電氣自動化在水電站中的應用分析

劉雪優

摘? 要：水電站的科學建設不僅是對水資源的合理利用，同時也在防洪、航運以及促進當地經濟發展等方面發揮了重要的作用。在水電站的運行中，利用電氣自動化技術可以有效的實現水能轉化為電能，并將電能實施科學的傳輸及分配。因此，電氣自動化技術在水電站中的應用具有重要的作用，保證了水電站電氣系統以及水電站設備的安全運行，大大提高了水電站的發電效率及供電質量。文章指出了電氣自動化在水電站中應用的意義，分析了水電站中電氣自動化的主要作用，提出了電氣自動化技術在水電站中的具體應用，以供相關人員參考。

關鍵詞：電氣自動化;水電站;應用;技術

中圖分類號：TV736? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0161-02

Abstract： The scientific construction of hydropower stationsis not only the rational use of water resources， but also plays an important role in flood control， shipping and local economic development. In the operation of hydropower stations， the use of electric automation can effectively realize the conversion of water energy into electric energy， and the implementation of scientific transmission and distribution of electric energy. Therefore， the application of electric automation inhydropower stationsplays an important role in ensuring the safe operation of the electric system and the equipment of the hydropower station， and greatly improves the power generation efficiency and power supply quality of the hydropower station. This paper points out the significance of the application of electric automation in hydropower stations， analyzes the main functions of electric automation in hydropower stations， and puts forward the concrete application of electric automation in hydropower stations for the reference of relevant personnel.

Keywords： electric automation; hydropower station; application; technology

隨著我國經濟的發展，社會對于電力的需求越來越大，我國傳統的火力發電方式存在能耗高的不足。在低碳環保發展理念下，要積極的探索新能源的發電方式，利用水利能源進行發電，不僅滿足了電力需求，而且能耗比較低，對周邊的環境污染比較小。因此，在我國水利資源豐富的地區，大都修建了水電站，利用水能轉化為電能，緩解部分地區電力供應不足的問題，更好的滿足社會對于電力的需求。當前，水電站的運行大都完成了升級轉型，利用自動化技術建立了安全可靠、管理便捷的水電站電氣自動化系統，自動化系統的應用不僅提供了高質量的電力能源，還提高了水利資源的利用率，同時，減輕了工作人員的勞動強度，降低了運行成本，提高了水電站的運行效率。電氣自動化技術在水電站的具體應用，可以發揮其優勢，實現對水電站運行系統中數據信息的收集整理、分析及處理，有效的管控水電站運行系統。

1 電氣自動化在水電站中的應用意義

隨著我國科學技術的發展，電氣自動化技術的應用水平越來越高，在社會各行業的應用范圍也越來越廣泛。在水電站中應用電氣自動化技術，改變了傳統的管理模式，運行效率更高，具有重要的意義。首先，應用電氣自動化技術可以讓水電站的運行可靠性及安全性得以提高。應用電氣自動化技術，構建了水電站完善的運行系統體系，系統的運行更加的高效。其次，保證電力能源輸出的穩定性。隨著我國經濟快速發展，社會各行業對于電力的需求不斷增加，水電站應用電氣自動化技術，可以保證電力能源轉化及傳輸穩定，保證電力供應。最后，確保電力資源得到合理的配置。我國地域廣闊，但水資源比較短缺，而且人均占有量比較少，利用電氣自動化技術，可以確保水電站的水利資源得到更加合理的配置，提高水資源的利用效率，而且確保周邊的環境不會遭到破壞。

2 水電站中電氣自動化的主要作用

2.1 監測并調控水輪發電機組的工作過程

水輪發電機組是水利發電設備的總稱，主要包括水輪機、水輪發電機以及附屬設備等。水輪機是水利發電站的核心設備，將水能轉化為機械能，帶動發電機工作，產生電能，因此，水輪機組的安全運行是水利發電站穩定運行的基礎。利用電氣自動化技術可以自動的監測水輪發電機組的工作過程，并根據實際的運行狀況，及時的調控水輪發電機組。這一監測及調控過程是依靠機組的監控系統完成的，監控系統的運行基礎是計算機通訊技術，通過計算機技術將機組的運行狀況發送到電腦上，結合運行標準對工作運行狀況進行分析，在根據具體工作需要的基礎上，把指控命令傳輸給控制系統，在短時間內修正水輪機組運行過程中出現的問題。而且，水輪發電機組的實際運行狀態都可以在電腦終端呈現，電腦根據設定好的運行程序及時的調控水輪機組的工作指標，使其一直處于最佳的工作狀態。

2.2 監測水電站輔助設備工作狀況

電氣自動化在水電站的應用，不僅可以監測水輪發電機組的運行狀況，還可以監測水電站輔助設備的工況。輔助設備主要包括調速系統、繼電保護系統以及監測控制系統等，輔助設備的安全穩定運行可以確保水輪機組穩定運行。如果輔助設備的運行出現問題，電氣自動化系統就會自動識別，系統中預先設定好的識別程序就會對出現的問題作出判斷，并發出預警提示，提醒工作人員做出調整，如果問題比較嚴重的話，就會自動停機，直到故障排除，預警才會取消，確保了設備運行的可靠性。

3 電氣自動化在水電站中的具體應用

3.1 數字化監測技術的應用

在水電站應用數字化監測技術，為水電站開展高質量、精細化的管理提供了基礎，可以實現對水電站重點運行范圍的全方位的監測。數字化監測技術在水電站原有設備的基礎上穩定的運行，不僅提升了原有設備的運行效率，同時，也確保了運行設備的安全與穩定。數字化監測技術的運行前提是依靠計算機技術，利用繼電保護器的PLC編程運行，確保每個節點都可以及時的發送和接收數據。而且，隨著科學技術的發展，電氣自動化在水電站的未來應用趨勢就是要實現整個系統的自動化控制，這樣的話，不僅降低了水電站運行的成本，提高了運行效率，同時也在很大程度上減少了水電系統運行中發生故障的幾率。

3.2 PLC自動化技術

PLC技術是水電站電氣自動化的基礎。應用PLC的工業控制系統操作更加便捷，控制精度更高，具有較高的運行效率。水電站應用PLC的基本工作原理是：系統設備運行按照既定的計算模式、操控流程以及運行頻率等構建運行的參數，并將各項運行參數通過圖像的形式展示出來。水電站工作人員根據展示的圖像可以有效的判斷系統的運行狀況，降低了系統運行中不利因素的影響，同時，更好地保障了系統運行的安全穩定性。

3.3 自動化控制技術

水電站電氣自動化中設備的主要操控目標是脈沖，這是水電站正常運行的基礎。在實際的運行中，只要設備的各項運行參數符合運行指標，而且常規的檢測也沒有異常情況的話，裝置的運行命令就可以執行。如果運行中一旦出現問題，電氣自動化控制設備就可以關閉運行的系統，同時啟動備用的系統進行運行，并將出現的系統故障指令傳送給檢修人員，這樣一來，檢修人員可以及時的掌握現場的情況，通過故障指令，進行科學的分析，查找故障原因。通過自動化控制技術，可以有效的減少人工誤差，降低運行風險，可以讓工作人員有更多的時間及精力排除故障，確保系統運行。

3.4 自動檢測技術

自動化檢測技術是對于水電站的運行設備進行專業的技術檢測。主要對發電機組、輔助設備以及水輪機組、繼電保護系統等進行檢測，檢測的主要內容包括：水輪機轉速以及振動參數、導葉的開度、水導油溫等等。將實時檢測到的數據參數通過分節點傳送到主操作平臺，以數字或者是圖像的方式顯示出來，便于工作人員進行分析。通過自動檢測技術，對于重點區域進行全方位的不間斷檢測，及時的采集數據，并將數據進行分析、傳輸，實現了數據計算、分析的自動一體化以及遠程控制。而且，自動檢測技術具有精度高、可靠性強、穩定好的特點，在水電站的應用具有廣闊的前景。

3.5 自動保護技術

自動保護技術可以讓水電站中的運行設備都處于保護范圍內，減少了設備運行中因故障導致的設備零部件損壞。自動保護技術可以自動的完成對水電站運行設備的檢測，在運行中，如果由于外部的環境因素或者是系統自身的故障產生的原因，會影響到設備運行，那么系統就會自動的發出檢測、跟蹤指令，同時將預警信號發出，及時的打開自動保護設備，確保設備的運行安全。通過自動保護技術，可以改變傳統電站裝機容量小、運行效率低以及安全性能差等不足，提高了水電站運行的安全性，促進了水電站的安全生產管理工作的有效開展。

4 結束語

隨著我國科學技術的發展，水電站設備的更新有了堅實的基礎，電氣自動化在水電站中的應用是水電站現代化發展的趨勢。電氣自動化在水電站的應用，提高了水電站的運行效率，確保了運行設備的安全，提高了供電質量。未來水電站自動化將會朝著信息化、智能化方向發展，水電站的水輪機組以及輔助機組的高質量安全運行成為了發展的重點。在當前互聯網技術快速發展的形勢下，水電站要積極的利用信息化技術來更好的完善自動化監測與控制系統，確保各項運行系統協調配合，完成遠距離操控中電流、電壓、水位以及溫度等各項數據的分析，不斷的提升水電站的自動化控制水平，確保系統運行的安全，設備的穩定。

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