論水電站電氣工程自動化技術分析及應用研究

史志君 青海雪玉水電有限責任公司

一、電氣工程自動化技術對水電站的重要意義

水電站中應用電氣工程自動化技術，可實時、準確監(jiān)控設備的工作情況，并形成監(jiān)控日志。如果其中某一設備或環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會自動預警，甚至是明確故障方位及原因，以便及時快速的處理故障，提高水電站的運行可靠性。同時，自動監(jiān)控的實施可有效防止和減少人為操縱失誤對設備的損害。電壓和工頻的穩(wěn)定性是衡量水電站電能質量的主要標準，其分別受無功功率和有功功率的影響，由于電網負荷狀態(tài)的不穩(wěn)定性，會對電能質量產生一定影響。因此通過自動化技術，自動調節(jié)發(fā)電機組，使電壓和工頻始終處于一個合理的水平，可保證電能質量。水電站中應用電氣工程自動化技術，可對水電站的負載及運行機組數(shù)量進行分析，從而進行合理調度，以確保以最低的投入獲得最大的效益。如果單純依靠人為操作不利于水電站運行的經濟性。一般而言，水電站選址大多比較偏僻，工作人員工作環(huán)境相對較差。而電氣自動化技術的應用，部分工作是由各種自動裝置按一定的程序完成，減輕了工作人員的工作量，降低了生產成本，提高了水電站的生產效率。

二、現(xiàn)階段水電站電氣自動化應用問題

（一）電氣自動化水平不高

目前，作為水利水電行業(yè)已經取得了理想的發(fā)展成果，水力資源基本得到利用，而且大部分水電站在實際建設的過程中都已經采用了電氣自動化，甚至信息化。然而，在實踐過程中，仍然存在水電站電氣自動化程度不高的問題。具體表現(xiàn)在系統(tǒng)運行需要人工操作，同時，系統(tǒng)本身的自動化程度不高，對于系統(tǒng)整體的穩(wěn)定運行帶來了負面的影響，還會直接影響水電站的生產效率。

（二）電氣自動化管理水平不高

絕大部分水電站已經采用了電氣自動化的運行方式，然而實際效果并不理想。對其中的原因進行分析，由于發(fā)展中國家電氣自動化發(fā)展的時間不長，始終處于發(fā)展階段，尤其是中小型水電站受限于效益、資金以及人力資源等因素，能省就省。所以，管理水平也始終沒有提高。除此之外，大部分地區(qū)水電站建設忽視了電氣自動化的管理作用，所以，在完成施工作業(yè)以后管理工作開展不到位，對系統(tǒng)整體功能帶來了負面的影響。基于此，水電站建設規(guī)劃存在一定的問題，建設過程中規(guī)劃不合理，所以水電站布局以及設備的落后性明顯，對其自動化管理工作的開展帶來了嚴重的影響。

三、水電站自動化主要技術分析

（一）水電站的水輪機自動控制技術

保證水電站水輪系統(tǒng)正常運行的基礎，在此種技術下，水電站水輪機可以實現(xiàn)自動關閉，并合理調節(jié)自身發(fā)動機功率情況，對水電站的正常運行具有重要意義。與此同時，電氣自動化技術還可以采用流域電站集中調度控制系統(tǒng)，對多個水電站進行控制，保證各個水電站之間的運行效率，提高水電站的經濟效益，從而推動水電站實現(xiàn)快速發(fā)展。

（二）發(fā)電機系統(tǒng)是水電站正常運行的基礎

直接關系到水電站的供電情況，在水電站中使用自動化技術可以對水電站發(fā)電機和輔助操作系統(tǒng)進行監(jiān)測管理工作。所以，相關人員需要在使用自動化技術對水電站發(fā)動機進行監(jiān)測工作，對發(fā)電機中存在的問題及時進行解決。與此同時，相關人員還可以使用發(fā)電機系統(tǒng)對水電站發(fā)動機的溫度進行檢測，當發(fā)動機溫度過高時，需要及時對發(fā)電機進行維護工作，保證發(fā)電機系統(tǒng)的正常運行，為水電站的正常供電奠定堅實基礎。

四、水電站電氣工程自動化技術應用

（一）PLC控制系統(tǒng)在電站大壩應用

大壩閘門安裝PLC控制系統(tǒng)可通閘門成套安全裝置，過對大壩泄洪閘、沖砂閘、進水閘等閘門的狀態(tài)進行監(jiān)測并進行控制，還可將大壩水位信號、自動清污機、大壩安全視頻監(jiān)控、生態(tài)監(jiān)控等信號通過通迅系統(tǒng)傳至電站監(jiān)控后臺。電站運行人員可根據(jù)所接收到的狀態(tài)信號及視頻信號對大壩各閘門進行有效控制，以保證大壩安全。對大壩上進水口自動清污機可采用自動及遠方控制方式，保障發(fā)電進水量。

（二）PLC控制系統(tǒng)在油、氣、水的控制應用

油、氣、水系統(tǒng)是保證水電站穩(wěn)定運行的基礎，對水電站設備的正常運行起到至關重要的作用。在水機技術供水管安裝壓力變送器、示流信號器可監(jiān)控技術水運行狀態(tài)，安裝溫度測量器可通過供水溫度判斷機組冷卻系統(tǒng)運行狀態(tài)，各裝置信號送至機組技術供水PLC控制系統(tǒng)。在機組回油箱，高位油箱、油盆中設置油位變送器、油混水監(jiān)測等裝置，各種信號通過PLC控制系統(tǒng)判斷后發(fā)出不同信號給運行人員，供運行人員檢查。對水泵、油泵、空壓機等長期運轉設備采用運行時間、投切次數(shù)等判斷方式對設備進行切換運行，提高設備使用壽命。采用電氣自動化技術對水電站油、氣、水系統(tǒng)進行自動控制工作，可有效保證水電站可靠運行。與此同時，相關人員還需要對水電站的自動化元件、水泵、油泵、空壓機、壓力罐等定期進行維修管理工作，保證設備的使用穩(wěn)定及運行壽命，減輕水電站運行成本，提高水電站的經濟效益。

五、結束語

綜上所述，電氣工程自動化涉及領域眾多，具有機電結合、電工技術與電子技術結等眾多特點，在水電站中應用具有重要意義。不僅可以提高水電站工作可靠性，還可以保證水電站的勞動生產率，對水電站的快速發(fā)展具有重要意義。本文就對水電站電氣工程自動化技術應用的意義進行闡述，并提出具體的應用對策，以期推動水電站實現(xiàn)快速發(fā)展。