水電站電氣自動化應用問題的分析

姬紹文 張亞南

【摘 要】近年來，隨著我國社會經濟的不斷發展，自動化技術得到了普遍應用，而水電站對人們的日常生活用電有著十分重要的作用，通過對電氣自動化的應用進行分析，可以有效提高工作效率。但是在實際的應用過程中還存在多方面的問題，本文就對水電站應用電氣自動化的問題進行深入探討，為提高水電站電氣自動化應用能力提出相應的對策。

【關鍵詞】水電站;電氣;自動化;應用

基于現階段科技水平，國內外發展中國家電力資源主要包括水電與火電兩種類型。其中，水電是電力主要的提供者。基于經濟建設的可持續發展，水電站運行對于電氣自動化的需求不斷增加，以其能夠保證運行的安全性與理想性。即便當前水電站的電氣自動化應用效果理想，但是卻始終存在一定的不足之處，必須要正確認知其中存在的問題，及時采取有針對性的解決對策，才能夠確保水電站運行的更加穩定。

1、水電站電氣自動化的主要內容

1.1對水電站輔助設備的監控

在水電站運行過程中電氣自動化裝置要能夠對水電站內各項設備的工作狀況進行及時的檢測，這就需要對輔助設備的全面監控，通過監控水電站各發電機組以及各種輔助設備，來對水電站工作過程中發現問題進行及時的改正。具體而言就是監控水電站發電機組和輔助設備的運行狀態和情況，在監視過程中，一旦發生異常或者設備出現故障時，電氣自動化系統能迅速做出反應，對故障情況進行記錄，然后迅速的采取自動保護措施，情況非常危急時，發出報警信號甚至緊急停機。

1.2自動監測和控制水電站水輪發電機組運行狀況

在水電站中很多設備都是閉環性質，如調速器和勵磁調節器。勵磁調節器是發動機組電壓的閉環控制系統;而調速器屬于發電機組轉速的閉環系統，這兩個調節器在發動機組的自動控制裝置中屬于最簡單、最基本的裝置。使用機組監控設備可以實現對水電站發電機組運行狀態的控制和監測。機組的相關運行數據可以通過監控自動化設備及時進行傳遞，使用預先設定的運行程序，計算機可以對發電機的運行狀態進行判斷，并依據實際情況將相關指令發送給控制設備，從而實現遠方自動開停發電機組、機組的并列、發電機工況調整。此外，發電機組運行狀況的不同計算機需要不斷對機組運行數據進行調整，從而選擇最佳的運行方式;在系統負荷變化情況下，計算機需要自動調節好發電機組的無功功率和有功功率。

1.3監測、控制、保護水電站主要電氣設備

電氣設備主要有輸電線路、母線和變壓器、發電機等，而電氣自動化需要實現對這些設備的控制、調節、保護和監測，根據這些設備的運行數據分析這些設備是否處于正常工作狀態。若有安全事故發生，可及時排出電氣設備的故障，使供電安全得到保障。對設備的自動保護包括兩點。常見的事故中，發電機過速、115%Ne+主配拒動、機械過速、事故低油壓等應啟動緊急停機流程;發電機電氣事故、軸承溫度過高、頂蓋水位高、冷卻水中斷應啟動事故停機流程。

2、水電站電氣自動化應用中存在的問題

2.1水電站電氣自動化程度低

近年來隨著我國水利行業的不斷發展，我國大多數的水電站在建設的過程中均應用了電氣自動化，但是在實際的運行中發現大多數的水電站電氣自動化程度并不高，智能自動化的程度普遍較低。其主要的表現為：系統在運行過程中離不開人工操作，并且因為系統的自動化程度低，影響到了整個系統日常運行的穩定性，甚至己經對水電站的安全生產效益產生了一定的影響。

2.2自動化管理水平過低

就目前而言，越來越多的企業已經認識到水電站電氣自動化的現實意義，但是在整體運行過程中，仍然會存在管理方面的問題，其中電氣自動化管理問題產生的主要原因是國內電氣自動化的實際應用情況比較落后，因起步比較晚，在技術方面存在缺陷與不足，所以導致自動化管理水平過低。從另外一個角度分析，因缺乏對電氣自動化管理的重視，沒有從本質上提高管理水平與質量，這樣一來在整個電氣自動化管理中易受到主客觀因素的影響，還有一點便是企業并沒有根據實際的發展情況，針對水電站電氣自動化制定完善的管理措施，長此久往，在水電站的運行過程中，因為自身的設備比較落后，易發生故障問題，對電氣自動化的整體應用產生影響。

3、提高水電站電氣自動化應用的策略

3.1構建完善的電氣控制系統

縱觀諸多的水電站電氣自動化工作，計算機是主要的電氣控制設備，其控制方式為將以太網控制與各終端設備進行連接，通過具體的監控對象，確保系統具有分散性、開放性與靈活性，并為其設置相應的配套系統，以滿足不同工作的需求。同時在監控系統進行數據的收集與處理的過程中，計算機會對設備的運行情況進行自動的記錄，保證了水電站的管理與運行具有時效性，為水電站的電氣自動化設備的維護提供可靠的依據，及時的幫助運維人員對電氣自動化設備進行排查工作，使電氣自動化設備發揮出其應有的作用。

3.2實現自動控制水輪發電組

想要在實際應用中保障電氣自動化設備可以實現自動開停機，工作人員需要考慮到水電站的工作環境和實際運行條件，選擇最優的機組數量，從而保證在設定的程序下電氣自動化設備可以實現有效運轉，使水電站的正常運營得到維護。與此同時，企業想要將機組之間負荷分配的經濟性能得到提升，需要工作人員全面了解和掌握電氣自動化設備，根據運行的實際情況進行調節。除此之外，水電站還需要配備有備用的電氣自動化設備，若設備出現故障，可以及時使用備用設備進行替換，防止發電機組非停現象的發生，從而保證水電站的經濟效益。

3.3提升人員素養與專業能力

大多數水電站建設在比較偏僻的山區，這在一定程度上對人員工作造成影響，導致成本增加，除此之外，工作人員的工作環境比較差，對其積極性造成打擊與制約，然而將電氣自動化技術應用其中，可以實現無人管理，不僅減少了工作人員的數量，并且還可通過自動控制與自動監測的方式，減輕工作強度，提高工作質量，從另外一個角度分析，自動化系統可以降低管理成本，提高工作效率，符合當前社會發展的基本要求。

3.4優化電力運作

在水電站各個機組運行的過程中，要從根本上保證電壓與頻率處于標準數值范圍之內，所以必要的時候需要對自動化技術進行檢測與監控，真正做到自主反饋，保護機組的正常運行。從其他角度分析，自動化技術的應用還可優化電能質量，對電網運行的有功功率無功功率之間的平衡加以調整，實現水電站工作的穩定性。當然，自動化控制裝置可實現動態監測，做好記錄與報警，尤其是在面對突發事件的時候，可及時記錄與解決，發出警告，避免因故障引發突發事件，提高發電效益指標與供電的可靠性。

4、電氣自動化控制技術的發展

4.1電氣自動化系統的通用性

實現電氣自動化系統的通用性發展有利于系統工作效率的提升;有利于電氣自動化發展的數據化;有利于促進資源共享。借助網絡平臺達到更為有效的控制發展，實現辦公環境從生產、控制等全方位數據的共享。

4.2電氣自動化系統呈現市場化的發展趨勢

在時代發展的快節奏之下，企業應該緊跟時代發展的步伐，加強對于電氣自動化的技術提升，升華改造，形成自身獨有的特點，促進市場大繁榮。企業還可以通過市場外包等方式，帶動相應的零配件生產集約化，逐步提升企業市場適應能力。產品市場化有效提升了資源配置的效率，同時促進了產業的跨越式發展。

5、結束語

綜上所述，新時期背景下，科學技術發展速度不斷加快，而水電站電氣自動化應用也更加普及，被當作水電站電氣建設工作的重要方式。通過對電氣自動化技術的合理運用，不僅可以實現水電站運行的穩定性，同時還能夠提高其運行經濟性，使得供電質量得以全面提升，以保證系統獲得更為可觀的經濟效益。上文以水電站為研究對象，闡述了電氣自動化在水電站中應用的問題，并提出了具有針對性的改進措施，主要的目的就是進一步推廣電氣自動化技術在水電站中的應用，與此同時，不斷完善應用的效果，在實現水電站穩定運行的基礎上獲取最佳的收益，促進水電站自身的發展。

參考文獻：

[1]賀佰圭.關于水電站電氣自動化應用問題的探討[J].廣東科技，2017，21（13）：113-114.

[2]林秀敏.水電站電氣自動化應用問題的研究[J].河南科技，2016（8）：122-123.

[3]李錦華.對電氣自動化在水電站中的應用及分析[J].科技視界，2017（20）：158.

[4]馬振強.關于電氣自動化在水電站中的應用[J].科技資訊，2015，13（8）：39.

（作者單位：苗尾功果橋水電廠）