電氣自動化技術在水電站中的應用研究

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，電能出現緊缺現象。為了提高水電站的輸出電能，我們應該在水電站運行中應用電氣自動化技術。文章主要對水電站使用這種技術的目的以及使用這種技術能夠實現的功能進行了闡述。

關鍵詞：電氣自動化技術；水電站；改造；應用

引言

電氣自動化技術是在科技不斷發展的基礎上產生的，隨著水電事業的快速發展，電氣自動化在水電站中的應用也越來越廣泛同時起到了非常大的作用。具體的應用方面表現在兩個方面，一個是水電站的自動化管理，另一個是水電站的生產方面。當前的水電站要想實現真正的自動化，就必須對運行發動機組進行相應的電氣化改造，這樣不僅能夠對整個電站的運行情況有效了解而且還能夠節省人力物力。水電站電氣自動化的真正實現是需要很多條件的，例如水電站的規模、設備的先進程度等等。其實水電站的電氣化改造的目的就是能夠在沒有人員操作的情況下，保證水電站各項設備的正常運行。

1 水電站中采用電氣自動化技術的目的

1.1 提高水電站工作的可靠性

水電站的主要任務就是保證電能的輸出。水電站通過電氣自動化的改造之后，就可以實現對設備的工作情況進行準確掌握，同時還能夠自動生成監控日志，一旦水電站的某個設備或者某個程序出現了問題，系統就會自動發出警報，操作人員就可以技術發現問題并盡快找到問題的解決辦法，避免因為不正常狀態下的問題而引起設備不能夠正常工作，進而減少企業的經濟損失，保障水電站的正常運行。此外，實現自動化就能夠通過計算機程序來完成對整個水電站設備的監控，避免出現人為原因的故障問題。

1.2 保證電能質量

衡量電能質量有兩個標準，一個是電壓，一個是工頻。在設備運行的過程中，整個電網的電壓都受到無功功率的影響，而工頻則受到有功功率的影響。在電網中電能的負荷是十分不穩定的，而且會不斷變化，這就給操作人員的控制工作帶來一定的困難。所以，我們應該通過對水電站進行自動化改革來實現對整個運行機組進行時刻的調節，保證整個水電站中的電壓和工頻保持在一個比較穩定的范圍內，進而保證電能質量。

1.3 提高運行的經濟性

水電站的運行不僅要保證電能質量還要保證其運行的經濟性，具體的來說，經濟性能夠保證水電站的整個發電機組能夠在一個最好的狀態下運行。不過當前的水電站要想保證運行的經濟性，不僅要考慮水電站的實際情況，還應該考慮整個電網對水電站的分配負載，在此基礎上才能夠選擇最佳的機組運行，保證使用最少的運行機組達到生產出最多電能。水電站是人類利用水能來生產電能，如果僅靠人工操作的話是很難實現運行的經濟型，所以我們必須在水電站中實現電氣自動化技術，這樣才能夠保證整個水電站的運行正常。

1.4 提高生產效率

在水電站實行電氣自動化以后，不僅能夠相應的減少操作人員的工作量還能夠有效地提高生產效率，改變了操作人員的工作環境。此外，還能夠使水電站的管理能力得到提高，保證了水電站的運行安全。而且人員的減少、工作效率的提高，也有效地減少了生產成本，進而提高了水電站的經濟效益。

2 水電站中應用電氣自動化技術可實現的功能

水電站中應用電氣自動化技術之后，可實現以下功能：

2.1 自動控制發電機組的運行方式

2.1.1 控制發電機組自主完成開關機和調相轉發電等工作，使發電機組能夠按照事先設定好的程序，在規定的時間內進行自主發電。

2.1.2 要想整個水電站的運行情況處在正常狀態下，就必須對水電站的自身情況進行了解，并且對電網的要求進行了解，選擇最佳的各項參數。通過完成不同發電機組的負荷分配工作，并通過該負荷分配工作的大小來確定參數，進而實現各項設備的穩定運行。

2.1.3 當整個水電站運行機組中某一機組出現問題，或者是由于某種原因使得整個系統工作效率下降的時候，能夠及時找出問題所在并進行糾正，并依據整個電力系統的實際情況自動決定是否啟用備用設備。

2.2 監控水輪機發電機組以及各輔助設備的運行情況監控

整個發電機組中定子和轉子部分的電量，監控發電機組軸承和各連接部位的溫度以及潤滑油的使用和冷卻效果，監控整個系統的運行情況等。當系統出現問題時能夠及時準確地發現問題，并進行糾正。

2.3 自動控制各種輔助設備

這里的輔助設備包括各種水泵、油泵和空氣壓縮機等，而在這些設備工作出現問題時，系統能夠準確并且及時地啟用備用的輔助設備。

2.4 監控主要電氣設備

在整個系統中安裝有各種監控設備，對一些主要的電氣設備進行實時的監控，比如變壓器、輸電線路等。

3 水電站電氣自動化監控模式的選擇

3.1 集中監控模式

顧名思義，所謂集中監控模式指的就是把整個水電站系統中的每個功能都集中到一個計算機處理器上進行處理。這不僅會導致處理器因為工作量太大而導致處理速度嚴重降低，而且還對計算機設備產生不好的應用。此外，水電站中其他輔助設備也會被納入到監控的范圍內，監控的對象越多，所用的電纜數量就越多，這就會影響到整個電能控制系統的正常運行，進而影響到電能的質量。

采用這種監控模式不僅能夠降低生產成本，而且設計也非常簡單。但是這種監控方式有一定的缺點，例如采用的是硬接線，這就會導致一旦某個位置發生了問題，要想第二次接線就比較困難，而且在確定具體位置的時候也不是很容易，這不僅增加了維修費用，也使設備成本增加了。

3.2 遠程監控模式

在我國，遠程監控模式應用較為普遍。遠程監控是通過標準電話線、網絡、移動寬帶及數據線連接或直接連接，可到達世界任何角落，并能夠控制云臺/鏡頭存儲視頻監控圖像的一種監控模式。這種監控模式可以避免一個地方發生故障而使得整個控制系統都不能正常運行的問題，而且這種監控模式使用起來更加合理方便，不僅為企業節約了成本，而且節省了大量的電纜材料。

但是遠程監控模式選用的是CAN總線設計模式，這就使得通信速度受到了影響。整個水電站的通信量是由水電站的規模決定的，由于目前我國小型的水電站并不是很多，而集中監控模式對于通信量大小有限制，所以現在我國大部分水電站都采用遠程監控模式。

3.3 現場總線監控模式

現場總線監控模式主要是依靠現場總線、局域網等對整個系統進行監控。這種模式有很強的針對性，它能夠充分考慮到水電站的各種情況，并且在設計時會產生間隔，從而減少了等離子設備和電纜的使用數量，達到了節約成本、通信量增大的目的。在這種模式中，每個裝置的功能都是相對獨立的，這就使系統的可靠性得到了很大的提高，如果其中一個設備發生故障，只會影響到與其相連的元件，并不會影響到其他設備。

4 結束語

綜上所述，隨著科學技術不斷發展，企業要想在激烈的競爭中占有一席之地就必須對自身傳統的管理模式進行改革。對于水電站而言，應該使用電氣自動化技術來幫助自身更好的發展。

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