電氣自動化在水電站中的應用探討

摘 要：電氣自動化是當代非常熱門的行業，而它應用在水電站上的主要是水電站的自動化，本文闡述了電氣自動化在水電站方面的運用，同時詳細論述了電氣化廣泛的用途和作用。在此基礎上，提出有關電氣自動化研究與設備選擇。

關鍵詞：電氣自動化；水電站；應用

隨著電力電子技術、微電子技術迅猛發展，電氣自動化在水電站中也得到了廣泛應用，這又主要體現在水電站的自動化方面。水電站的自動化是實現水輪發電機組自動化的關鍵部分，是利用計算對整個水電生產過程監控的“耳目”“手腳”，它擔負自動監測機組和輔助設備的狀態，發出擬定的報警信號、執行自動操作任務。水電站自動化的程度取決于電站的規模，電站的型式及主要機電設備的性能。水電站自動化就是要使水電站生產過程的操作、控制和監視，能夠在無人（或少人）直接參與的情況下，按預定的計劃或程序自動地進行。水電站自動化程度是水電站現代化水平的重要標志，同時，自動化技術又是水電站安全經濟運行必不可少的技術手段。水電站自動化具有提高工作的可靠性、提高運行的經濟性、保證電能質量、提高勞動生產率、改善勞動條件等作用。

1 電氣自動化在水電中的作用

1.1 隨著科技的發展，電子電力方面，微電子方面也得到了迅速的發展，因此，人們很自然的就把電氣自動化運用在了水電站的自動化方面，使水電站的建設和發展更好。我們知道，水輪發電機是水電站的主要樞紐，而水電站的自動化恰恰扮演了水輪發電機樞紐的角色，它主要是通過模擬計算從而對整個水電站監測控制作用，職責主要是自動檢測發電機組與相關部件的運行狀態，一旦出現問題，它可以迅速發出報警信號，從而自動完成任務。水電站的大小，電站的類型與機組設備的好壞直接決定水電站自動化的程度。

水電站常常是晝夜工作，我們人不可能一直達到密切關注它的狀態，因此，水電站自動化就起到了舉足輕重的作用，在沒有人在機組旁邊檢測時，水電站自動化就可以自動的在無人參與的情況下，按預定的目標進行機組人員擬定好的工作。水電站自動化伴隨著水電站而發展，因而成為了水電站是否現代化的標準，除此之外，水電站中的安全經濟運作也是離不開自動化技術。水電站有很多優點，比如，它可以使工作安全可靠，節省開支，保持電量持續供應，提高單位時間的工作效率，提高勞動條件等等。

1.2 水電站綜合自動化系統，不僅提高水電站運行的經濟性和可靠性，保證電能質量和提高勞動生產率，改善勞動條件，減少操作人員，從而提高電源的有效性工廠操作，如使用計算機系統監測水庫徑流長期預報，包括優化運行曲線的繪制和科學控制，多用電高峰，每年增加約2%的發電量，而使用電腦監測電廠參數和經營狀況，及時發現和消除事故隱患，事件發生后，及時處理事故，避免事故擴大，盡快恢復電力系統的事故率，減少處理時間事故，所以每年增加發電量的1%左右；減少了電腦檢測人員同時減少人員也減少了生活辦公設備及薪金開支，這樣它可以產生巨大的經濟效益。

2 水電站自動化的具體內容

水電站自動化內容與很多因素有關，如水電站的大小，自動化在水電站中的必要性與參與工作的程度，水電站的類型和工作方式，電氣主接線，重要機組的類型與放置模式等，總而言之，水電站自動化主要由完全操控監督水電站的整體運行，同時也對水輪發電機組和相關輔助設備的監控，進而在沒有在的時候，自動對相關輔助設備的獨立控制，除此之外，還必須兼并對重要電氣設備的監督控制，對水工建筑物是否能夠正常工作的監督與控制。

2.1 完成對水輪發電機組運行模式的自主智能控制

首先，應用電氣化完成了同時完成關停機，發電轉調相與調相轉發點的管理控制，從沒有人的時候，它能獨立的完成工作。其次，電氣自動化可以很智能的使發電站組在最經濟的情況下健康運行，它可以智能的根據實際情況與系統的指令自動啟動一定數目的機組，從而可以讓負荷很經濟的在運行的機組間分配。因為它可以控制發電機組的關和閉，因此他就可以根據負荷的要求自動變換機組，從而把有用功提高到最大，把無用功降到最低。第三，如果出現工作事故或者洪澇期間機組頻率低時，它可以智能的使備用機組投入工作，但當汛期時，它可以智能斷開一些機組。

2.2 行使對水輪發電機組及其周圍重要設備的運行狀態的監測

比如說他可以檢測發電機組的定子與電子中的電路安全，同時可以檢測發電機定子繞組和鐵芯中溫度是不是超過了設定的溫度，此外，對發電機組潤滑度與制冷系統的監督，對機組變速系統的監督。當這其中之一出現故障，電氣自動化會果斷智能的采取措施，同時向檢測人員發送警訊與緊急呼叫。

2.3 行使對周圍重要設備的智能控制

包括對各種油泵、水泵和空壓機等的控制，一旦發生問題，其他輔助設備可以快速投入運行。

2.4 行使對重要電氣設備（如變壓器、母線及輸電線路等）的控制、檢測和保護。

2.5 行使對水工建筑物運行狀態的控制

和監測比如對于發電機組是否良好工作的檢測控制，對于攔污閘有沒有阻塞的控制，水位高低的檢測，同時可以對飲水壓力管起保護作用。

3 設備選型及自動化設計

隨著水電站自動化水平的提高，水輪發電機組所需自動化元件愈來愈多，其作用就愈重要。但由于目前主機配套的自動化元件的性能不夠穩定、靈敏度差、精度低等因素以及自動化設計上的不足使水電站的自動控制的安全受到不同程度的影響，這就需要對設備進行選型和自動化設計。

3.1 PLC在軸流槳式水輪機調速器中的運用

軸流轉漿式水輪機被廣泛應用于中低水頭電站。由于其渦輪葉片，導葉協聯行動和渦輪的水行頭隨不同進而應用。這將為電廠創造更多的經濟效益。汽輪機發電機組制造商都有不同的頭下的導葉開度和相關曲線的葉片角度，調整工廠在這條曲線集州長導向葉片和葉片的渦輪機制造關聯關系。然而，由于工廠的實際操作，渦輪頭和下游水位變化，以及廠家提供的交通參數有很大的不同，它是由聯邦曲線機組運行性能差，不能達到最佳狀態。調整為有關單位應采用PLC可編程控制器省長改變程序。在機組調試過程中，并在未來的運行可以是不同的頭和上下游水位和手動合作相關的導葉，葉片，并取得了最好的聯營曲線，然后修改原有的關聯曲線輸入PLC離開單位實際的最佳狀態。

3.2 PLC在調節水庫式電站調速器中的運用

水庫電站運行水頭范圍巨大：這種電站有調速機和啟動開度，一般設計的渦輪機設計的水頭按此設計，但較低的渦輪發電站頭低水頭下運行時，電液調整往往不是單位達到額定轉速穩壓器啟動開度增大，往往需要更換芯片，電阻串聯調節產值開放程度的開放程度的指標決定單位之間的差異的原因。當電站頭小于設計水頭，單位將不會啟動太快，但在交換芯片或去除串聯電阻，采用PLC可編程控制器，你可以根據電站頭的水平，修改其程序，以改變啟動的開度就可以了

4 結語

總而言之，水電站綜合自動化系統是密切相關的水電生產，效率很高，與國家能源結構調整，開發和利用水資源增加密切相關。從而，水電站綜合自動化系統在越來越多的水利工程，得到更廣泛的應用，發揮更大的的作用。

參考文獻

[1]劉忠源.水電站自動化.水利水電出版社，1998.5.1（第二版）

[2]崔明.變電站與水電站綜合自動化.中國水利水電出版社，2005.5.1

[3]張蠡，倪曉峰，淺談水利工程自動化系統故障的排除方法，江蘇水利，2009.8

[4]徐鵬.電氣自動化控制方式的研究.科技廣場，2009.7

[5]樓承仁，黃聲先，李植鑫.水電站自動化.中國水利水電出版社，1995.10.1