電氣自動化在水電廠的應用

摘 要：從目前來看，水電廠上應用電氣自動化已較為普遍，這對于減人增效，改善工作條件，提高水電站的經濟性和安全性都起到了較佳的效果，同時也為“遠程監控”和“無人值班”的實現奠定了良好的基礎。文章首先闡述了水電廠電力自動化的監控模式，其次，分析了水電廠電氣自動化中PLC技術的應用，同時，探討了計算機技術在水電廠電氣自動化的應用，具有一定的參考價值。

關鍵詞：電氣自動化；水電廠；應用

引言

水電廠是以防洪救撈為主要方向，同時兼顧居民的供水發電和田地灌溉等綜合利用工程。從目前來看，水電廠上應用電氣自動化已較為普遍，這對于減人增效，改善工作條件，提高水電站的經濟性和安全性都起到了較佳的效果，同時也為“遠程監控”和“無人值班”的實現奠定了良好的基礎。電氣自動化技術在水電廠中的運用，較好地改善了水電廠運行的狀態，提高了水電廠的運行效率，有效的提升了水電廠的發展水平，文章就電氣自動化在水電廠的應用進行探討。

1 水電廠電力自動化的監控模式

水電廠電力自動化是用先進的繼電保護技術、測控技術、通信技術、計算機技術，再加上設備狀態監測設備、監控系統設備、保護設備、通信網絡設備、測控設備等來實現運行管理、故障分析、保護、控制、監測水電廠全部電氣設備。

1.1 集中監控方式

集中監控方式的優點就在于系統設計容易、防護要求不高、運行維護方便。但缺點就在于是由一個處理器來處理系統的各個功能，處理速度較慢、處理量較大，這樣就會出現投資加大、電纜數量增加、主機冗余下降的問題，另外，系統的可靠性也有可能會由于長距離電纜引入的干擾而受到影響。

1.2 遠程監控方式

遠程監控方式具有組態靈活、可靠性高、節約大量電纜、節約材料、節省安裝費用等諸多優點。值得注意的是，遠程監控方式不適合構建全廠的電氣自動化系統，只適合于小系統監控。

1.3 現場總線監控方式

變電站綜合自動化系統中目前已經基本普及現場總線、以太網等計算機網絡技術，運行經驗較為豐富，這都為水力發電廠電氣系統中應用網絡控制系統打下了較佳的基礎，能夠節約很多安裝維護工作量和投資，節省大量控制電纜，進而使得成本得以降低。

2 水電廠電氣自動化中PLC技術的應用

PLC是繼電接觸控制技術與計算機技術二者相互結合的產物，為了實現PLC內部存儲進行記錄、運算、控制等操作指令，其存儲器采用了可編程序。PLC技術近年來在電力系統自動化中被廣泛應用，有效解決了傳統控制系統耗能高、靈活性較差、接線復雜、可靠性低等缺點。

2.1 PLC技術的數據處理

PLC技術具有位操作、數據傳送、查表、數據轉換、數學運算、排序等功能，能夠有效地完成數據的處理、分析及采集。這些數據能夠應用于其它智能裝置內來完成控制操作。數據可用于處理如無人控制的柔性制造系統等大型控制系統，也可用于過程控制系統。

2.2 PLC技術的順序控制

隨著水電工業的逐步發展，很多水力發電廠都采用PLC控制系統來控制輔助系統，而不再是原來的繼電控制器，這樣能夠有效地提高效益，降低資源損耗。

2.3 PLC技術的閉環過程控制

并過程控制是指閉環控制連續變化的模擬量（如流量、溫度、壓力等），模擬量的閉環PID控制可由PLC利用模擬量I/O模塊來完成，還能夠實現模擬量與數字量二者之間的A/D轉換、D/A轉換。同時，還可以利用PID子程序、專用的PID模塊來實現。

2.4 PLC技術的開關量控制

水力發電廠通常選擇開關量控制和順序控制這兩種方法來控制輔助系統的工藝流程，開關量控制的應用最為常見，可通過擴展來對輸入點數、輸出點數進行控制，不受限制。

3 計算機技術在水電廠電氣自動化應用

在水電廠電力系統中，計算機控制技術往往能夠起到較為重要的作用，隨著計算機技術的快速發展，電力系統中變電、配電、發電、輸電、用電等各個環節都離不開計算機技術的支撐，這也促使電力系統自動化技術迅速發展。

3.1 電網調度自動化的應用

電力系統自動化最重要的部分就是電網調度自動化，電網調度自動化在我國被分為5級，分別是縣級調度、地區級調度、省級調度、大區調度、國家電網調度，無論是哪一級，都離不開計算機技術的應用。電網調度控制中心的計算機網絡系統是其中最為重要的組成部分，通過它就形成了一個自動化的電網調度系統，通過它來將打印設備、大屏蔽顯示器、服務器、工作站、變電站終端設備等聯系起來。在電網調度自動化的作用下，計算機既要實時采集數據，又要實時監控電網運行安全情況，還要實現電力系統的狀態估計、電力負荷預測等功能。

3.2 智能電網技術的應用

計算機技術中應用最為廣泛的技術就是智能電網技術，它涵蓋了發電、調度、輸變電、配電等各個環節，智能電網技術的建設依托了很多計算機技術，具備可靠性、雙向性、實時性的特征。

3.3 變電站自動化技術的應用

變電站自動化也是通過計算機技術來實現的，完全是采用光纖代替電力信號電纜或者計算機電纜來實現變電站二次設備的數字化、網絡化、集成化，變電站也實現了記錄統計自動化、運行管理自動化、計算機屏幕化。變電站自動化技術的應用，完全滿足了變電站的運行操作任務。

參考文獻

[1]錢素娟.淺談發電廠電氣自動化系統監控技術發展趨勢[J].沿海企業與科技，2009（7）：110-113.

[2]楊國有.水電廠自動化發展趨勢的技術措施探討[J].黑龍江科技信息，2008（24）：143-145.

[3]呂連新.緊水灘水力發電廠梯級調度的優化[J].中國西部科技，2009（36）：120-124.

[4]王小波，鄧 .電氣自動化在水電站中的應用[J].黑龍江科技信息，2011（26）：133-135.

[5]廖福芬.小議水電廠自動化技術與計算機監控系統[J].民營科技，2010（2）：102-105.