淺談電氣自動化技術在水電站發電中的應用與創新

蔡杰琛

（南靖縣船場溪三級水利發電廠）

0 引言

經濟水平的快速增長，也帶來了人們日常需求的增加，當前多數水電站發電已開始重視環境與能源的保護工作。部分水電站在實際開展運行時，仍存有較多問題，如技術落后、運行效率不高等，管理人員引入電氣自動化技術，并設置專業化管理體系，有效完善水電站發電的正常運行，改進其經濟效益。

1 水電站發電中采用電氣自動化技術的必要性

一方面，運用電氣自動化技術進行水電站發電可有效改善運行效率，在應用電氣自動化技術的過程中，由于該技術巧妙替代了舊式人工技術，降低了工作人員的參與度，縮減并精編了水電站中的工作人員，使工作環境與氛圍得到一定的改善、加強，優化了水電站的管理工作。當工作人員直接參與的頻次降低以后，會減少較多過去常見的操作問題，如操作態度、技術人員的操作水平等，使水電站發電中的相關設備更為平穩地運行，水電站工作質量也會達到相應標準。

另一方面，運用電子自動化技術還能為水電站發電系統的運行創造較大效益，通常來講，自動化技術蘊含著互聯網技術，進而開展操作、控制等一系列工作，當水電站無人看管時也不會影響其正常運行，有效提高其運行效率，降低運行成本，則水電站發電整體工程的經濟效益也會出現質的改善。此外，在改善水電站運行的過程中，其發電機組的工作效果與效率極為關鍵，需得到適時提升。借助電氣自動化技術能對電網的具體情況實行精準、科學的分析，并及時開展相關工作，可得到準確的電能負荷數，使發電機組的應用型號與數量更為科學，其運行時的狀態也能達到最佳，水電站在投入降低的情況下，其電量生產數還能獲得提升，其運行條件更為寬泛，經濟效益也獲得極大增長［1］。

2 電氣自動化技術在水電站發電中的實際應用

2.1 實行自動化檢測

在水電站發電的過程中應用自動化設備可有效開展自動化檢測，使水電站的運行始終維持在一個較好的狀態中，因而技術支撐極為關鍵。部分水電站在與自動化技術融合時，應嚴格計算二者的融合參數，并將該數據放置到施工圖紙中，便于施工階段開始的連接工作。為保障水電站內的設備質量，技術人員可采用電氣自動化技術與其衍生的相關產品，經自動檢測后，能有效保障其安全性與質量。待數據檢測工作完成后，需準確記錄設備中的各項參數與工作情況，而針對電頻、電壓等參數仍要進行適時監測，維護相關設備的穩定運行。當水電站發電在開展工作時出現問題，相關設備需發現并找到問題，確定問題產生的原因后，實行科學的方法妥善處置，增強水電站運行的工作性與安全性。

2.2 開展自動化控制

若想使水電站發電工作完成自動化，需采用自動化控制，進而降低人員需求，工作人員應嚴格設置操作程序，并將其置到自動化系統內部，當相關設備在運行時出現問題后，其自動化控制程序能在分析以后進行科學處理，降低工作誤差的同時，還能防止出現過量的能源消耗，使水電站發電工作更為穩定地開展，其正常供電也可獲得保證。比如，某水電站采用電動閥門，如圖1所示，為保障發電安全采用了自動化控制，在其油壓系統與調速系統的共同作用下，工作人員借助工作中的發電設備找到了諸多工作指標與參數，并將其置入到自動化控制系統中，采用科學方法進行運行維護與管理，在降低人員使用的同時，提高工作效率與效益。

圖1 水電站發電的自動化控制

2.3 自動化操作

水電站發電系統在運行后，應及時開展自動化操作的工作程序，實時檢測水電站中設備的工作情況與參數等，適時監測水口閘門，以確保其安全性。若設備處在關停狀態，利用電氣自動化技術中的相關程序同樣可開展自動化操作。在水電站進行發電的過程中，應用自動化技術可使其發展趨勢更加現代化，改善其工作質量，使供電安全得到應有的保障［2］。比如，某水電站對其發電設備進行實時監測，為確保數據的準確性，其采用了自動化操作，如圖2所示，利用現代通訊設備，準確測出了相關參數，把所有參數輸入計算機，通過遠程自動控制系統，實現了遠程操作（遠程一鍵自動開機、一鍵自動停機、遠程就地微機同期并網、遠程就地調整有功和無功）、遠程保護（當電站電力系統發生故障時，自動化系統能自動識別故障點，自動地、迅速地、有選擇性地將故障設備從電力系統中切除，使故障設備免遭更嚴重損壞，并迅速上傳到網上進行遠程報警，通知工作人員及時到現場處理故障。）、遠程測量、遠程信號，同時配合一套完整的遠程監控視頻，通過攝像頭把各個巡視點集中反饋到視頻中，真正實現了在無人值守的情況下確保機電設備的正常運行。

圖2 自動化操作控制

2.4 采取自動化保護

針對水電站發電時的自動化保護，其一，若機組受到的損害較小，則并不會影響到正常的運行工作。比如當溫度超限、油面出現異常或冷卻水中斷時，系統會觸發自動化警報，也會主動發揮作用，工作人員需實時監視，并實行較科學的方式采取保護。其二，水電站發電若遇緊急情況，自動化保護系統能立即停機并跳開斷路器，還可將事故中的配壓閥或進水閘門中的機組關閉，進而有效防止壓力銅管爆破或調速器失靈等問題。其三，當機組內部的壓油裝置與推力軸承油溫、油面產生油壓異常的情況時，會給設備帶來不良影響，自動化保護設備為實現停機，能有效將斷路器跳開。

3 電氣自動化技術在水電站發電中的創新實踐

3.1 發展監控模式

水電站發電系統的管理者可實行科學的監控模式，首先，由于水電站的運行規模較大，進而實行遠程監控。運用遠程監控可有效擴大覆蓋面積，避免項目的遺漏，比如，某水電站在實行遠程控制時，借助電話線可衍生出多類模塊，如鏡頭、云臺等，對其運行實行全面監控，可在較短的時間里發現運行問題，并找到引發故障的實際位置，進而有效解決運行問題。其次，為使工作中的水電站顯示整體性，可使用現場總線監控模式，利用該方式有助于減少部分設備的使用數量，使監控系統中的傳輸效果與效率得到明顯提升。基于該模式的獨立性較強，應用此方式能增強水電站運行的可靠性。最后，若想監測水電站中的所有工作內容，技術人員需采用集中監控法，但在監控過程中，由于檢測的內容較多，會使其壓力始終處在高負荷狀態，不利于運行的穩定，降低監控效率［3］。

3.2 改進電力運作

管理人員還可改進電力運作，水電站在運行各個機組時，其電壓值極為重要，其數值應始終保持在標準范圍中，利用電氣自動化技術可對其進行實時監控和檢測。在檢測過程中，其自動化系統會將測出的信息反饋到信息平臺中，并順利維護其運行。此外，電能質量也可通過自動化技術實行全面優化，適時調整電網運行的功率比，使無功功率與有功功率間的數值達到平衡，使發電工作變得愈發穩定。

3.3 設立電氣管理系統

第一，部分水電站發電廠會建設在較遙遠的區域，會影響工作人員正常工作的開展，無形中增加工程成本。由于工作環境較差，會嚴重影響到人員的工作積極性，在實行電氣自動化后，由于降低了人力，提升了工作效率，在開展工作時，應增加技術培訓的投入，無論是電氣自動化技術的應用與創新，還是監控系統的選擇都需工作人員進行科學判斷，工作人員需提高技術能力，在降低工作強度的同時，改善工作質量。第二，水電站內部管理者應設立嚴格的電氣管理系統，并設置多個部門，將工作責任分派到每個部門中，使其權責分明，避免發生權責混亂、工作職能交叉的不良現象。在進行發電的過程中，工作人員需提升安全意識，進而有效維護水電站發電階段的正常運行。

4 結束語

綜上所述，隨著對電氣自動化技術的重視與應用，水電站的運行已變得愈加平穩與可靠，促進其正常發展。為使電氣自動化技術的運用更為純熟，管理者需在水電站的發電系統中設置較科學的管理體系，使其更為穩定地發電與運行，促進該行業整體經濟效益。