技術(shù)，利用繼電保護器的PLC編程運行，確保每個節(jié)點都可以及時的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。而且，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化在水電站的未來應用趨勢就是要實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制，這樣的話，不僅降低了水電站運行的成本，提高了運行效率，同時也在很大程度上減少了水電系統(tǒng)運行中發(fā)生故障的幾率。

3.2 PLC自動化技術(shù)

PLC技術(shù)是水電站電氣自動化的基礎(chǔ)。應用PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)操作更加便捷，控制精度更高，具有較高的運行效率。水電站應用PLC的基本工作原理是：系統(tǒng)設(shè)備運行按照既定的計算模式、操控流程以及運行頻率等構(gòu)建運行的參數(shù)，并將各項運行參數(shù)通過圖像的形式展示出來。水電站工作人員根據(jù)展示的圖像可以有效的判斷系統(tǒng)的運行狀況，降低了系統(tǒng)運行中不利因素的影響，同時，更好地保障了系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。

3.3 自動化控制技術(shù)

水電站電氣自動化中設(shè)備的主要操控目標是脈沖，這是水電站正常運行的基礎(chǔ)。在實際的運行中，只要設(shè)備的各項運行參數(shù)符合運行指標，而且常規(guī)的檢測也沒有異常情況的話，裝置的運行命令就可以執(zhí)行。如果運行中一旦出現(xiàn)問題，電氣自動化控制設(shè)備就可以關(guān)閉運行的系統(tǒng)，同時啟動備用的系統(tǒng)進行運行，并將出現(xiàn)的系統(tǒng)故障指令傳送給檢修人員，這樣一來，檢修人員可以及時的掌握現(xiàn)場的情況，通過故障指令，進行科學的分析，查找故障原因。通過自動化控制技術(shù)，可以有效的減少人工誤差，降低運行風險，可以讓工作人員有更多的時間及精力排除故障，確保系統(tǒng)運行。

3.4 自動檢測技術(shù)

自動化檢測技術(shù)是對于水電站的運行設(shè)備進行專業(yè)的技術(shù)檢測。主要對發(fā)電機組、輔助設(shè)備以及水輪機組、繼電保護系統(tǒng)等進行檢測，檢測的主要內(nèi)容包括：水輪機轉(zhuǎn)速以及振動參數(shù)、導葉的開度、水導油溫等等。將實時檢測到的數(shù)據(jù)參數(shù)通過分節(jié)點傳送到主操作平臺，以數(shù)字或者是圖像的方式顯示出來，便于工作人員進行分析。通過自動檢測技術(shù)，對于重點區(qū)域進行全方位的不間斷檢測，及時的采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進行分析、傳輸，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)計算、分析的自動一體化以及遠程控制。而且，自動檢測技術(shù)具有精度高、可靠性強、穩(wěn)定好的特點，在水電站的應用具有廣闊的前景。

3.5 自動保護技術(shù)

自動保護技術(shù)可以讓水電站中的運行設(shè)備都處于保護范圍內(nèi)，減少了設(shè)備運行中因故障導致的設(shè)備零部件損壞。自動保護技術(shù)可以自動的完成對水電站運行設(shè)備的檢測，在運行中，如果由于外部的環(huán)境因素或者是系統(tǒng)自身的故障產(chǎn)生的原因，會影響到設(shè)備運行，那么系統(tǒng)就會自動的發(fā)出檢測、跟蹤指令，同時將預警信號發(fā)出，及時的打開自動保護設(shè)備，確保設(shè)備的運行安全。通過自動保護技術(shù)，可以改變傳統(tǒng)電站裝機容量小、運行效率低以及安全性能差等不足，提高了水電站運行的安全性，促進了水電站的安全生產(chǎn)管理工作的有效開展。

4 結(jié)束語

隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，水電站設(shè)備的更新有了堅實的基礎(chǔ)，電氣自動化在水電站中的應用是水電站現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢。電氣自動化在水電站的應用，提高了水電站的運行效率，確保了運行設(shè)備的安全，提高了供電質(zhì)量。未來水電站自動化將會朝著信息化、智能化方向發(fā)展，水電站的水輪機組以及輔助機組的高質(zhì)量安全運行成為了發(fā)展的重點。在當前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的形勢下，水電站要積極的利用信息化技術(shù)來更好的完善自動化監(jiān)測與控制系統(tǒng)，確保各項運行系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，完成遠距離操控中電流、電壓、水位以及溫度等各項數(shù)據(jù)的分析，不斷的提升水電站的自動化控制水平，確保系統(tǒng)運行的安全，設(shè)備的穩(wěn)定。

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