研讨水电站电气工程自动化技术及其应用

郭美达 吕豪 叶碧芳

摘要：改革开放以来，中国社会的各个领域都发生了翻天覆地的变化，科学技术的发展突飞猛进，计算机网络技术也以人们始料未及的速度，迅速走入并影响着人们的生活。在信息技术日新月异的同时，水电站电气自动化技术作为电气信息领域的新兴技术，以先天的优势、扎实的技术水准，为水电站运行与发展提供了强大的技术支持。

关键词：水电站；电气工程；自动化技术

一、自动化技术对水电站工作的促进作用

1.1自动化技术保障水电站系统运行的可靠性与安全性

将自动化技术融入到水电站的运行工作中，能够保障运行工作合理高效的展开，对于运行环节实现高效的监控，并且可使得监控工作是持续化展开的，因此结合实际监控结果得出完整的监测情况报告，能够有效的指导生产。当某一个设备出现故障或者设备在某一具体环节出现问题时，自动化系统会发出相应的警报，或者是结合具体故障实际能够将故障的方位及原因直接指明，这样一来设备控制人员便能够第一时间处理相应的故障，具有针对性，可实现高效工作。利用计算机实现自动监控工作还能代替人工操作、巡检、记录等繁杂劳动，节省人力，有效减少由于人为操作对运行设备的损害。

1.2发挥自动化技术的优势，保障电能质量水平

随着我国经济的飞速发展，人们对电力的需求日益增强，对电能质量的要求也越来越高。恰到好出的应用自动化技术能够有效的提升电能质量。水电站的电能质量有着明确的衡量标准，一般用工频及电压值来衡量，并且工频会直接受到有功功率的干扰，而电压数值则直接受到无功功率的影响。电网负荷状态具有不确定性，对电能质量造成干扰。因此，將电气工程自动化技术应用到其中，便可以精确地对发电机组实现自动调节，这样一来无论是工频还是电压都处于合理的水平，使得电能的质量得以保证。

1.3发挥自动化技术优势，保障整体工作水准

应用自动化技术相比较原来的工作状态，工作效率大大提升了。众所周知，大部分水电站选址相对偏僻，也就是工作地点较为特殊，工作条件相对恶劣。因此人工作业很难有效展开，而自动化技术的融入改变了这一现状，正是由于自动化技术的应用，有效的缓解了这一矛盾，很多操作不需要人工就可以得以实现，减轻了人工负担，降低了成本，从而保障了整体的生产效率。

1.4保障了整体的经济性

正式由于自动化技术的融入，提升了整体的经济性。通过自动化技术完成整个电力系统的自动化控制，能够完成本水电站与上级调度部门的实时数据通讯，实现对运行机组数量的分析，使得设备均能可靠运行，并且结合结果促进整个运行过程不断优化，将会以最低的投入获得最大的收益，同时还减少了人为操作产生的失误情况。

二、电气工程自动化技术在水电站中的具体应用

2.1自动监控技术在水电站中的应用

运用自动监控技术可监控水电站的各项设备设施，目前，主要采用集中监控模式、远程监控模式和总线监控模式。集中监控模式即把水电站所有设备和功能集中于同一个处理器，这种监控模式的优点在于成本较低，缺点在于对处理器性能有较高的要求，且由于集中性高，处理器的处理速度将会大大降低，使其监控实际效用也跟着降低。另外，这种监控模式需要装设多条电缆，电缆如果出现损伤则容易发生相应的安全隐患，从而使自动化系统的可靠性大打折扣。

远程监控模式在我国水电站的应用较为广泛，其通过数个CPU统一运行实现，这种监控模式可防止某一处出现故障而影响整个系统运行，其可使电缆的使用量减少，成本降低。但由于其使用的是CAN总线设计，将影响系统的通讯速度。

现场总线监控模式是借助局域网、以太网、现场总线等计算机网络技术对水电站的运行情况进行监控，其具有成本低和通讯量的优势，各个装置相对独立，可提升系统可靠性。

2.2可编程序控制器在水电站中的应用

可编程序控制器在水电站中的应用主要体现在以下两个方面：

2.2.1PLC在轴流桨式水轮机调速器中的应用

当前我国中低水头电站主要应用轴流转浆式水轮机发电，但水电站水轮机的水头和水位处于动态变化中，可能与设备的固定参数产生一定的差距，导致发电机组无法以最佳状态运行。因此，可使用可编程序控制器（PLC）进行调速，可根据发电机组运行中不同水头、上下游水位、手动协联浆叶和导叶，在获得最佳协联曲线后，借助PLC修改原有协联曲线，确保发电机组在最佳状态下运行。

2.2.2PLC在水库式电站调速器中的应用

水库式电站水头变化范围大，水轮机液压调节器难以保证让机组在额定状态转动，而可编程序控制器可有效解决这一问题，其可实现对水头高度的修改，通过程序的修改，确保机组在额定状态下运转。

2.3自动化控制系统在油气水系统中的应用

水电站建设初期，生产运行基本上需要人为操作控制，人力资源的投入较大。而将自动化技术引入后，可实现对油气水系统的自动化控制，降低手工操作带来的潜在风险，使油气水控制系统的安全性大为提高。电气工程自动化系统可提高油气水控制参数的合理性和准确性，自动检测和控制异常状态，关闭开关设备运行，提高备用管道的安全性，适当延长油泵的使用寿命。

三、结语

综上所述，伴随着时代的发展和进步，我国科学技术水平以及经济水平在迅猛提升，人们的物质生活条件也在不断提升。社会发展的各项事业对于电能的需求量越来越大。这就需要发挥水电站的发电优势，努力提升自身的工作效率，减少成本支持，充分利用电气工程自动化技术，积极采用新工艺、新技术、新产品，不断完善优化自动化系统，并且对水电站的自动化系统做好相应的检查，及时发现问题，以最快的速度准确的解决各类问题，保障水电站自动化系统处于正常的运行状态，提升工作效率。

参考文献：

[1]杨俊，赵欢欢.浅谈水电站电气工程自动化技术及其应用[J].科技创新与应用，2016，04：218.

[2]李珏，张美义，蒋鲲鹏.电气自动化系统在水电站工程中的应用[J].通讯世界，2015，20：166-167.

（作者单位：国网新源水电有限公司新安江水力发电厂）