自動化設備在水電站中應用探討

[摘 要]：隨著社會經濟的快速發展，我國對水電系統有了更高要求，正因為如此，才促進了我國水電站自動化設備的發展。目前，水電站的自動化設備在我國應用非常廣泛，它能夠確保水電站系統在工作過程中的可靠性，同時也能夠使電能質量得到大大提高，經濟運行性也因此得到提升。自動化設備對水電站經濟與生產效益都有很大促進作用。本文主要通過分析水電站的系統結構和配置，研究自動化設備在水電站中的應用。

[關鍵詞]：自動化設備 水電站 系統結構 配置

所謂自動化設備就是不需要有人監管，通過制定好機械設備的相關程序和指令，使其自動完成操作。自動化設備擁有很多特點，其中最顯著的特點就是快、穩、準。目前，我國的自動化設備已經被廣泛運用于很多領域，很多水電站也引入了這種先進的設備，以此來降低工作人員的勞動強度。即使在惡劣的自然條件下，自動化設備仍然可以持續工作，有利于保持水電站運輸工作的穩定性。

一、水電站系統設計

水電站的系統設計內容包括很多方面，例如單機容量、年發電量等。在水電站的自動化系統中，水電站專門配備計算機監控系統對其進行監控與管理，了解自動化設備的運行狀態。水電站以實現無需人工操作為目標，在此基礎上對水電站系統進行設計。

水電站在設計結構上進行改變之后，便可以給其配備相應的水電控制IT系統、控制系統組態軟件系統及監控軟件平臺。

二、水電站系統結構和網絡

（一）水電站的系統結構

水電站系統結構主要包括上位機子系統和下位機子系統。上位機子系統由3臺具備高性能特點的計算機組成，另外還要配備相應的網絡集線器。每臺計算機上都自動配有PCCAN卡，通過此卡可以實現與下位機子系統之間的通信和聯系，以此來接收和回應報警器，并且及時收集現場的數據。另外，水電站可以自行通過集線器與網卡構成局域網，這樣有利于操控現場的網絡系統，實現對信息系統網絡集成的管理。

水電站計算機監控系統的下位子機系統的控制由很多設備共同構成，其中主要包括機組監護、調速器的控制構成、機組保護等方面。機組保護涉及的內容非常廣泛，定子接地、轉子接地、定子過電壓等保護功能都需要依靠機組保護才能實現。

（二）計算機網絡系統

水電站的計算機通信網絡系統采用的是開放、分布式格局。其系統上的工控機都配有通信卡（CAN），卡上含有相應的嵌入式芯片，水電站的通信管理主要依靠它來完成。

另外，計算機監測系統的驅動器芯片型號為80C520，芯片上帶有程序存儲器（30KBPROM）。使用雙口RAM實現上位計算機和通信卡之間的數據交換，通信卡的總線采用短幀結構，其檢測效果更好，并且能夠有效抗拒干擾，數據傳輸時間也大大降低。水電站控制層的網絡設備需要采用兩套大型交換機，網絡設備要與光纜、電纜進行連接。

三、水電站系統配置

水電站的系統配置主要包括現地級的設備組成和主控設備兩個部分。在現地級的設備組成中，現地控制級需要6臺發動機，現地監控系統控制層的管理就需要依靠發動機來實現，它可以把水電站的各類事件信息和數據上傳運輸至主控，主控能夠實現對其的監控與管理。發動機比較特殊，它既受主控極的監管，同時又能夠脫離主控極，實現自身的獨立運作。主控具備的自身功能非常多，它能夠實現對整個水電站的監控、系統通信、報警、操作等功能。

發動機要配發電機組與計算機監控設備的工作，控制單元的組成部分基本相同，都是由1個主機、1各個操作柜組成。另外，水電站還需要配備一個公用發動機和一套開關站。

電站主控系統的配置系統非常復雜，它包括數據服務器、站內通信服務器、WEB服務器及黑白激光打印機。其中數據服務器能夠實現對水電站數據的管理與收集，站內通信服務器主要用于實現系統內部通信的調度。

四、自動化控制解決應用中的問題

目前，自動化設備在水電站的應用非常廣泛，它能夠確保水電站設備運行的可靠性，并且有利于提高工作效率，對水電站的發展有著重要意義。

（一）提升電能的質量

自動化設備在水電站中的應用有利于提高水電站電能的輸送質量。電能的控制標準包括頻率與電壓，水電站配備系統自動化裝置之后能夠確保電壓的穩定性，并且實現了電壓的合理調頻，這種有效的控制方法對電壓運行非常重要。即使水電站設備在運行過程中出現問題，通過自動化設備裝置也能夠及時解決問題，自動化設備能夠有效確保電能的質量。

（二）確保電能的可靠性

水電站配備自動化設備裝置之后，設備可以對水電站電能狀態進行分析，并且能夠檢查設備是否在運行過程中出現了問題。所有流程都由設備自行完成，無需人工進行操作，降低了工作人員的勞動強度。自動化設備的配置能夠有效避免水電站安全故障的發生，提高電能輸送的安全性能。

（三）提高水電站的經濟效益

自動化設備能夠提高水電站的工作效率，確保水電站保持高效的工作狀態，其經濟效益也會因此得到極大提高。自動化設備的使用使水電站的能源得到節約，實現了水電站資源的合理分配，從側面節約電能運輸的經濟成本。水電站的運行比較復雜，自動化設備使其工作得到簡化，在提高工作效率的同時使經濟效益也大大提高。

（四）自動化設備的使用價值得以實現

通過自動化設備的有效運行不僅能夠確保電能的可靠性，還能夠使其使用價值完全體現。以自動化設備作為工具，工作人員的勞動強度大大降低，并且有利于確保設備運行的安全性，使其在水電站中充分發揮作用，實現它的使用價值。通過自動化設備的應用，水電站的運行更加順暢。

結束語：

自動化設備在水電站中的應用非常廣泛，它能夠有效降低工作人員的勞動強度，提高水電站的經濟效益。本文主要研究了自動化設備在水電站中的具體應用，此次分析對提高水電站電能運輸的安全性具有重要意義。

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