试论机电一体化技术在水电站的应用

刘杨青

吉安市白云山水利水电中心（343062）

0 前言

机电一体化技术在水电站中的应用主要在于机组测量与自动控制方面。将机电一体化技术应用于水电站中，可以实现对水电站的远程控制，使工作人员随时了解和掌握水电站运行情况，并在机电一体化技术的应用下，使水电能源能够得到合理的开发和运用，为人们提供更好的电力供应服务。

1 机电一体化概述

机电一体化是电子技术与机械设备相结合所衍生出的名称，其中细化分属有多个现代化技术类别，将这些技术融合起来就构成了机电一体化技术。由此也可以看出，此项技术也具有一定的系统性。机电一体化技术主要应用于机械设备中，不论是生产机械设备，还是作业化设备，都可以对机械设备信息进行有效的处理及性能方面的控制，使机械设备可以实现真正的智能化，提高工作效率和质量。目前，在我国经济发展中，机电一体化已经应用广泛，并也需求更多的机电一体化人才，因此为了迎合我国经济发展需求，很多高校专门设立了机电一体化专业和课程，为机电一体化行业培养了更多的人才，进而促进我国经济的进一步发展。目前，将机电一体化应用于各个行业和领域中，都取得了一定的成效，在水电站中的应用效果尤为突出。机电一体化技术的应用在不仅提高了电力企业的管理质量和水平，而且还使我国水电事业得到了前所未有的发展。因此，水电站相关部门还应将机电一体化应用重视起来，并对其应用给予深入分析与研究，扩大应用范围，使机电一体化技术作用可以被完全挖掘出来，并被充分利用[1]。

2 水电站机电一体化应用的位置

2.1 测控系统

2.1.1 水文水系统监测

此系统主要由三个部分组成，分别是水文监测、技术供排水和消防用水。水文监测利用安装于水电站上下游的投入式液位计测量水位，在通过液位变送器传达于控制室，同样利用压差变送器，按一定的原理测量出上下游水位的净高差，一并传于控制室。技术供排水测控是利用机组运行的排水系统进行测控，压力由管道上的电接压力表控制，流量由管道式流量测控仪测量并控制，二者所获取的数据最终都会通过变送器传于控制室，并由控制值班人员通过对获取数据分析，判断出机组水系统是否处于正常运行的状态。渗漏排水测控系统主要由两个部分组成，分别是集水井液位变化测控系统和水泵自动起停控制系统。前者主要采用多接点浮球水位测量仪，根据测量仪器起伏位置，发出不同的信号传至水泵起停控制系统，通过系统的全面分析，判断是否启动、关闭或停止水泵。消防系统主要包括气体和水消防，根据不同指示启用消防报警系统，进而控制水泵的状态[2]。

2.1.2 机组运行状态监控

此监控主要包括机组各部分的轴承温度、冷却油温、冷却油槽油位、机组转速，通过对机组和油温的实时监测，自控系统实时温度与整定温度分析得到结果。如果达到整定报警温度时就会通过系统启动报警，将故障问题及时传达于监控值班人员。如果已经超过整定报警温度，将会直接停机。冷却油槽油位是通过油位计上的电子接点检测油位位置的，主要检测油位是否在规定范围内，如果与规定范围存有一定的偏差，就要及时给予适当调整。自动检测系统也会发出油位异常警报，提醒工作人员及时查看，避免影响其他工作的正常进行。通过机组上的旋转转速测量仪器来对转速进行有效控制，当转速上升使PLC微机调换器不能够在达到额定转速并及时调整转速时，PLC微机就会直接进行停机处理，使机组可以保持在安全的范围内。

2.1.3 压缩空气系统自动控制

空气系统主要是给机组各部分提供压缩空气，进而来稳定机组的正常运行所需的压力。电场中主要安装空气压缩机、储气罐和相应的自动控制系统，在储气罐上同样安装有压力变送器和电接点压力表，自动控制系统的运行主要就是根据两者来确定是否启动压缩空气机，通过对实时压力与启动压力比较来对压缩及进行有效的控制。

2.2 PLC微机调速系统的自动控制功能

PLC微机调速系统在水电站中主要就是起到自动控制的作用，当然也是机电一体化技术在水电站中应用的最多的系统，此系统是多种技术的融合体现，可以使水电站得到有效的控制。因此，在水电站工作中，PLC微机调速系统也缓解了工作人员的不少压力，并频繁在电网的调峰调频机组中使用。由此可以看出，PLC微机调速系统自身应拥有大量的绝对化优势，如高度的灵敏性及连续性等。PLC微机调速器装有电子测控装置，可以对电机实时频率等方面命令，使机械液压装置带动导水机构状态，通过调整水轮机导水叶开度达到调速的目的。与此同时，将液压装置导杆位置数据传于PLC微机调速器中，再将反馈得到的数据与机组转速、功率与导叶开度曲线判断调节位置与电子监控装置测得的频率是否一致，下调命令能否下达[3]。

3 机电一体化技术在水电站中的作用

机电一体化技术在水电站中的应用实现了水电站无人值班的状态，也使水电系统得到了进一步的优化，提高了各个机组的运行效率，使水资源达到了高效的利用，为人们提供更优质的供电服务。在水电站运行当中，要根据不同的情况设置不同的机组运行数量，使机组运行科学合理而又有效，发挥出自身更大的作用。将机电一体化技术应用于水电站中，也是水电站控制更为自动化、智能化，为水电站管理部门降低了人力资源成本，也使水电站工作更加的简单便利，可以节省大量的劳动力，帮助工作人员减轻工作量，使工作人员在工作之余可以努力提升自身专业素质和能力。另外，机电一体化技术还可以改善工作人员的工作环境，提高水电站工作效率。

4 水电站机电一体化集成

水电站的机电一体化技术，可使水电站始终保持安全平稳的状态运行，水电站各系统间彼此独立又互相关联，互相配合，实现了无人控制的自动化状态。当水电站某个系统出现故障时，在系统自动识别和控制的基础上，可以根据仪器状态、获取数据等进行综合分析，从而对某个系统对应的设备进行有效的控制。同时系统也会将故障信息传至工作人员，使工作人员也可以作出准确的判断，并制订相应的解决措施，保证水电站的正常运行。各大系统都有本身的优势和独特的作用，通过中央控制室集成在一起，这样虽然各项系统互相独立，但是却可以形成互相监督，为水电站稳定安全运行奠定良好的基础。系统为水电站提供了有效的监测与自动控制保障，可以避免一个系统出现问题整个系统全部受牵连的现象发生，避免给水电站造成不必要的经济损失，给人们的日常生活带来严重的影响[4]。

5 结语

机电一体化技术在水电站中的应用获取了很多的益处，使水电站整体运行系统得到了很大程度上的优化，实现了水电站在无人值守情况下的正常运行。目前，新型技术不断涌现，这不仅弥补了传统技术上的不足，而且对水电站自动化、智能化起到了推动的作用。通过上述对机电一体化技术在水电站中的应用分析可以看出，机电一体化技术在水电站中的应用有着重要的意义，为水电站指明了发展方向，使各个运行系统实现集成化的同时也可以使机电一体化技术在其中能够发挥出巨大作用和优势，高度迎合我国资源可持续性发展战略，使水资源能够得到高效运用。目前，互联网技术发展迅速，这在一定程度上对水电站发展有着十分重要的意义，所以，为了使机电一体化技术在水电站中的应用可以长久发展下去，就必须对机电一体化技术在水电站中的应用进行深入分析与探究，切实将机电一体化技术应用于水电站各项系统中，进而为社会提供更好的供电服务，满足现阶段人们用电需求，推动我国社会经济的快速发展。