淺談電氣自動化技術(shù)在水電站發(fā)電中的應(yīng)用與創(chuàng)新

蔡杰琛

（南靖縣船場溪三級水利發(fā)電廠）

0 引言

經(jīng)濟(jì)水平的快速增長，也帶來了人們?nèi)粘Ｐ枨蟮脑黾樱?dāng)前多數(shù)水電站發(fā)電已開始重視環(huán)境與能源的保護(hù)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(shù)落后、運行效率不高等，管理人員引入電氣自動化技術(shù)，并設(shè)置專業(yè)化管理體系，有效完善水電站發(fā)電的正常運行，改進(jìn)其經(jīng)濟(jì)效益。

1 水電站發(fā)電中采用電氣自動化技術(shù)的必要性

一方面，運用電氣自動化技術(shù)進(jìn)行水電站發(fā)電可有效改善運行效率，在應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的過程中，由于該技術(shù)巧妙替代了舊式人工技術(shù)，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(huán)境與氛圍得到一定的改善、加強(qiáng)，優(yōu)化了水電站的管理工作。當(dāng)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(tài)度、技術(shù)人員的操作水平等，使水電站發(fā)電中的相關(guān)設(shè)備更為平穩(wěn)地運行，水電站工作質(zhì)量也會達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

另一方面，運用電子自動化技術(shù)還能為水電站發(fā)電系統(tǒng)的運行創(chuàng)造較大效益，通常來講，自動化技術(shù)蘊含著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)而開展操作、控制等一系列工作，當(dāng)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(fā)電整體工程的經(jīng)濟(jì)效益也會出現(xiàn)質(zhì)的改善。此外，在改善水電站運行的過程中，其發(fā)電機(jī)組的工作效果與效率極為關(guān)鍵，需得到適時提升。借助電氣自動化技術(shù)能對電網(wǎng)的具體情況實行精準(zhǔn)、科學(xué)的分析，并及時開展相關(guān)工作，可得到準(zhǔn)確的電能負(fù)荷數(shù)，使發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用型號與數(shù)量更為科學(xué)，其運行時的狀態(tài)也能達(dá)到最佳，水電站在投入降低的情況下，其電量生產(chǎn)數(shù)還能獲得提升，其運行條件更為寬泛，經(jīng)濟(jì)效益也獲得極大增長［1］。

2 電氣自動化技術(shù)在水電站發(fā)電中的實際應(yīng)用

2.1 實行自動化檢測

在水電站發(fā)電的過程中應(yīng)用自動化設(shè)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(tài)中，因而技術(shù)支撐極為關(guān)鍵。部分水電站在與自動化技術(shù)融合時，應(yīng)嚴(yán)格計算二者的融合參數(shù)，并將該數(shù)據(jù)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(nèi)的設(shè)備質(zhì)量，技術(shù)人員可采用電氣自動化技術(shù)與其衍生的相關(guān)產(chǎn)品，經(jīng)自動檢測后，能有效保障其安全性與質(zhì)量。待數(shù)據(jù)檢測工作完成后，需準(zhǔn)確記錄設(shè)備中的各項參數(shù)與工作情況，而針對電頻、電壓等參數(shù)仍要進(jìn)行適時監(jiān)測，維護(hù)相關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定運行。當(dāng)水電站發(fā)電在開展工作時出現(xiàn)問題，相關(guān)設(shè)備需發(fā)現(xiàn)并找到問題，確定問題產(chǎn)生的原因后，實行科學(xué)的方法妥善處置，增強(qiáng)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(fā)電工作完成自動化，需采用自動化控制，進(jìn)而降低人員需求，工作人員應(yīng)嚴(yán)格設(shè)置操作程序，并將其置到自動化系統(tǒng)內(nèi)部，當(dāng)相關(guān)設(shè)備在運行時出現(xiàn)問題后，其自動化控制程序能在分析以后進(jìn)行科學(xué)處理，降低工作誤差的同時，還能防止出現(xiàn)過量的能源消耗，使水電站發(fā)電工作更為穩(wěn)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(fā)電安全采用了自動化控制，在其油壓系統(tǒng)與調(diào)速系統(tǒng)的共同作用下，工作人員借助工作中的發(fā)電設(shè)備找到了諸多工作指標(biāo)與參數(shù)，并將其置入到自動化控制系統(tǒng)中，采用科學(xué)方法進(jìn)行運行維護(hù)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(fā)電的自動化控制

2.3 自動化操作

水電站發(fā)電系統(tǒng)在運行后，應(yīng)及時開展自動化操作的工作程序，實時檢測水電站中設(shè)備的工作情況與參數(shù)等，適時監(jiān)測水口閘門，以確保其安全性。若設(shè)備處在關(guān)停狀態(tài)，利用電氣自動化技術(shù)中的相關(guān)程序同樣可開展自動化操作。在水電站進(jìn)行發(fā)電的過程中，應(yīng)用自動化技術(shù)可使其發(fā)展趨勢更加現(xiàn)代化，改善其工作質(zhì)量，使供電安全得到應(yīng)有的保障［2］。比如，某水電站對其發(fā)電設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測，為確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，其采用了自動化操作，如圖2所示，利用現(xiàn)代通訊設(shè)備，準(zhǔn)確測出了相關(guān)參數(shù)，把所有參數(shù)輸入計算機(jī)，通過遠(yuǎn)程自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作（遠(yuǎn)程一鍵自動開機(jī)、一鍵自動停機(jī)、遠(yuǎn)程就地微機(jī)同期并網(wǎng)、遠(yuǎn)程就地調(diào)整有功和無功）、遠(yuǎn)程保護(hù)（當(dāng)電站電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動化系統(tǒng)能自動識別故障點，自動地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，使故障設(shè)備免遭更嚴(yán)重?fù)p壞，并迅速上傳到網(wǎng)上進(jìn)行遠(yuǎn)程報警，通知工作人員及時到現(xiàn)場處理故障。）、遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程信號，同時配合一套完整的遠(yuǎn)程監(jiān)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(xiàn)了在無人值守的情況下確保機(jī)電設(shè)備的正常運行。

圖2 自動化操作控制

2.4 采取自動化保護(hù)

針對水電站發(fā)電時的自動化保護(hù)，其一，若機(jī)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(dāng)溫度超限、油面出現(xiàn)異常或冷卻水中斷時，系統(tǒng)會觸發(fā)自動化警報，也會主動發(fā)揮作用，工作人員需實時監(jiān)視，并實行較科學(xué)的方式采取保護(hù)。其二，水電站發(fā)電若遇緊急情況，自動化保護(hù)系統(tǒng)能立即停機(jī)并跳開斷路器，還可將事故中的配壓閥或進(jìn)水閘門中的機(jī)組關(guān)閉，進(jìn)而有效防止壓力銅管爆破或調(diào)速器失靈等問題。其三，當(dāng)機(jī)組內(nèi)部的壓油裝置與推力軸承油溫、油面產(chǎn)生油壓異常的情況時，會給設(shè)備帶來不良影響，自動化保護(hù)設(shè)備為實現(xiàn)停機(jī)，能有效將斷路器跳開。

3 電氣自動化技術(shù)在水電站發(fā)電中的創(chuàng)新實踐

3.1 發(fā)展監(jiān)控模式

水電站發(fā)電系統(tǒng)的管理者可實行科學(xué)的監(jiān)控模式，首先，由于水電站的運行規(guī)模較大，進(jìn)而實行遠(yuǎn)程監(jiān)控。運用遠(yuǎn)程監(jiān)控可有效擴(kuò)大覆蓋面積，避免項目的遺漏，比如，某水電站在實行遠(yuǎn)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(jiān)控，可在較短的時間里發(fā)現(xiàn)運行問題，并找到引發(fā)故障的實際位置，進(jìn)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(xiàn)場總線監(jiān)控模式，利用該方式有助于減少部分設(shè)備的使用數(shù)量，使監(jiān)控系統(tǒng)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(qiáng)，應(yīng)用此方式能增強(qiáng)水電站運行的可靠性。最后，若想監(jiān)測水電站中的所有工作內(nèi)容，技術(shù)人員需采用集中監(jiān)控法，但在監(jiān)控過程中，由于檢測的內(nèi)容較多，會使其壓力始終處在高負(fù)荷狀態(tài)，不利于運行的穩(wěn)定，降低監(jiān)控效率［3］。

3.2 改進(jìn)電力運作

管理人員還可改進(jìn)電力運作，水電站在運行各個機(jī)組時，其電壓值極為重要，其數(shù)值應(yīng)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍中，利用電氣自動化技術(shù)可對其進(jìn)行實時監(jiān)控和檢測。在檢測過程中，其自動化系統(tǒng)會將測出的信息反饋到信息平臺中，并順利維護(hù)其運行。此外，電能質(zhì)量也可通過自動化技術(shù)實行全面優(yōu)化，適時調(diào)整電網(wǎng)運行的功率比，使無功功率與有功功率間的數(shù)值達(dá)到平衡，使發(fā)電工作變得愈發(fā)穩(wěn)定。

3.3 設(shè)立電氣管理系統(tǒng)

第一，部分水電站發(fā)電廠會建設(shè)在較遙遠(yuǎn)的區(qū)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(huán)境較差，會嚴(yán)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(yīng)增加技術(shù)培訓(xùn)的投入，無論是電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，還是監(jiān)控系統(tǒng)的選擇都需工作人員進(jìn)行科學(xué)判斷，工作人員需提高技術(shù)能力，在降低工作強(qiáng)度的同時，改善工作質(zhì)量。第二，水電站內(nèi)部管理者應(yīng)設(shè)立嚴(yán)格的電氣管理系統(tǒng)，并設(shè)置多個部門，將工作責(zé)任分派到每個部門中，使其權(quán)責(zé)分明，避免發(fā)生權(quán)責(zé)混亂、工作職能交叉的不良現(xiàn)象。在進(jìn)行發(fā)電的過程中，工作人員需提升安全意識，進(jìn)而有效維護(hù)水電站發(fā)電階段的正常運行。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著對電氣自動化技術(shù)的重視與應(yīng)用，水電站的運行已變得愈加平穩(wěn)與可靠，促進(jìn)其正常發(fā)展。為使電氣自動化技術(shù)的運用更為純熟，管理者需在水電站的發(fā)電系統(tǒng)中設(shè)置較科學(xué)的管理體系，使其更為穩(wěn)定地發(fā)電與運行，促進(jìn)該行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。