水電站中電氣自動化技術的應用分析

摘 要：針對水電站中電氣自動化技術的具體應用，進行了剖析，總結了電氣自動化技術應用功能。從水電站發展角度來說，電氣自動化是必然趨勢。若想提升自動化水平，需要電氣自動化技術的支撐。從當前電氣自動化技術推廣實際情況來說，技術覆蓋面較廣，因此深度分析此課題，明確技術應用效果，進而帶動技術推廣應用，有著重要的意義。

關鍵詞：水電站；電氣自動化技術；智能化；自動監控

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0119-02

從我國水電站實際情況來說，多數水電站建設的時間較早，經過多年的運行，存在著設備老舊情況，綜合自動化水平低下，難以達到安全文明生產要求。而電氣自動化技術的應用，能夠實現水電站機組運行自動化監控以及自動保護，極大程度上提高了系統運行的自動化水平，確保安全生產，有效彌補了上述缺陷，具有推廣應用價值。

1 水電站中電氣自動化系統分析

近年來，水電站規模不斷擴大，自動化水平不斷提升，對其運行管理，有著更高的要求?；诖?，使得電氣自動化系統被引入。水電站中電氣自動化系統的組成，具體如下：①基礎控制元件。對于控制元件的選擇，要保證自動化元件型號和自動化系統可以達到水電站設計要求。一般來說，較為常用的技術包括PLC技術以及單片機技術等。在水電站中應用，能夠實現自主調節軸流漿式水輪機式調速裝置以及水庫式水電站使用的調速器。②計算機監控系統。作為水電站電氣自動化系統的核心部分，在水電站水文和工況等方面，發揮著重要的作用。監控模式包括遠程式、集中監控模式、現場總線監控模式。③工業電視監控系統。利用現代化設備，實現監控信息采集和分析，為技術人員決策提供有力的信息。除此之外，利用工業電視監控系統，可保證設備操控的準確性，極大程度上能夠提高水電站運行的自動化水平，減少運行事故的發生。④消防監控系統。利用此系統，能夠實現水電站火情24h連續監測。如果監測到火情，系統可以自動報警，除了能夠給出火災地點信息外，還可以自動處理火情，避免火情蔓延。

2 水電站中的電氣自動化技術

2.1 數字化監控系統

在水電站自動化改造中，以構建數字化監控系統為主要內容。在具體建設時，主要是開展設備智能化和自動化建設。簡單來說，水電站進行自動化建設，必須要實現整個系統的深度優化，進而達到國際化生產水平以及操作標準。利用計算機主控系統，實現對以太網以及繼電保護器等的調控，發揮PLC技術的作用，使得各個控制站點之間能夠實現信息共享以及交流。除此之外，現代化水電站建設，是以全方位智能控制為目標。若能夠實現智能控制，對提升水電站運行效率和水平，有著重要的意義，極大程度上減少了人工作業量，朝向國際化方向發展，減少水電系統運行誤差。

2.2 PLC技術

在水電站系統中，引入PLC技術，能夠使得系統逐漸實現智能化。PLC技術的應用，是利用可編程存儲器，支撐系統設備運作。依據存儲器設置的程序以及控制順序等指令，模擬以及展現數字化實際生產多為圖，為相關人員工作，提供更為精準以及高效的數據信息，輔助其完成各類工作[1]。

3 水電站中電氣自動化技術的具體應用

3.1 自動化監測

在水電站中，應用電氣自動化技術，能夠實現自動化監測功能。以龍羊峽水電站為例，其構建了大壩安全自動化監測系統，利用監測儀器裝置、數據采集裝置、采集計算機以及電源等軟硬件，實現了大壩安全運行自動化監測。在2010年9月開始進行自動化系統改造，2011年9月中旬通過預驗收，2016年7月正式通過竣工驗收。此次改造工程中，接入自動化監測系統的項目，主要包括垂線和靜力水準等。從實際應用效果來說，運行大壩安全監測自動化系統，有效減少了人工監測次數，提高了大壩安全監測的自動化水平，增強了系統的實用性，發揮著積極的作用。

3.2 自動化檢測

從水電站自動化檢測實際來說，主要體現為設備運行指征更加規范化，實現了針對性加技術檢測。在具體實踐中，利用操作平臺和發電機組以及發電機組等，通過檢測大軸擺度、水輪機裝置運行轉速以及水輪機振動等參數，將獲得的數據信息，及時傳送到主操作平臺，以立體成像或者數字的形式清晰顯現，便于運行分析以及記錄。以糯扎渡水電站為例，其為世界第三高的心墻堆石壩電站。在自動化技術應用方面，引入了安全檢測自動化系統，借助衛星定位系統GNSS以及測量機器人TM30，實現了對水電站大壩表面變形的動態監測，利用CNSS以及測量機器人，實現了自動化檢測，能夠24h不階段，觀測數據采集和傳輸等工作，都能夠在無人值守的情況下高效完成，實現了數據計算以及分析預警一體化、自動化，具有較強的遠程控制功能。此監測系統的運行，體現了電氣自動化技術的應用優勢，也就是精度高和自動化程度強等[2]。

3.3 自動化控制

在水電站電氣自動化運行中，對于系統設備的操控，以脈沖為目標，通過強化此指標的把控，能夠保證水電站正常發電以及運行。當明確水電站設備各項指征后，按照常規檢測沒有異常情況存在，則可以具體執行裝置的運行命令。如果發生事故，電氣自動化系統能夠自動控制相應的設備，快速啟動備用系統，恢復自動運轉，并且關閉主運行系統，將系統運行故障指令，快速發送給負責的檢修人員。除此之外，還能夠依據設備運行的具體情況，適當進行機組數據信息分析，進行問題自查自檢[3]。以黃登水電站為例，引入電氣自動化技術，構建數字化監控系統，實現了對水電站運行的全面以及精細化控制。如果作業現場出現故障以及溫度超標等情況，自動化系統能夠自動報警，下達故障信息，通知質檢人員，使得監測人員能夠及時掌握水電站運行情況，快速分析故障，進行故障反饋，建立了水電站標準化操作流程，極大程度上減少了人工干擾以及誤差，減少了質量風險，提高了人員工作效率，節省了資料填寫的時間，使得人員能夠將更多的時間以及精力放到水電站系統運行管理工作中，極大程度上增加了水電站運行的效益。

3.4 自動保護

水電站中電氣自動化技術的應用，自動保護功能主要如下：①自動報警。利用自動化監控系統，能夠及時發現機組不正常運行問題，比如大電機運行溫度以及油槽油面過高或者過低等，自動化保護系統能夠自動發出警告，或者投入相應的設備，使得運行人員能夠嚴格把控水電站運行情況，采取隱患處理措施，消除不正常隱患，或轉移負荷使得故障機組能夠自動退出運行[4]。②跳閘停機。如果水電站機組出現推力軸承以及導軸承溫度過高等事故時，自動保護能夠自動跳開斷路器并且停機。③快速關閉進水閘門或者閥。部分事故比如事故停機或者壓力銅管爆破時，自動保護會快速跳開斷路器并且停機，還能夠及時關閉進水閥門或者動作事故配壓閥。在水電站中電氣自動化技術的應用，對于設備的自動保護，貫穿于設備運行的全過程，通過構建自動保護機制，使得多數運行故障情況能夠預見，進而減少對機組設備性能的損壞。在水電站各類設備運行期間，依托電氣自動化技術，能夠實現自動化檢測以及控制。若檢測到影響水電站運行的指征時，自動化系統可以及時發出執行、檢測以及跟蹤等命令，傳送警示信號，并且打開自動保護設備[5]。

4 結束語

綜上所述，水電站中電氣自動化技術的應用，主要包括PLC技術和數字化監控技術等，極大程度上提高了系統運行監控管理的水平和效率。基于電氣自動化技術，實現了自動化控制、自動化保護、自動化監控等功能，提高了水電站運行的穩定性以及安全性。

參考文獻

[1]曾云波.淺析電氣自動化在水電站中的應用[J].大科技，2016（18）.

[2]黃越鈿.探討水電站電氣工程自動化技術及其應用[J].消費導刊，2017（27）.

[3]王春桃.探究水電站電氣自動化設計及其應用[J].華東科技：學術版，2017（11）：122.

[4]張 強.淺談水電站電氣工程自動化技術及其應用[J].商品與質量，2016（11）.

[5]司樹華.小型水電站電氣自動化技術的應用研究[J].工程技術：引文版，2016（24）：00124.

收稿日期：2018-4-26

作者簡介：林 桂（1972-）男，助理工程師，大專，主要從事水利工程管理、施工工作。