關(guān)于水電站電氣自動化應(yīng)用問題的探討

劉青

（江西省吉安市白云山水利水電管理局江西省吉安市 343062）

關(guān)于水電站電氣自動化應(yīng)用問題的探討

劉青

（江西省吉安市白云山水利水電管理局江西省吉安市 343062）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力建設(shè)取得了巨大的成就，對用電安全提出了更高的要求。水電站是電力供應(yīng)系統(tǒng)的重要部分，其安全運行至關(guān)重要。當前，隨著電器技術(shù)的進步，我國水電站電氣自動化的應(yīng)用取得了很好的成績，但依然存在許多不足。本文首先闡述了水電站電氣自動化的重要作用，其次具體介紹了電氣自動化在水電站中的應(yīng)用，對當前水電站電氣自動化存在的問題進行了分析，最后對水電站電氣自動化的設(shè)備保護進行了探討。

水電站；電氣自動化；應(yīng)用；設(shè)計

當前，我國電力資源主要是水電和火電兩種，而水電是電力資源的最大提供者。隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，水電站的運行越來越需要電氣自動化的支持，以實現(xiàn)更加良好和安全地運行。雖然我國水電站電氣自動化的應(yīng)用取得了較好的效果，但是依然存在著不足，如何實現(xiàn)水電站電氣自動化越來越成為電力科技研究的重要課題。

1 水電站電氣自動化的重要作用

1.1 提高水電站安全穩(wěn)定性能

我國的科學(xué)技術(shù)的更新速度越來越快，電氣自動化技術(shù)也取得了巨大進步。雖然，電氣自動化在水電站中的應(yīng)用比較普及，但任然存在著許多問題。實現(xiàn)電氣自動化在水電站中的應(yīng)用，對于維護水電設(shè)備的安全穩(wěn)定性具有重要的作用。當前的電力供應(yīng)系統(tǒng)中，許多水電站因電氣自動化技術(shù)限制還有許多安全隱患和缺陷。未來的水電發(fā)展方向就是構(gòu)建智能電網(wǎng)，通過電氣自動化技術(shù)以及先進電力電子技術(shù)運用到水電站的建設(shè)中，實現(xiàn)水電站以及電網(wǎng)的智能化、安全化、穩(wěn)定化。

1.2 提高電能輸出供應(yīng)需求

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，社會需求對電力的需求越來越緊張，需求量飛速增高。一旦電能供應(yīng)不能夠滿足社會發(fā)展日益增長的需要，社會經(jīng)濟就會呈現(xiàn)出發(fā)展遲緩現(xiàn)象，嚴重的甚至造成社會的癱瘓。通過電氣自動化在水電站中的實現(xiàn)，對于提高水電站的供應(yīng)質(zhì)量和輸出質(zhì)量，合理配置水電資源，改善水電輸出效率，促進整個社會的正常運轉(zhuǎn)具有重要作用。

1.3 優(yōu)化資源配置，提升生產(chǎn)效率

水電資源作為重要的能源資源，對我國經(jīng)濟社會發(fā)展有重要的影響。從總量上來說，我國水電資源的總量是非常豐富的，但由于我國人口眾多，人均資源便非常緊缺。而且石油等資源已經(jīng)處于枯竭等邊緣，再加上大量的開采和使用，對整個社會環(huán)境造成了極大的污染。水電資源是可再生的資源，不僅能夠滿足社會所需，還能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生積極影響。通過在水電站中實現(xiàn)電氣自動化，能夠合理地對水電資源進行優(yōu)化配置，解決資源匱乏的難題，對社會環(huán)境的保護有積極影響。

2 水電站電氣自動化應(yīng)用存在的問題

2.1 水電站電氣自動化程度低

在我國絕大多數(shù)的水電站都已經(jīng)實現(xiàn)了電氣自動化的應(yīng)用，但是卻有著自動化程度低的問題，主要表現(xiàn)在人工操作不能省略、自動化系統(tǒng)過于落后。這就嚴重影響了水電站的安全穩(wěn)定性，而且使得水電站的生產(chǎn)效率低下，影響了居民用電的供應(yīng)以及經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。

2.2 電氣自動化管理水平落后

當前，很多供電企業(yè)已經(jīng)意識到了電氣自動化的重要意義，但仍然存在管理水平落后的問題。這是因為：①國內(nèi)電氣自動化起步較晚，電氣自動化技術(shù)還比較落后；②許多企業(yè)忽視了電氣自動化管理，片面追求自動化技術(shù)，卻導(dǎo)致管理與水平不相適應(yīng)的問題；③企業(yè)沒有對水電站進行良好的規(guī)劃管理，使得水電站的設(shè)備比較落后，而且容易出現(xiàn)故障。

3 水電站電氣自動化在設(shè)備保護中的應(yīng)用

3.1 設(shè)備自動化檢測

實現(xiàn)水電站電氣自動化：①能夠?qū)λ娬镜南嚓P(guān)設(shè)備進行自動化檢測，已確定設(shè)備是否存在故障和問題，并進行故障參數(shù)的

記錄；②能夠人為設(shè)置運行模式，讓水電站能夠自動運行，并實時顯示運行狀態(tài)；③水電站電氣自動化能夠隨時對影響水電的水量、水溫等參數(shù)進行檢測監(jiān)控，確定水電站運行的安全穩(wěn)定性，并且在發(fā)生意外情況時，還能夠自動關(guān)閉運行，實現(xiàn)職能保護。

3.2 水文自動測報系統(tǒng)

水電站電氣自動化的另一應(yīng)用是能夠?qū)崿F(xiàn)水文自動測報系統(tǒng)的搭建。水文自動測報系統(tǒng)是指以計算機軟件為平臺，對水電站的水位數(shù)據(jù)進行自動測報。水文自動測報系統(tǒng)的實現(xiàn)需要以下條件：①水文自動傳感器，也就是對相關(guān)水文條件進行監(jiān)控的感應(yīng)器；②傳輸器，即是能夠?qū)z測的水文數(shù)據(jù)進行收集之后，傳遞給計算機終端的通道和發(fā)射器；③計算機終端，即是能夠接收水文檢測數(shù)據(jù)，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行自動記錄處理的計算機系統(tǒng)[1]。水文自動測報系統(tǒng)能夠?qū)τ绊懰牡母鞣N因素進行實時監(jiān)測，對水文情況進行收集，有利于水文觀測、資料收集以及水文數(shù)據(jù)庫的建立。并且通過對水文數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，能夠?qū)ρ雌凇⒑灯诘冗M行預(yù)測，以便進行水力資源的調(diào)度，確保水電站的正常運轉(zhuǎn)，確保正常的供電。

3.3 設(shè)備故障處置

在進行水電站自動化設(shè)置之后，對水電站自動化保護主要有以下幾個步驟：①預(yù)警，即是在水電站運行中發(fā)生故障，并被傳感器檢測到之后，電氣自動化系統(tǒng)會將運行故障信息發(fā)送到計算機終端上，而后計算機發(fā)出指令到警報器，實現(xiàn)預(yù)警，這樣就能夠讓工作人員采取有效措施進行處理，維護水電站的正常運轉(zhuǎn)；②關(guān)閉進水閘門，就是當水電站出現(xiàn)故障時，在進行自動預(yù)警之后，自動化系統(tǒng)會根據(jù)終端的指令進行進水閘門的關(guān)閉，從而將事故控制在可控的范圍之內(nèi)，避免事態(tài)的擴大；③停機，即是水電站出現(xiàn)故障后，自動化系統(tǒng)根據(jù)指令自動開啟斷路器，關(guān)閉水電站運行，實現(xiàn)停機操作。

3.4 檢測設(shè)備運轉(zhuǎn)情況

水電站電氣自動化應(yīng)用還能夠?qū)λ娬镜脑O(shè)備運轉(zhuǎn)情況進行檢測，主要是檢測發(fā)電機及輔助設(shè)備的運作情況。要知道，發(fā)電機是水電站的關(guān)鍵設(shè)備，水電站所有的電能都是通過發(fā)電機產(chǎn)生的，由此可以看出發(fā)電機的正常運作對于水電站有著決定性作用。如果發(fā)電機以及輔助設(shè)備出現(xiàn)異常情況，自動化系統(tǒng)就能夠檢測到運行狀態(tài)，并迅速采取保護措施，使得水電站損失最小化。

3.5 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

計算機監(jiān)控是電氣自動化實現(xiàn)的重要手。通過計算機監(jiān)控，能夠有效對水電站設(shè)備的運行狀態(tài)、水電站的生產(chǎn)狀態(tài)進行監(jiān)控，并對水電站的所有設(shè)備及運行實現(xiàn)自動化控制，如圖1。計算機控制是通過計算機軟件對水電站的各種設(shè)備進行控制，與傳統(tǒng)的需要結(jié)合人工控制不同，它運用了大量的先進的科學(xué)技術(shù)和先進設(shè)備，使得在控制的過程中更加方便、智能[2]。通過采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，不僅能夠提高水電站電氣自動化水平，而且能夠?qū)λ娬驹O(shè)備的安全運行起到保護作用，還有利于水電站經(jīng)濟效益的提高。

4 水電站設(shè)備的自動化保護設(shè)計

當前水電站電氣自動化的應(yīng)用比較普及，對設(shè)備的保護也有重要的作用，以下從三個方面對水電站電氣自動化進行設(shè)計以實現(xiàn)更好的設(shè)備保護。

圖1 基于計算機的監(jiān)控系統(tǒng)

4.1 采用PLC自動化技術(shù)

隨著技術(shù)的進步，可以采用PLC自動化技術(shù)。PLC自動化技術(shù)是當前水電站運用比較普遍的技術(shù)，主要是應(yīng)用在軸流漿式水輪機式調(diào)速器和自主調(diào)節(jié)水庫式水電站中的調(diào)速器中[3]。通過PLC自動化技術(shù)的運用，對水電站自動化系統(tǒng)進行編輯、設(shè)置、定時、指令，以更好地對水電站設(shè)備進行保護。

4.2 采用工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)

水電站雖然在電氣自動化的應(yīng)用中采用了監(jiān)視系統(tǒng)，但所采用的設(shè)備比較落后。而工業(yè)電視監(jiān)控設(shè)備是當前現(xiàn)代化監(jiān)控的基礎(chǔ)，是非常先進的設(shè)備，它能夠更好地實現(xiàn)對水電站設(shè)備以及運行狀態(tài)地監(jiān)控和反饋，為工作人員提供有效的數(shù)據(jù)信息，幫助工作人員處理問題。

4.3 建設(shè)消防監(jiān)控系統(tǒng)

水電站電氣自動化主要是對水電站的設(shè)備及運行狀態(tài)進行監(jiān)控，而沒有對諸如火災(zāi)之類的安全問題進行檢測。因此，為確保水電站電氣自動化的順利實現(xiàn)，還需要對影響水電站安全的安全隱患進行監(jiān)控，尤其是火災(zāi)。所以，需要在水電站安裝火警報警其以及煙霧報警器，以便確保水電站設(shè)備的安全保護。

5 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，社會用電量的不斷增加，水電站的建設(shè)和安全越來越受到重視。通過實現(xiàn)水電站電氣自動化，能夠有效保證水電站的安全穩(wěn)定，保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，對滿足社會發(fā)展所需的水電資源的供應(yīng)以及對水電資源的合理優(yōu)化配置有著重要的意義。所以，在未來的智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中，需要積極探索水電站的電氣自動化的實現(xiàn)，以促進水電事業(yè)的發(fā)展，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)提供穩(wěn)定的水電能源保障。

[1]崔明.變電站與水電站綜合自動化[J].中國水利水電，2010，4（5）：18～20.

[2]張蠡，倪曉峰.淺談水利工程自動化系統(tǒng)故障的排除方法[J].江蘇水利，2011，10（8）：55～56.

[3]徐鵬.電氣自動化控制方式的研究[J].科技廣場，2013，8（7）：78～79.

TM63

A

1673-0038（2015）47-0264-02

2015-11-30

劉青（1980-），男，助理工程師，本科，主要從事水電站電氣運行工作。