水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用研究

張華

（長(zhǎng)江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司 北京市 100038）

水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用研究

張華

（長(zhǎng)江三峽技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司 北京市 100038）

自動(dòng)化技術(shù)在水能發(fā)電中的應(yīng)用又是必不可少的，它可以降低水電站運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)行效率，也減輕了水電工作人員的負(fù)擔(dān)。本文就將通過(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)以及可選擇的監(jiān)控模式這兩方面進(jìn)行探討，研究水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用。

水電站；電氣工程；自動(dòng)化技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)水資源豐富的國(guó)家，在世界上我國(guó)利用水能發(fā)電的年發(fā)電量，居于世界發(fā)電總量的首位。而近些年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的顯著提高，電氣自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)水電站中的運(yùn)用也是越來(lái)越廣泛。水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，它包括對(duì)水能發(fā)電的工作情況的控制、監(jiān)視、報(bào)警，以及水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化運(yùn)行等幾個(gè)方面。但以我國(guó)目前水電站的現(xiàn)狀來(lái)看，其實(shí)還并未實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化管理，仍然還是多數(shù)以人工操作代替，因此，下面我們就來(lái)對(duì)水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究，以期更好地實(shí)現(xiàn)水電站電氣工程自動(dòng)化。

1 水電站中運(yùn)用電氣工程自動(dòng)化的內(nèi)容

1.1 幫助實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備的控制

為了保障水電站的運(yùn)行安全、可靠，需要一系列的輔助設(shè)備來(lái)幫助完成，而電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)，就可以很好的來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)這些輔助設(shè)備的控制，讓它們都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。同時(shí)也可以對(duì)它們進(jìn)行監(jiān)控與保護(hù)，當(dāng)自動(dòng)輔助系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)的進(jìn)行保護(hù)措施，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以確保水電站的安全運(yùn)行。電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)還可以對(duì)水位以及水電站的閘門(mén)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在很大程度上減輕水電工作人員的工作壓力，提高了他們的工作效率[1]。

1.2 對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)

在水電站中，發(fā)電機(jī)可謂是核心的所在，沒(méi)有它的話水電站不可稱(chēng)之為水電站。因此，對(duì)于它的保護(hù)是十分重要的事情。在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以前，水電站的工作人員每天都要對(duì)發(fā)電機(jī)自身的溫度，還有它內(nèi)部的定子、轉(zhuǎn)子的電流量等進(jìn)行觀察，并且做數(shù)據(jù)記錄，以確保它的正常運(yùn)行。而利用電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)，可以對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，而且能夠進(jìn)行真實(shí)、實(shí)時(shí)的記錄，在很大程度上為水電站的工作人員節(jié)省了工作時(shí)間，提高了工作效率。

1.3 自動(dòng)控制水輪機(jī)

通過(guò)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)水電站的水輪機(jī)自動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)的自動(dòng)關(guān)閉，并且能夠提升水輪機(jī)的自動(dòng)化水平，達(dá)到發(fā)電功率與相位調(diào)制的自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)。還可以幫助水電站根據(jù)電廠的發(fā)電需求進(jìn)行最佳配比，增加經(jīng)濟(jì)效益，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，并且促進(jìn)我國(guó)水電事業(yè)的飛速發(fā)展。

2 在水電站中運(yùn)用電氣工程自動(dòng)化的模式選擇

2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控

遠(yuǎn)程監(jiān)控其實(shí)是一種比較普遍的監(jiān)控模式，大的國(guó)家機(jī)密的部隊(duì)的應(yīng)用，小的我們平常QQ、電腦、手機(jī)上的遠(yuǎn)程操作等等，只要一根線路的連接，就可以操作遠(yuǎn)在千里之外的東西。這種實(shí)時(shí)并且及時(shí)的監(jiān)控模式，使用起來(lái)比較方便，也不需要大量的電纜來(lái)作為基礎(chǔ)材料，就能隨時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此大部分的我國(guó)水電站都采用這種遠(yuǎn)程監(jiān)控的模式，作為水電站自動(dòng)化后的人工輔助管理[3]。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式

對(duì)于這種模式來(lái)說(shuō)，它是依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)的局域網(wǎng)以及總線來(lái)進(jìn)行對(duì)于水電站整體系統(tǒng)的監(jiān)控的。在現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式里，它的每一個(gè)部件都是互不關(guān)聯(lián)的，這就在一定程度上避免了，一個(gè)部件發(fā)生故障而牽連到其他部件的情況的產(chǎn)生。在很大程度上增加了這種模式下，水電站系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控模式還能夠充分分析水電站的情況，進(jìn)行有針對(duì)性的處理，防止不必要的損失。

2.3 集中監(jiān)控模式

集中監(jiān)控模式所需要的配置成本比較低，其所采用的基本材料是硬接線，因而設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單。但是它的處理模式是把整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)區(qū)域都集中到一起來(lái)進(jìn)行處理，這就在在很大程度上增加了處理器的負(fù)擔(dān)。而且就算是水電站中的輔助設(shè)備，集中監(jiān)控模式也會(huì)把它們納入監(jiān)控范圍，對(duì)象越多，也就導(dǎo)致所需的電纜越長(zhǎng)，間接影響了水電站系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

在水電站中運(yùn)用電氣工程自動(dòng)化的最終目的，是要實(shí)現(xiàn)水電站在生產(chǎn)過(guò)程中，在少人甚至無(wú)人的情況下也能自動(dòng)的正常運(yùn)行，并且能夠按照預(yù)定的計(jì)劃完成生產(chǎn)。水電站中電氣工程自動(dòng)化的應(yīng)用程度，代表著水電站現(xiàn)代化水平的標(biāo)志，同時(shí)也是水電站實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的不可或缺的條件。下面，就來(lái)詳細(xì)介紹一下水電站中電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用：

3.1 提高水電站工作的穩(wěn)定性

電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)可以在水電站的管理工作中幫忙對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，確保水電站工作的安全性、穩(wěn)定性，同時(shí)也可以防止事故的發(fā)生。對(duì)于人民的生活質(zhì)量的提高以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言，水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)于此都是具有很大的幫助的。電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)的切換控制系統(tǒng)，以減少發(fā)生事故所帶來(lái)的損失，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。總的來(lái)說(shuō)，電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以幫助水電站進(jìn)行日常管理工作，還能幫助水電站增加經(jīng)濟(jì)效益，提高水電站工作的穩(wěn)定性。可謂是一舉三得的好事。

3.2 保證水電站的電能質(zhì)量

現(xiàn)如今，國(guó)家為了保證水電站的輸出功率，確保電能的質(zhì)量，就要保障水電站輸出的電壓跟電流都是穩(wěn)定的。然而想要達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅只靠人工的操作是難以辦到的，人類(lèi)的判斷準(zhǔn)確度與操作速度往往都比不上機(jī)器的，還可能在一定程度上影響電流、電壓的穩(wěn)定性[2]。因此，要想達(dá)到前文的標(biāo)準(zhǔn)，最好的方法就是使用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)，它可以完全改變?nèi)斯た刂频木窒扌裕谶_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還可以提高處理事故的效能，最終保障水電站的電能質(zhì)量。

3.3 提升水電站的勞動(dòng)生產(chǎn)率

隨著我國(guó)社會(huì)進(jìn)程的加快，時(shí)間一步步向前，對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化的要求也只會(huì)越來(lái)越高。現(xiàn)在我國(guó)的水電站出于發(fā)展的考慮，一般都選擇位置比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)建站，這在保障了一定發(fā)展的同時(shí)，卻給物資的運(yùn)輸帶來(lái)了困難。偏遠(yuǎn)山區(qū)地形相對(duì)不好，造成物資運(yùn)輸?shù)睦щy，也就相應(yīng)的導(dǎo)致工作人員的工作條件比較差，最終會(huì)對(duì)人員的管理造成麻煩。而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)以后，所有以前由人工操作的系統(tǒng)都能夠自動(dòng)運(yùn)行，并且有輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，這樣就能夠極大地減少對(duì)于水電站的人力、物力、財(cái)力的投入，在減輕了國(guó)家負(fù)擔(dān)的同時(shí)，也解放了勞動(dòng)力還提升了生產(chǎn)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

水電站作為我國(guó)主要并且是重要的供電系統(tǒng)，它的全面自動(dòng)化是勢(shì)在必行的，只有這樣才能在根本上提高水電站的工作效率，提升水電站的經(jīng)濟(jì)效益。這對(duì)于我國(guó)的發(fā)展以及人民生活水平的提高都是具有重大意義的。但是如何才能很好的在水電站中應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)，如何選擇合理并且合適的監(jiān)控模式，都是需要積極去思考與實(shí)踐的。本文中所做的分析只是針對(duì)于目前水電站的現(xiàn)狀，所提出的建議也只是作為參考，只是以期為國(guó)家的水電事業(yè)提供一點(diǎn)綿薄之力。

[1]楊俊，趙歡歡.淺談水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，04：218.

[2]黃鑫.電氣自動(dòng)化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用研究[J].機(jī)電信息，2013，18：95+97.

[3]張永亮.淺談水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用的研究[J].中國(guó)科技投資，2014（A12）：551.

[4]鄧飛.水電站自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用的研究[J].黑龍江水利科技，2014，05：166～168.

TV736

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1004-7344（2016）11-0109-02

2016-3-25

張 華（1982-），男，湖北鄂州人，電氣工程師，本科，從事電氣工程工作。