自動化技術在水電站電氣工程中的運用與展望

陳永崇

甘肅電投炳靈水電開發有限責任公司，甘肅 臨夏 731600

0 引言

水電站對我國社會發展有重要的作用，在項目建設期間使用電氣工程自動化技術改善發電裝置，可以提高裝置自動化運行水平。利用自動化技術完成水電站自動化建設任務，在無人操作的情況下，系統會按照程序自動運行完成發電的操作。在系統運行期間，可以提高水電站運行效率，還可以規避以往由人為操作引發的問題。在水電站自動化建設期間，應該選擇科學的手段，以提高電力整體質量。

1 自動化技術應用在水電站電氣工程的作用

1.1 提高水電站電能質量

在水電站運行期間，通過做功判斷水電站運行效果。關注水電站做功情況，分析電能是否達到質量要求，確定水電站運行狀況。為了提高輸出電流和電壓的穩定性，應該保障輸出功率達到要求，然而使用人工操作的方法難以使水電站電流、電壓在較長的一段時間均維持穩定狀態。如果使用以往人力操控的方式，會降低水電站運行階段電流與電壓的精準度，在電能質量控制方面存在較大難度。為此，使用自動化技術建立相應的系統，自動控制水電站，加強水電站對電壓與電流的控制力度。在水電站運行期間，如果出現突發情況，自動化系統可以準確、快速地采取應對措施，提高電流電壓運行的穩定性，從而保證電能質量[1]。

1.2 提高水電站運行的穩定性

在水電站運行期間技術人員全過程監測水電站運行情況，使用自動化技術可以提高工作效率，并能及時解決水電站存在的運行問題，快速采取處理手段，提高水電站電氣工程運行的穩定性和安全性。利用技術監測水電站運行情況，解決水電站在運行階段遇到的問題，可以降低風險，減少維修成本，提高水電站運行的穩定性。

1.3 提高水電站生產效率

水電站一般會設置在山區或遠離人群的偏僻位置。由于地理環境的特殊性，使材料在運輸與控制方面均存在不少的難度，材料的運輸與管理成本也隨之上漲。而且在偏遠地區工作人員的住宿環境與工作條件均無法得到保障，使用自動化技術則可以實現遠程控制，由此減少工作對人員的需求量。利用自動化技術還可以提高水電站的生產效率，只需要輸入工程設備的關鍵信息，便可通過網絡進行實時監控，掌握水電站設備運行情況，通過科學的控制方法，提高水電站的生產效益[2]。

將自動化技術應用到水電站中，使用數據技術收集水電站各類設備的運行信息，研究水電站負載情況，利用分析結果調度控制，可以提高水動力利用的合理性，減少不必要能源的消耗，在完成工作任務的同時，將能源控制在最低水平，從而取得良好的經濟效益。

2 自動化技術在水電站電氣工程中的應用

2.1 渦輪螺旋槳調速

水電站中擁有各種軸流轉漿式水輪機，通過技術手段可以完成相應設備的安裝工作，提高相關工作的協調性，使用自動化技術可以提高工作效率，在一定程度上提高水輪機運行效果。當水電站水輪機的水位與水頭出現一定的變化，應收集各類參數并進行動態調整，使用自動化技術在可編程控制器作用下進行控制。可編程控制器應用到水輪機控制工作中，可以結合水輪機的運行情況，利用各類操作指令完成邏輯運算與信息處理方面的工作，由此對速度進行合理合規的控制。例如，在調節水輪機速度時，對于下游水位變化的情況，重新組合葉片，使組合曲線達到最佳值，由此確保水輪機渦輪旋轉槳處于最佳的運行狀態[3]。

2.2 油、水、氣控制

在水電站日常工作控制方面，使用自動化技術可以提高控制工作的便捷性，在生產階段進行自動化控制，可以提高生產效能。在水電站電氣工程中對油、水、氣等系統進行控制異常關鍵，相應工作的執行情況將會直接關乎電氣工程運轉的穩定性與可靠性。在油、水、氣等系統運行中，需要使用自動化技術進行控制，還應明確工作要點，定期檢查油泵等設備，查看泵組的運行情況。通過合理的調配使其處于穩定的運轉狀態，由此延長油泵的使用壽命，提高其運行效率。在智能化技術應用到油、水、氣系統后，需要加強對工作細節的把控程度，確定各項工作的開展狀況，嚴格按照要求開展工作，確保工作達到管控要求。

2.3 水庫式電站調速

水庫式水電站由于水頭運轉在較大工作區域出現大幅度波動，無法保證水輪機液壓調節裝置處于穩定狀態，會對水電站的供電工作造成不小的影響，不僅會降低供電質量，還會影響其運行速度。在水庫式電站調速器中配置可編程控制器，從而提高自動化技術的應用水平，優化水庫式電站調速器系統，還能通過機組完成自動關閉與開啟等操作，以提高水庫式電站在質量操控方面的迅捷性。通過科學的管控手段將自動化技術在系統控制方面的優勢展現出來，可以達到維護水電站穩定運行、可靠供電的目的[4]。

3 電氣工程自動化技術在水電站中的應用效果

3.1 電力運轉分析

在水電站運行期間使用自動化儀器全程監測掌握水電站發電設備，可以掌握設備的運行情況，利用監測得到的數據進行分析，記錄設備各階段的運行情況，為設備管理與維護工作提供可靠的數據，提高設備調節與維護工作的便捷性。在水電站運行期間，可以掌握發電設備運轉頻率、電壓等指標，通過分析查看設備所處的狀態，比較其與標準參數的差距，并進行有效的控制。在水電站運行中需要平衡有功功率與無功功率，通過科學的分配方式提高電力整體質量。電氣工程自動化技術應用到水電站后，可以掌握水電站電力系統運轉情況，得到準確的信息并記錄信息。一旦設備的運轉數據超出規定范圍，便會快速發出警報，由工作人員到現場查看，確定設備故障并進行處理，將故障造成的不良影響控制到最低值。

3.2 運轉效率分析

在水電站管理活動中使用電氣工程自動化技術，與以往人類操作的方式相比具備較大的優勢，可以自動化運行，控制大部分工作。在自動化技術的應用下，可以削減大部分人力，提高各項工作操控的精準性。在水電站運行中開展管理工作，可以規避因工作人員技術掌握不足或是操作失誤等情況，同時通過運用自動化技術可以及時發現內部設備存在的故障并進行處理，由此提高水電站運行的穩定性。在水電站運行中應該將自動化技術在水電站運維管理方面的價值發揮出來，引導水電站朝標準化、高效化的方向發展。

3.3 運行效益分析

水電站在建設中加強對自動化技術的應用，引入可實時監控的系統，利用計算機遠程掌握水電站內部設備的運行情況，收集設備運行數據并進行監控與管理等工作，可以在無人操作的情況下，掌握水電站在不同時段的運行情況。通過設定的程序以及監管的信息進行操控，由此可以減少人力成本，還能提高水電站運行的穩定性，為水電站帶來良好的經濟效益。

4 自動化技術在水電站電氣工程中的發展前景

4.1 平臺統一化發展

在水電站建設期間使用電子工程自動化技術，應該根據工作目標以及技術應用效果，調整技術的應用方式，根據技術應用需要，打造具備針對性的平臺，滿足不同領域對技術的使用要求。電氣工程自動化系統平臺眾多，需要花費大量成本維護，將浪費大量的資源。因此，在水電站電氣工程發展期間，需完成自動化技術的轉型、升級等工作，使技術系統平臺朝獨立化、統一化方向發展。

網絡系統與自動化技術的應用有極大的關聯，為了進一步發掘自動化技術在水電站電氣工程中的應用價值，需要優化網絡資源，實現多平臺信息共享。當前應該引導網絡系統朝通用化方向發展，使自動化技術在應用期間完成數據傳輸、分析等工作，為水電站電氣工程相關企業營造良好的網絡環境，確保工作良好進行并為企業帶來可觀的經濟效益。

4.2 朝節能環保方向發展

在新時期需要增加對能源與環境方面工作的重視程度，我國在現代化發展中提出環保戰略、可持續發展戰略，對能源控制、環境保護提出很多規定。在此背景下，需調整電氣工程自動化技術應用方式，在技術應用與研究方面關注節能、環保等內容，確保在開展相關工作時不會對環境造成污染，同時節約能源，使電氣工程自動化技術為企業帶來更多的效益。

5 結束語

電氣工程自動化技術已經成為水電站運行過程中必不可少的技術之一。該技術改變了以往由人類控制的方法，可以全過程監測水電站運行情況，及時發現設備存在的故障并進行控制。在水電站建設期間需調整自動化技術的應用方式，推進基礎建設工作，完善自動化測控系統，掌握水電站運行情況。隨著水電站發展，按照其工作需求調整管理模式，優化水電站運行管理結構，提高技術在運行管理方面的應用價值，為水電站穩定、安全運行提供保障。