電氣自動化技術在水電站的應用

姚永

摘 要：電氣自動化技術在諸多行業和領域得到了廣泛應用，也表現出機電結合、電工與電子技術結合等特征，其對于水電站穩定可靠運行來說至關重要。電氣自動化技術的有效應用不但能夠促進水電站經濟效益的提升，同時還能夠確保其安全穩定運行。本文結合筆者實際工作研究，分析了水電站應用電氣自動化技術的重要意義，并提出了電氣自動化技術在水電站中的應用對策。

關鍵詞：電氣自動化；水電站；技術應用

近年來我國水電事業得到了飛速發展，而隨著信息技術、計算機控制技術以及電子技術的更新換代，也為水電站自動化控制管理創造了非常好的條件。在新時期下，水電站運行管理工作必須要充分結合實際需求，對監控系統實施自動化改造，借助于電氣自動化技術不斷促進水電站可靠性、安全性、穩定性邁上新的臺階，促進水電站社會和經濟效益的持續提升。

1電氣自動化技術在水電站應用的意義

1.1提升運行穩定性

從整體上來說，水電站的功能是確保電能的持續穩定輸出，借助于電氣自動化技術能夠更全面的了解各類設備的具體運行狀況，同時自動生成監控日志，若其中某一設備出現問題即可第一時間發出警報，管理人員看到警報后及時處理，避免故障問題進一步嚴重。與此同時，借助于自動化技術能夠更好的對水電站設備設施予以全面監控，防止人為因素造成的故障問題[1]。

1.2保證電能的質量

水電站輸送電能的質量非常關鍵，而電壓和工頻是關鍵性指標，當設備投入運行后，電網電壓往往會受到無功功率的影響，工頻一般會受到有功功率的影響，在這樣的狀態下電能負荷相對不穩定，且處于變化過程中，必然會對水電站運行管理工作帶來影響。電氣自動化技術在水電站中的應用能夠有效優化這一現象，確保電壓與工頻維持在穩定范圍內，促進電能質量的提升。

1.3提升運行經濟性

確保水電站發電機組處于最佳運行狀態才能夠有效促進水電站經濟效益的提升。基于此，水電站必須要充分結合自身運行情況，對分配負載有充分掌握，保證發電機組能夠處于高效穩定的運行狀態，從而輸送更多高質量電能。若僅僅憑借人工管理操作則有可能會存在問題和失誤，電氣自動化技術的應用能夠很好的彌補這一缺陷，提升水電站運行經濟性。

2水電站電氣自動化主要技術分析

2.1自動監控技術

借助于自動監控技術能夠對水電站內的相關設備設施實施有效監控，現階段一般選擇集中監控、遠程監控以及總線監控三種模式。集中監控指的是將水電站內的全部設備與功能統一集中到一個處理器中，這一監控方式的優勢是成本相對較低，缺陷在于對處理器性能要求較高，同時因為集中化程度高，容易對其運算速度帶來影響，導致實際監控效果有所下降。同時集中監控要求多條電纜，若電纜出現故障則容易存在安全隱患，影響到自動化系統的安全可靠性。遠程監控在國內水電站運行管理中得到了相對普遍的應用，其依靠數個CPU統一運行，這一模式能夠避免某一設備發生故障后對整個系統的運行帶來影響，需要的電纜較少，成本相對較低，但因為其采取CAN總線設計，系統通信效率有所降低。總線監控即是依靠局域網、以太網以及現場總線、計算機技術來對水電站相關設備的實際運行狀況予以監控，這一監控模式的主要優勢是成本低，裝置獨立，系統可靠性較高。

2.2PLC控制技術

首先是PLC控制技術在軸流漿式水輪機調速器中的應用，現階段國內大部分中低頭水電站都采用軸流轉漿式水輪機進行發電，然而水輪機的水頭與水位屬于不斷變化的狀態，往往會和設備固定參數之間存在差異，造成發電機組不能處在最佳的運行狀況。所以可應用PLC控制技術予以合理調速，按照發電機組實際運行過程中的不同水頭、水位以及手動協聯槳葉，在得到最佳協聯曲線后，依靠PLC對原曲線進行調整，保證發電機組能夠高效運行。其次是PLC控制技術在水庫式水電站調速器的應用，因為水庫式水電站的水頭變化表現出范圍較大的特征，水輪機液壓調節器無法完全確保發電機組在額定狀態運行，而PLC技術的應用能夠對水頭高度予以調整，借助于程序修改來保證發電機組的穩定運行[2]。

2.3構建電氣控制系統

水電站電氣自動化控制系統一般來說是借助于計算機對其進行控制，往往是借助于以太網和主機互聯的相關終端設備、開放式體系結構組成，同時按照監控目標保證自動控制系統的開放性和靈活性，隨后再配置相對應的子系統，為調試與運行工作的有序實施給予便利。同時，監控系統在開展數據收集分析工作的過程中，相關設備的具體運行狀況自動記錄，能夠保證水電站管控工作的時效性，能夠提供報表自動生成功能，為后續的日常維護保養工作帶來依據，確保信息資源共享目標的最終實現，進一步發揮出電氣控制系統的實效性。

3電氣自動化技術在水電站中的具體應用

3.1油氣水系統控制技術

水電站初期運行管理過程中，一般都需要人工進行操作管理，人力成本相對較大，而電氣自動化控制技術應用之后，能夠對油氣水系統實現自動控制，規避人工操作產生的風險，確保油氣水控制系統的安全可靠運行。電氣自動化技術能夠保證油氣水控制參數的科學合理，對設備可能出現的異常情況予以檢測，控制設備開關運行，可有效延長設備的使用壽命。

3.2提升水輪發電機組自動控制效果

電氣自動化技術得以應用后，要保證設備開關啟閉的自動化控制，同時確保設備相關操作都可以按照事先設定好的程序來自動運行，促進水電站發電機組的運行可靠性。對此應當根據相關標準和水電站實際運行情況，合理確定發電機組數量，選擇性能最佳，符合發電需求的機組。另外，還應當根據系統實際負荷狀況，對機組有功功率和無功功率實現自動調節，如果機組發生故障，還能夠實現備用機組的自動啟動。

3.3提升輔助設備控制效率

電氣自動化技術的實際應用不但改革了過去一直以來的監控工作模式，促進水電站設備的智能化管理，還能夠保證控制系統自動化水平的提升。因此，通常來說，水電站運行管理工作人員借助于測控系統的計算機集成處理，對實際運行管理過程中的問題展開深入全面分析，第一時間對相關問題進行解決，如果水電站運行設備發生故障，監控系統即可及時發出報警，運行管理人員第一時間處理好故障，確保相關設備可以及時恢復正常運行狀態[3]。自動化技術不但能夠有效降低運維人員的工作負擔，同時還可以促進水電站運行管理效率的提升。

3.4增強管理作業人員素質

從現階段的具體情況而言，由于水電站運行管理工作模式不合理，同時自動化技術應用的普及程度不是很高，專業性較強，因此必須要針對水電站運行管理工作人員進行培訓教育，不斷增強其專業素質能力。首先是定期組織學習交流活動，確保各個崗位的工作人員能夠相互溝通，有效交流；其次是針對新上崗工作人員必須對其實施崗前培訓，保證其能夠了解相關規章制度，評價其專業工作能力是否符合崗位需求；再次是定期組織進行專家講座活動，所有運行管理人員必須參與，讓其充分年掌握相關設備的規范操作要求和標準；最后要對管理人員進行輪換培訓，培養更多的復合型人才，進一步優化水電站運行管理工作人員隊伍結構。

4結語

綜上所述，對于水電站運行管理來說，電氣自動化技術的應用能夠有效促進水電站運行效率的提升，借助于電氣自動化技術能夠有效實現自動監控、自動保護以及自動檢測等。如此一來不單單能夠增強水電站相關設備設施的運行穩定性，同時還能夠充分發揮出電氣自動化技術的實效性，真正確保水電站社會和經濟效益的實現。

參考文獻：

[1]葉婉婧.水電站電氣自動化設計及其應用研究[J].黑龍江水利，2016，2（09）：51-53.

[2]吳光順.電氣自動化在水電站中的運用[J].能源與節能，2015（12）：16-17.

[3]孫惠.電氣自動化技術在水電站中的應用[J].機電信息，2014（18）：97-98.