研究水電站自動化技術及其應用

黃愛迪 陳勇

摘要：水電站的管理和控制水平將直接影響到自身經濟效益，是水電站工程最基礎的內容。在水電站管理過程中，運用自動化技術可以有效地降低生產管理成本。進一步地提升工作效率和資源利用效率，實現水電站工作安全性和可靠性的提升。積極的對于水電站自動的技術優化和探討，結合水電站管理的實際情況進行討論。改善水電站的管理水平和質量，為企業的可持續發展注入新的活力。

關鍵詞：水電站;自動化技術;應用

一、水電站自動化的作用

1.1提高工作可靠性

水電站應用自動化運行控制系統之后，不但能夠借助于各類自動設備快速準確的實現檢測、記錄以及預警、報警，能夠提前防范不正常工作可能導致的事故，盡可能的降低事故發生之后各類設備受到損壞的概率，增強供電的穩定性。另外還可以利用自動化控制設備來實現水電站的各項操控，比如說開停機、并列，這樣一來就能夠在很大程度上避免因人為失誤而導致的事故，同時能夠提升操控有效性，特別是在一些緊急狀況下，可以確保水電站供電控制系統的穩定運行，具有非常重要的現實意義。

1.2提高運行的經濟性

在水電站實行自動化控制后，可以對水電站運行期間的資源合理的分配，對于生產過程中，應該啟用的機器數量，電站負荷的分配等可以按照實際狀況合理的調節，使水電站的經濟效益最大化。水電站的運行，不僅關系著電力系統的運行，同時對水資源的調節利用也存在很大的關聯，在灌溉、航運和防洪等方面都有所涉獵，利用自動化裝置可以對這些工作合力控制，避免人工操作的效率低下。自動化程序的應用對水電站的穩定運行提供了基礎，提高了水電站的經濟效益。

1.3提高勞動生產率，改善勞動條件

由于水電站大多數都是建立在偏遠的山區，所以職工的工作和生活環境較差，工資待遇又低，還要從事繁重的水電運行管理。在實現水電自動化以后，生產運行中的大部分工作都會由自動裝置按照輸入計算機中的程序來執行，實現自動操作，對生產過程全程控制和監測，發現故障還可以提前預警和控制事態的擴展。通過自動化的應用，可以將職工從繁重的生產勞動中解脫出來，減輕了工作負擔，并且提高了水電站的經濟效益，降低了勞動成本。

二、水電站自動化技術

2.1計算機系統構成

（1）計算機可編程序控制器（PLC）：按功能及規?？煞譃榇笮蚉LC，中型PLC及小型PLC。可編程邏輯控制器PLC，一種數字運算操作的電子系統，專為水電站環境應用而設計的。

（2）分布式控制系統：按功能以太網、現場總線將主控機與各個現地控制站、智能裝置等有機連接在一起，構成了按功能分工協作的分層分布式綜合監控系統。

（3）水電站PC機：微機繼電保護裝置和專用智能測控裝置，配有各種過程輸入輸出接口板組成工控機。

2.2工業電視監視系統組成

工業電視用于監視工業生產過程及其環境的電視系統，工業電視系統能夠真實準確、適時地反應被監控對象的實際信息，從而為決策提供依據，是水電站現代化管理、監視的重要手段。監控室設備一般有監視器、控制鍵盤、視頻光接收機、視頻分配器、畫面分割器、數碼監控錄像機、標準機柜等設備組成。水電站工業電視系統不與計算機監控系統結合，前端設備獲取的信息經本系統網絡傳送到主控室或分控室主機，傳輸速率遠遠高于計算機監控系統。

三、水電站自動化技術的應用

3.1綜合自動化系統的應用

3.1.1基礎監控設備

為使自動化監控目標順利實現，可以在控制室調度與管控水電站相關設備，用以監測水位的攝像頭需要設置好，可以直接對各項信息進行傳送，通過水電站內部自動化元件，在將這些信息全部準確;及時地輸送到中央控制室內以后，對信息進行轉換，使其成為相應視頻影像。比如，在水電站中，想對渠道內的水量進行監測，可以使用超聲波物位儀觀測，因為在設計上是全封閉式的，與水不會有直接接觸，從而使傳感器使用的安全性大大提高。工作人員要對水位情況充分掌握，以保證水電站內部多個觀測點監測數據是準確無誤的，為將水電站自動化監控質量提高，還需要安裝攝像頭，在各水電站前池與進水閘位置。

3.1.2計算機監控網絡系統

可以有效連接起來水電站內部調度中心與移動互聯網，通過網絡平臺，調度人員可以對業務開展情況更系統地掌握，使系統先進性與及時性增強。依據當前水電站綜合自動化系統的運行狀態及效果，適當優化站內通信網絡。

3.1.3系統網絡

站控層與地控層是綜合自動化控制系統的重要組成，并且全部依據IEEE802.3標準有效連接計算機設備，有效控制網絡中各節點數據傳輸速率，一般會控制在1000Mb/s左右。在系統網絡中，各項硬件設備通常不會出現異常情況，因為應用的是雙網冗余結構，這樣一來將系統可靠性大大增強了。

3.2自動化控制系統的應用

水電站的PC端;水電站的分布式控制系統;計算機可編程程序控制器是自動化控制系統的三個重要組成部分。水電站PC端，通過信息化繼電保護裝置與智能測控裝置，并使用不同種類輸出;輸入接口，達到顯著控制狀態曰分布控制系統使用無線網絡智能裝置;控制站與主控機功能，在這些功能相互協調下，可以進行分層;分布式的監控。計算機可編程控制器，具有按照規模與功能分類的功能，通過劃分出的不同層次進行控制，從而更具備數字化的操作模式特征。

水電站自動化控制系統功能較為具體，不僅能夠將自動化管理工作完成，還能自主控制水電站運行，進一步完善通信系統。比如，在水電站自動化管理工作中使用，信息的保存與各項設定參數的記錄都會自動生成報表，為各項工作的落實創造良好條件。水電站自主控制，通過依據水電站運行實際狀態;上級調度安排;設備管理方案等，對機組負荷狀態主動調節，使用自動電壓控制AVC;斷電器操作技術等，將管理效率大大增強曰通信系統因為自動化管理模式的應用，可以順利開展水情測報，共享水電站信息與資源。

2.3PLC在渦輪螺旋槳調速中應用

作為一種編程控制器，PLC主要通過對機械內部信息進行存儲，從而對設備實施各項操作指令，比如，邏輯運算;順序運算;算數運算等指令，通過操作指令可以更好地對速度調控，更有時效地傳輸數據，進而在調控水電站中的軸流轉槳式水輪時效率更高，將渦輪螺旋槳的運行速度提高。當前，因為渦輪螺旋槳不同廠家生產，差異也較為明顯，在轉速上需要不斷改進，并要結合實際情況對其運轉速度進行調節，這樣才能保證水電站渦輪螺旋槳運轉速度符合實際生產需求，達到一種持續;穩定的運行狀態。

2.4PLC在水庫式電站調速器中的應用

因為水電站在發電過程中，水頭有著較大的變化幅度，經常出現汽輪積液壓調節器在水下運行時不穩定的情況，對水電站的發電維持良好狀態非常不利。由此，采用PLC進行調節，在水庫式變電站調速器中安裝PLC系統裝置，合理設置水頭高等，可以依據運行狀況隨時修改水庫式電站調速器，從而更好地控制好水電站運行速度，供電也會因此變得穩定。在電站調速器中應用PLC編輯程序存儲器。當水下汽輪機液壓器失效時，要想機組重新啟動運行就必須將串聯的電阻增加并更換芯片，然后再對輸出差進行調節。如果這些措施仍無法解決以上問題，就可以使用PLC編輯程序存儲器，可以提高拖動機組的運行速度。

四、結語

綜上所述，水電站自動化技術及其應用可以有效地提升水電站管理的質量和效率。強調水電站自動化技術運用的內容和價值，為后續工作的開展奠定堅實的基礎。強調水電站自動化技術的運用，突出自動化技術的優勢。

參考文獻：

[1]夏書軍，程志武，周曉東.自動化技術在電力系統配電網中的應用[J].中國新技術新產品，2010（2）：128.

[2]謝勇.水電站自動化技術及其應用[J].科技創業家，2013（16）：69.