水電站電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用

張廣燦

【摘 要】近年來我國社會行業(yè)的不斷發(fā)展，電氣工程項(xiàng)目在我國各行各業(yè)都得到了較為廣泛的用。水電站建設(shè)中，可以通過電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用，對發(fā)電裝置進(jìn)行自動化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)水電站的全面自動化建設(shè)，即在無人操作的情況下，系統(tǒng)自動運(yùn)行發(fā)電。還可以整體提升水電站的工作效率，降低因人為操作失誤造成的故障發(fā)生率，保證電力質(zhì)量，為水電站帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。本文就水電站電氣工程自動化技術(shù)的應(yīng)用展開探討。

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動化技術(shù);水電站

引言

隨著我國科技水平的持續(xù)提升，電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用于水電站中的范圍愈加廣泛，這樣的運(yùn)用主要體現(xiàn)在對水電站管理及生產(chǎn)的自動化。水電站想要全面實(shí)現(xiàn)自動化，就一定要對其中的發(fā)電機(jī)組開展電氣自動化的改善。自動化系統(tǒng)主要有監(jiān)控水電站中設(shè)備的工作情況、產(chǎn)生問題立即發(fā)出警報(bào)等任務(wù)。其實(shí)，水電站實(shí)行自動化的目的在于能夠在沒有操作人員的情況下，自行完成某些環(huán)節(jié)，從而提升運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，確保電力的質(zhì)量。

1電氣工程自動化概述

現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，電氣工程自動化是應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一，其涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子電氣技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，具備較強(qiáng)的核心實(shí)力。電氣工程自動化主要的優(yōu)勢在于其自身具備的自動化理念和技術(shù)模式，這也是電氣自動化在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用的主要原因。從電氣工程及其自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，現(xiàn)今的技術(shù)水平已經(jīng)不能徹底滿足市場的急切需求，智能化技術(shù)則是其今后發(fā)展的首要趨勢。（1）隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程自動化技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的應(yīng)用效果，尤其在電力行業(yè)中的應(yīng)用更為普遍，不但能夠降低員工的工作壓力，提高行業(yè)工作效率，還有助于有效提升行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會信譽(yù)，備受青睞。（2）我國現(xiàn)今已經(jīng)頒布了電氣工程自動化的相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，在很大程度上促進(jìn)了電氣工程自動化的通用性、標(biāo)準(zhǔn)性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對操作系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化。并且形成了平臺開放式的發(fā)展模式，在促進(jìn)相關(guān)設(shè)備通用性發(fā)展的同時(shí)，還有效解決了不同廠商產(chǎn)品間存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異問題，為電氣工程自動化提供了更加舒適的應(yīng)用條件。（3）與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行相互融合，例如與PLC控制技術(shù)的結(jié)合等，有效地提高了電力工程自動化的智能程度，使自動化控制系統(tǒng)的操作更為便捷，充分滿足了各行業(yè)對自動化技術(shù)的需求，降低了電氣工程自動化系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

2在水電站中運(yùn)用電氣工程自動化技術(shù)的措施

2.1將可編程邏輯控制器應(yīng)用于渦輪螺旋槳的調(diào)速中

軸流轉(zhuǎn)漿類型的水輪機(jī)發(fā)電普遍運(yùn)用于中低水頭的電站中。因?yàn)槠渚哂胁町惖膶?dǎo)葉水輪機(jī)能夠在水中進(jìn)行協(xié)調(diào)作用，從而及大地提升效率，能夠給水電站帶來更大的經(jīng)濟(jì)收益。生產(chǎn)水輪機(jī)的商家，提供了許多有差異的渦輪葉片及改善葉片角頭關(guān)聯(lián)的曲線，生產(chǎn)調(diào)節(jié)器的商家依據(jù)這些曲線來設(shè)計(jì)處于葉片上的調(diào)速器的位置以及其與葉片間的關(guān)系，進(jìn)行更好的調(diào)速。但是，因?yàn)樗娬局兴啓C(jī)上的水頭與水位時(shí)刻都在變化，一定要依據(jù)商家所提供的有關(guān)參數(shù)的變化來進(jìn)行調(diào)速，如此，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的性能曲線產(chǎn)生的差別才能維持在一個(gè)最佳的狀態(tài)。所以，對這些方式的改變與單位的調(diào)整，都能夠運(yùn)用可編程邏輯控制器來進(jìn)行調(diào)速。在調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組及在有差別的水頭的聯(lián)合作用下，要在下游水位產(chǎn)生變化時(shí)通過手動的方式來組合葉片，為葉片提供最好的組合曲線，接著更改原先的組合曲線及具體的PLC單元來進(jìn)行調(diào)速，使渦輪螺旋槳時(shí)刻處于最佳的狀態(tài)。

2.2油氣水系統(tǒng)控制應(yīng)用

在水電廠施行自動化系統(tǒng)具備多個(gè)益處，能夠大量減輕人力資源的工作量，以及工作壓力，還能夠有效的提高工作的準(zhǔn)確度，比如可以有效的完成對于油氣水的控制系統(tǒng)，還能確保整個(gè)自動化系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且對設(shè)備的運(yùn)作有著嚴(yán)格的要求。工作人員需要給每一個(gè)自動化設(shè)備輸入對應(yīng)的參數(shù)，要求確保自動化技術(shù)的精確度在規(guī)定的范圍內(nèi)，水電站自動化系統(tǒng)在正常的運(yùn)行過程中，當(dāng)油氣水系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時(shí)候，自動化系統(tǒng)必須要能夠快速的找到故障的所在地，并且可以在輔助設(shè)備控制系統(tǒng)的保護(hù)措施得到控制。

2.3調(diào)速器中的應(yīng)用

如果水電站的水頭變動相對較大，一般都是通過水輪機(jī)對水頭進(jìn)行管理。如果水電站的水頭變動較小，水輪機(jī)機(jī)組就無法按照原始的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，使液壓調(diào)節(jié)器失去了應(yīng)有的作用。要想重新啟動水輪機(jī)組，就需要增加串聯(lián)電阻或更換芯片，對輸出差別進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用PLC編輯程序存儲器不但能夠有效解決這一問題，還能夠提升機(jī)組的運(yùn)行能力。

2.4在水電站橡膠壩監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展，用水用電規(guī)模不斷擴(kuò)大，許多水資源豐富的地區(qū)都建立了小型水電站，橡膠壩作為該類水電站的攔水構(gòu)筑物，具有強(qiáng)大的節(jié)水功能，但也存在很多問題。如，壩頂溢流可能引起共振，使壩袋與壩體之間的水泥基礎(chǔ)產(chǎn)生劇烈摩擦，導(dǎo)致壩袋破損;泄漏、自排、熱脹冷縮等情況使壩袋內(nèi)外部壓力超出相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，或因壩袋高度不夠，使溢流增大，落差降低。

2.5水電站安全運(yùn)行方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)的水電站設(shè)備需要大量的工作人員進(jìn)行人工操作，這不僅是一種人力資源的浪費(fèi)，還增加了人為不安定因素以及安全事故的出現(xiàn)概率。而電氣工程自動化技術(shù)使水電站逐步走向了智能化發(fā)展的道路，大大降低了工作人員的工作量，改善了傳統(tǒng)水電站人多混雜的不利工作環(huán)境，還可以通過各種輔助設(shè)備對水電站設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)。一旦水電站設(shè)備在出現(xiàn)問題，自動化系統(tǒng)就會啟動輔助設(shè)備發(fā)出警報(bào)并進(jìn)行初步處理，既保證了設(shè)備的安全運(yùn)行，又降低了安全故障給水電站帶來的損失，提高了水電站的實(shí)際運(yùn)行效益。自動化系統(tǒng)相對于人工操作而言，準(zhǔn)確性更高，有利于保障工作人員的人身安全，還能有效延長水電站設(shè)備的實(shí)際使用年限，充分發(fā)揮水電站設(shè)備的最大價(jià)值。

3技術(shù)展望

（1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通用化發(fā)展。通用化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)也是自動化發(fā)展的重要內(nèi)容之一。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向著通用化方向發(fā)展，不但能夠更加合理的進(jìn)行資源配置，還能實(shí)現(xiàn)不同平臺之間的信息共享，提高信息的精準(zhǔn)程度，對電氣工程的穩(wěn)定安全運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通用化發(fā)展還能提高電氣工程及其自動化技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸工作的效率，為電氣工程企業(yè)提供更加良好的發(fā)展環(huán)境，從而進(jìn)一步推進(jìn)此項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。（2）平臺統(tǒng)一且獨(dú)立化發(fā)展。電氣工程自動化技術(shù)在實(shí)際水電站建設(shè)應(yīng)用中，因需求不同，致使應(yīng)用效果存在很大差異，電氣工程自動化技術(shù)應(yīng)用應(yīng)具備針對性的系統(tǒng)平臺，以滿足不同領(lǐng)域的多方面需求。但因這些平臺的維護(hù)工作花費(fèi)較高，在一定程度上造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。因此，隨著自動化技術(shù)在水電站電氣工程中應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，這類平臺必定會朝著統(tǒng)一化、獨(dú)立化的方向發(fā)展。（3）向節(jié)能環(huán)?；矫姘l(fā)展。環(huán)境保護(hù)及能源浪費(fèi)問題是我國新時(shí)期急需解決的問題之一，各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)注重點(diǎn)都應(yīng)以節(jié)能環(huán)保為導(dǎo)向。電氣工程自動化在其發(fā)展進(jìn)程中必須提高對節(jié)能設(shè)計(jì)的研發(fā)力度，使其朝著生態(tài)環(huán)保及能源節(jié)約的方向持續(xù)發(fā)展。在確保實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略目標(biāo)的同時(shí)，還應(yīng)降低電氣工程的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)利益最大化，為相關(guān)工程建設(shè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

結(jié)語

總之，就現(xiàn)在來看，我國的水電站運(yùn)行效率不高，運(yùn)行不穩(wěn)定等問題還是比較嚴(yán)重的，有效的加強(qiáng)水電站的電氣工程自動化系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)，可以有效的解決這些問題。因此，有效的提高水電中使用電氣工程的自動化技術(shù)，從而提高水電站的自動化生產(chǎn)管理水平，有效的提高水電站電能的生產(chǎn)效率。為我國水電站可持續(xù)發(fā)展道路提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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（作者單位：貴州萬峰電力股份有限公司）