水電站電氣工程自動化技術及其應用

崔凱

摘要：電氣工程自動化涉及領域眾多，具有機電結合、電工技術與電子技術結等眾多特點，在水電站中應用具有重要意義。不僅可以提高水電站工作可靠性，還可以保證水電站的勞動生產率，對水電站的快速發(fā)展具有重要意義。本文就對水電站電氣工程自動化技術應用的重要性進行闡述，并提出具體的應用對策，以期推動水電站實現快速發(fā)展。

關鍵詞：水電站;電氣工程自動化技術;應用

一、電氣工程自動化技術對水電站的重要性

1.1電氣工程自動化技術提高了水電站工作的可靠性。在水電站使用電氣工程自動化技術，能夠對相關設備的運作狀況進行實時的監(jiān)督，繼而得到監(jiān)控日志。倘若某一設備或是某一環(huán)節(jié)出現了異常情況，那么系統(tǒng)就會自動報警，甚至還會對故障出現的成因進行確定，這樣就可以及時處理該故障，為促使水電站可以有條不紊的運作創(chuàng)造有利條件，具體內容如圖1所示。

1.2電氣工程自動化技術保證了水電站電能質量。就電壓和工頻來說，其具有的穩(wěn)定性能是確保水電站電能水平的關鍵所在，其會受到以下兩種因素的干擾：一種是無功功率;另一種是有功功率。這是因為電網負荷的運作情況處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以就會對電能水平帶來不利影響。這樣就需要相關人員利用該技術，對發(fā)電機組進行調試，促使電壓和工頻能夠保持在允許的范圍內，進而確保電能水平。

1.3電氣工程自動化技術提高了水電站運行的經濟性。在水電站中運用該技術的時候，能夠對相關負載情況及其數量進行認真的分析，并做好調度工作，繼而以最少的資金謀取豐富的效益。

1.4? 電氣工程自動化技術提高了水電站生產效率。通常情況下，水電站建設的位置都比較偏遠，這樣工作環(huán)境也比較艱苦些。而將該技術滲透其中，一部分工作通過相關程序就會得以實現，大大降低了員工的工作量，起到節(jié)約資金的作用，進而將水電站的生產水平加以提升。

二、水電站自動化過程中的技術內容

2.1監(jiān)測發(fā)電機

水電站自動化管理中，可以在水輪發(fā)電機和輔助操作系統(tǒng)中進行監(jiān)控，使整個系統(tǒng)的功能正常，水電自動化的監(jiān)控系統(tǒng)要實現定子與轉子的電流進行監(jiān)測，但也要注意定子的狀態(tài)和溫度，并且對電機的溫度進行監(jiān)控，實時監(jiān)測進行中的問題并及時啟動備用設備，這對計算機及相關技術人員要求比較高，要多為維護設備考慮，該系統(tǒng)還可以用于冷卻和潤滑裝置的安全運行，實現各系統(tǒng)，確保良好的工作狀態(tài)，并進行實時監(jiān)控，記錄真實、實時的數據。

2.2水輪機自動控制

其主要技術是實現水電站的水輪機運行自動控制。在這種模式下，能實現自動關閉，包括一個相位調制和發(fā)電功率的自動轉發(fā)等。此外，還可以提高水輪機的自動化水平，可以根據需求和電廠發(fā)電機組最佳自動控制對水電站的數量，增加經濟效益，使單位之間的負荷分配的自動調節(jié)系統(tǒng)，負載的有功功率和無功功率，最終，我們要得到的結果是經濟效益最大化，并且促進我國水電站的快速發(fā)展。

2.3實現控制輔助設備

自動系統(tǒng)可以實現各種自動控制裝置，包括用于控制設備也不同，如泵和壓縮機等。同時也可用于電氣設備的實時監(jiān)控和保護，當自動輔助系統(tǒng)發(fā)現問題，要采取相應的保護措施，如信號發(fā)出的損失或水電站的設施出現驟停，要確保水電站的安全運行。這樣的自動化系統(tǒng)，可以實現在電站閘門、上下游水位的監(jiān)控和監(jiān)測，這樣可以大大減輕工作人員的壓力，提高政府的管理效率，最終實現自動化管理。

三、電氣工程自動化技術在水電站中的具體應用

3.1自動監(jiān)控技術在水電站中的應用

運用自動監(jiān)控技術可監(jiān)控水電站的各項設備設施，目前，主要采用集中監(jiān)控模式、遠程監(jiān)控模式和總線監(jiān)控模式。集中監(jiān)控模式即把水電站所有設備和功能集中于同一個處理器，這種監(jiān)控模式的優(yōu)點在于成本低。缺點在于對處理器性能有較高要求，且由于集中性高，處理器的處理速度將大大降低，使其監(jiān)控實際效用大大降低。另外這種監(jiān)控模式需要多條電纜，電纜如果出現具有損害，容易發(fā)生安全隱患，從而使自動化系統(tǒng)的可靠性大打折扣。遠程監(jiān)控模式在我國水電站的應用較為廣泛，其通過數個CPU統(tǒng)一運行實現，這種監(jiān)控模式可防止某一處出現故障而影響整個系統(tǒng)運行，其可使電纜的使用量減少，成本降低。但由于其使用的是CAN總線設計，將影響系統(tǒng)的通訊速度?，F場總線監(jiān)控模式是借助局域網、以太網、現場總線等計算機網絡技術對水電站的運行情況進行監(jiān)控，其具有成本低和通訊量的優(yōu)勢，各個裝置相對獨立，可提升系統(tǒng)可靠性。

3.2可編程序控制器在水電站中的應用

可編程序控制器在水電站中的應用主要體現在以下兩個方面：

（1）PLC在軸流槳式水輪機調速器中的應用：當前我國中低水頭電站主要應用軸流轉漿式水輪機發(fā)電，但水電站水輪機的水頭和水位處于動態(tài)變化中，可能與設備的固定參數產生一定的差距，導致發(fā)電機組無法以最佳狀態(tài)運行。因此，可使用可編程序控制器（PLC）進行調速，可根據發(fā)電機組運行中不同水頭、上下游水位、手動協(xié)聯漿葉和導葉，在獲得最佳協(xié)聯曲線后，借助PLC修改原有協(xié)聯曲線，確保發(fā)電機組在最佳狀態(tài)下運行。（2）PLC在水庫式電站調速器中的應用：水庫式電站水頭變化范圍大，汽輪機液壓調節(jié)器難以保證讓機組在額定狀態(tài)轉動，而可編程序控制器可有效解決這一問題，其可實現對水頭高度的修改，通過程序的修改，確保機組在額定狀態(tài)下運轉[3]。

3.3自動化控制系統(tǒng)在油氣水系統(tǒng)中的應用

水電站建設初期，生產運行基本上需要人為操作控制，人力資源的投入較大。而將自動化技術引入后，可實現對油氣水系統(tǒng)的自動化控制，降低手工操作帶來的潛在風險，使油氣水控制系統(tǒng)的安全性大為提高。電氣工程自動化系統(tǒng)可提高油氣水控制參數的合理性和準確性，自動檢測和控制異常狀態(tài)，關閉開關設備運行，提高備用管道的安全性，適當延長油泵的使用壽命。

四、結束語

總之，在我國社會經濟快速發(fā)展的背景下，人們生活質量不斷提高，使得水電站運行工作變得日益重要。因此，我國要想保證水電站的正常運行，就需要在水電站中使用電氣工程自動化技術，對自動化系統(tǒng)進行完善，并對水電站的自動化系統(tǒng)進行檢修，及時找出水電站自動化系統(tǒng)中存在的問題，進行解決，從而保證水電站自動化系統(tǒng)的正常運行，提高工作效率。

參考文獻：

[1]張強.淺談水電站電氣工程自動化技術及其應用[J].商品與質量，2016（11）.

[2]謝飛久.水電站電氣工程自動化技術及其應用[J].建筑工程技術與設計，2016（21）.

[3]葉婉婧.水電站電氣自動化設計及其應用研究[J].黑龍江水利，2016（9）.

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