研討水電站電氣工程自動化技術及其應用

郭美達 呂豪 葉碧芳

摘要：改革開放以來，中國社會的各個領域都發生了翻天覆地的變化，科學技術的發展突飛猛進，計算機網絡技術也以人們始料未及的速度，迅速走入并影響著人們的生活。在信息技術日新月異的同時，水電站電氣自動化技術作為電氣信息領域的新興技術，以先天的優勢、扎實的技術水準，為水電站運行與發展提供了強大的技術支持。

關鍵詞：水電站；電氣工程；自動化技術

一、自動化技術對水電站工作的促進作用

1.1自動化技術保障水電站系統運行的可靠性與安全性

將自動化技術融入到水電站的運行工作中，能夠保障運行工作合理高效的展開，對于運行環節實現高效的監控，并且可使得監控工作是持續化展開的，因此結合實際監控結果得出完整的監測情況報告，能夠有效的指導生產。當某一個設備出現故障或者設備在某一具體環節出現問題時，自動化系統會發出相應的警報，或者是結合具體故障實際能夠將故障的方位及原因直接指明，這樣一來設備控制人員便能夠第一時間處理相應的故障，具有針對性，可實現高效工作。利用計算機實現自動監控工作還能代替人工操作、巡檢、記錄等繁雜勞動，節省人力，有效減少由于人為操作對運行設備的損害。

1.2發揮自動化技術的優勢，保障電能質量水平

隨著我國經濟的飛速發展，人們對電力的需求日益增強，對電能質量的要求也越來越高。恰到好出的應用自動化技術能夠有效的提升電能質量。水電站的電能質量有著明確的衡量標準，一般用工頻及電壓值來衡量，并且工頻會直接受到有功功率的干擾，而電壓數值則直接受到無功功率的影響。電網負荷狀態具有不確定性，對電能質量造成干擾。因此，將電氣工程自動化技術應用到其中，便可以精確地對發電機組實現自動調節，這樣一來無論是工頻還是電壓都處于合理的水平，使得電能的質量得以保證。

1.3發揮自動化技術優勢，保障整體工作水準

應用自動化技術相比較原來的工作狀態，工作效率大大提升了。眾所周知，大部分水電站選址相對偏僻，也就是工作地點較為特殊，工作條件相對惡劣。因此人工作業很難有效展開，而自動化技術的融入改變了這一現狀，正是由于自動化技術的應用，有效的緩解了這一矛盾，很多操作不需要人工就可以得以實現，減輕了人工負擔，降低了成本，從而保障了整體的生產效率。

1.4保障了整體的經濟性

正式由于自動化技術的融入，提升了整體的經濟性。通過自動化技術完成整個電力系統的自動化控制，能夠完成本水電站與上級調度部門的實時數據通訊，實現對運行機組數量的分析，使得設備均能可靠運行，并且結合結果促進整個運行過程不斷優化，將會以最低的投入獲得最大的收益，同時還減少了人為操作產生的失誤情況。

二、電氣工程自動化技術在水電站中的具體應用

2.1自動監控技術在水電站中的應用

運用自動監控技術可監控水電站的各項設備設施，目前，主要采用集中監控模式、遠程監控模式和總線監控模式。集中監控模式即把水電站所有設備和功能集中于同一個處理器，這種監控模式的優點在于成本較低，缺點在于對處理器性能有較高的要求，且由于集中性高，處理器的處理速度將會大大降低，使其監控實際效用也跟著降低。另外，這種監控模式需要裝設多條電纜，電纜如果出現損傷則容易發生相應的安全隱患，從而使自動化系統的可靠性大打折扣。

遠程監控模式在我國水電站的應用較為廣泛，其通過數個CPU統一運行實現，這種監控模式可防止某一處出現故障而影響整個系統運行，其可使電纜的使用量減少，成本降低。但由于其使用的是CAN總線設計，將影響系統的通訊速度。

現場總線監控模式是借助局域網、以太網、現場總線等計算機網絡技術對水電站的運行情況進行監控，其具有成本低和通訊量的優勢，各個裝置相對獨立，可提升系統可靠性。

2.2可編程序控制器在水電站中的應用

可編程序控制器在水電站中的應用主要體現在以下兩個方面：

2.2.1PLC在軸流槳式水輪機調速器中的應用

當前我國中低水頭電站主要應用軸流轉漿式水輪機發電，但水電站水輪機的水頭和水位處于動態變化中，可能與設備的固定參數產生一定的差距，導致發電機組無法以最佳狀態運行。因此，可使用可編程序控制器（PLC）進行調速，可根據發電機組運行中不同水頭、上下游水位、手動協聯漿葉和導葉，在獲得最佳協聯曲線后，借助PLC修改原有協聯曲線，確保發電機組在最佳狀態下運行。

2.2.2PLC在水庫式電站調速器中的應用

水庫式電站水頭變化范圍大，水輪機液壓調節器難以保證讓機組在額定狀態轉動，而可編程序控制器可有效解決這一問題，其可實現對水頭高度的修改，通過程序的修改，確保機組在額定狀態下運轉。

2.3自動化控制系統在油氣水系統中的應用

水電站建設初期，生產運行基本上需要人為操作控制，人力資源的投入較大。而將自動化技術引入后，可實現對油氣水系統的自動化控制，降低手工操作帶來的潛在風險，使油氣水控制系統的安全性大為提高。電氣工程自動化系統可提高油氣水控制參數的合理性和準確性，自動檢測和控制異常狀態，關閉開關設備運行，提高備用管道的安全性，適當延長油泵的使用壽命。

三、結語

綜上所述，伴隨著時代的發展和進步，我國科學技術水平以及經濟水平在迅猛提升，人們的物質生活條件也在不斷提升。社會發展的各項事業對于電能的需求量越來越大。這就需要發揮水電站的發電優勢，努力提升自身的工作效率，減少成本支持，充分利用電氣工程自動化技術，積極采用新工藝、新技術、新產品，不斷完善優化自動化系統，并且對水電站的自動化系統做好相應的檢查，及時發現問題，以最快的速度準確的解決各類問題，保障水電站自動化系統處于正常的運行狀態，提升工作效率。

參考文獻：

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[2]李玨，張美義，蔣鯤鵬.電氣自動化系統在水電站工程中的應用[J].通訊世界，2015，20：166-167.

（作者單位：國網新源水電有限公司新安江水力發電廠）