計算機在小水電中的應用

陳英

（四川省都江堰外江管理處，四川成都　611830）

計算機在小水電中的應用

陳英

（四川省都江堰外江管理處，四川成都611830）

信息技術的快速發展為各行業領域注入新鮮的活力。以小水電為例，在計算機應用下，較多如信號檢測、負荷控制以及事故處理等方面都可起到突出的作用，能夠為小水電創造更多的效益。本文將對單片微型計算機的相關概述、小水電計算機的應用以及小水電中計算機應用的注意事項進行探析，以期能夠進一步提升小水電管理水平，促進小水電建設的健康發展。

小水電計算機應用注意事項

作為信息技術的重要產物，計算機為小水電建設提供堅實的技術支撐，無論從檢修維護或事故處理等各方面，都具有明顯的優勢。但從計算機實際應用現狀看，由于未做好機組調速、抗干擾問題解決以及輸入輸出I/O口處理等，使計算機的應用效果受到較大限制。因此，本文對小水電中計算機的應用研究，具有十分重要的意義。

1　單片微型計算機相關概述

關于單片微型計算機，其主要指將顯示、保護、控制、選頻、調速、檢測以及聲光報警等集于一體的終端設備。將該設備應用于小水電中，可有效避免以往小水電中機組事故跳閘后出現飛逸問題，減少壓力水管承受的壓力。現行單片微型計算機應用中，以8位單片機為例，在8051片內ROM上為4000字節，而RAM保持256字節，有異步通信串行口、功能復用并行口以及定時器等設置其中。同時，部分單片機也將I/O接口引入，可使顯示器并行口被驅動。實際應用中，本身可以小型專用計算機的形式呈現，在引入小型水電站中，適用性極強［1］。

2　小水電中計算機的具體應用分析

2.1小水電信號檢測與顯示中計算機的應用

將單片微型計算機應用于小水電中，其一般會對來自水電站機組電流互感器、電壓互感器中的電流信號、電壓信號采取變換措施，并將變換的結果輸入到計算機系統中，在此基礎上完成欠電壓、過電流的分析工作。以頻率檢測為例，通常強調將霍爾元件設置于支架上，并將磁鋼置于聯軸器中。此時在發動機組處于運行狀態情況下，霍爾元件會對磁鋼轉動情況進行檢測，并將檢測結果向單片機中輸送，計算機會對接收的結果采取處理措施，以頻率的形式呈現出來。再如水頭方面，水壓信號會在壓力變送器應用下被轉化為電流信號，同時有V/F對放大后的信號進行轉化，這樣最終的頻率值可向計算機中輸入，且水頭值會被顯示出來。假若水電機組處于正常運行狀態，控制器在轉換信號后會使水頭值與頻率被顯示出來，但如果有故障問題存在，所顯示的內容將以報警字符為主，人員可通過對這些字符的判斷分析機組中有哪些異常情況存在。由此可見，小水電信號檢測與顯示中，計算機的應用效果極為明顯。

2.2負荷控制中計算機的應用

通常機組運行中需考慮到負荷控制問題，一般負荷過大情況下將使整個機組運行效率受到影響。而計算機應用下，首先要求做好選頻工作，如45-55Hz頻率值會在電源開啟情況下顯示出來，此時操作人員可根據實際需要操作頻率按鈕，完成頻率選定過程。然后控制器便可對整個頻率情況進行控制，如在超出選定頻率的情況下，控制器會關小導葉，而在選定頻率較小時，需調大導葉，這樣能夠保證機組穩定運行。對于負荷控制問題，若需對負荷增加，可引入的方式為機組頻率的提高，將頻率值設定在初始45-55Hz頻率，通過按鈕操作使頻率被調節，進而達到負荷增加的目標。需注意的是負荷增加情況下很可能使機組因壓力過大而導致性能降低，所以在控制中也可結合電網頻率情況，重新進行頻率調整，以此使機組在正常負荷壓力下運行。綜合來看，機組運行中負荷控制所帶來的影響極為明顯，通過單片微型計算機的應用，在頻率被有效調節下，使負荷控制目標得以實現［2］。

2.3事故處理與調試中計算機的應用

小水電機組運行中極易出現異常問題，影響機組的穩定可靠運行，而計算機應用下可使故障被有效檢測或直接采取處理措施，能夠及時將報警信號、控制信號發出。具體故障處理中，計算機的應用主要表現在兩方面，包括：第一，外界短路情況。該情況下最明顯的表現為欠電壓、過電流等，電壓互感器與電流互感器會向計算機輸送相應的信號，計算機會通過對這些信號的分析將事故先兆信號發出，并下達控制指令。其中的控制指令主要表現在關小機組開關，并將欠電壓、過電流情況寫入相應的程序中，程序會發出控制指令使導水葉被關閉，而繼電器將會啟動。若事故問題為飛逸轉速，計算機也會發出相應的停機指令。第二，計算機的關機優化操作。該操作主要強調在事故跳閘情況下，因機組處于緊急停機狀態，此時在導水葉關閉情況下，壓力水管中的壓力將呈現不斷上升趨勢，計算機可對水輪機轉速、水錘壓力進行判斷，分析事故產生的主要矛盾，并發出相應的指令，使沖擊壓力、機組轉速都得以優化控制。此外，計算機應用中的作用也表現在調試方面，如故障處理延時、處理次序等都可在計算機軟件下進行控制，為機組調試提供極大便利［3］。

3　小水電中計算機應用的注意事項

盡管計算機應用優勢較為明顯，但在引入小水電中也需注意做好相關問題處理工作。具體包括：第一，輸入輸出I/O口問題。通常單片微型計算機應用下，涉及到極多的測量與控制工作，很容易增加I/O口占有量。此時需考慮避免通過兩位開關、鍵盤等對頻率進行選擇，而直接通過軟件操作或按鈕選定的形式。第二，機組調速問題。機組調速是否合理對導葉開度、頻率檢測等可能產生極大的影響，可考慮引入霍爾開關元件檢測機組轉動周期，在此基礎上利用計算機處理檢測結果，將頻率顯示出來。第三，抗干擾問題的解決。計算機在小水電中應用時，本身處于電磁場較強條件下，這就要求使其中的干擾問題被解決，如屏蔽措施的引入，或其他濾波與隔離技術，這樣可將現場干擾對計算機運行的影響控制到最低［4］。

4　結語

計算機的應用是提升小水電機組可靠運行的關鍵所在。實際引入計算機中，應正確認識單片微型計算機的基本結構與應用優勢，將其用于小水電信號檢測與顯示、負荷控制以及事故處理與調試等方面。同時，單片微型計算機應用下，應注意使輸入輸出I/O口處理、抗干擾以及機組調速等問題得以解決，對提升計算機應用效果可起到突出作用，有利于為小水電創造更多的收益。

［1］劉本希.水電富集地區大小水電協調優化調度方法研究及應用［D］.大連理工大學，2015.

［2］李樹山.富水電電網短期與實時節能發電調度控制方法及策略研究［D］.大連理工大學，2013.

［3］喻磊.基于多代理理論的微電網分布式優化控制方法研究［D］.重慶大學，2014.

［4］吳周剛.計算機技術在小水電站自動化控制中的應用［J］.科技風，2013（8）：79.