浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新

2021-03-16蔡杰琛

电气技术与经济 2021年1期

蔡杰琛

（南靖县船场溪三级水利发电厂）

0 引言

经济水平的快速增长，也带来了人们日常需求的增加，当前多数水电站发电已开始重视环境与能源的保护工作。部分水电站在实际开展运行时，仍存有较多问题，如技术落后、运行效率不高等，管理人员引入电气自动化技术，并设置专业化管理体系，有效完善水电站发电的正常运行，改进其经济效益。

1 水电站发电中采用电气自动化技术的必要性

一方面，运用电气自动化技术进行水电站发电可有效改善运行效率，在应用电气自动化技术的过程中，由于该技术巧妙替代了旧式人工技术，降低了工作人员的参与度，缩减并精编了水电站中的工作人员，使工作环境与氛围得到一定的改善、加强，优化了水电站的管理工作。当工作人员直接参与的频次降低以后，会减少较多过去常见的操作问题，如操作态度、技术人员的操作水平等，使水电站发电中的相关设备更为平稳地运行，水电站工作质量也会达到相应标准。

另一方面，运用电子自动化技术还能为水电站发电系统的运行创造较大效益，通常来讲，自动化技术蕴含着互联网技术，进而开展操作、控制等一系列工作，当水电站无人看管时也不会影响其正常运行，有效提高其运行效率，降低运行成本，则水电站发电整体工程的经济效益也会出现质的改善。此外，在改善水电站运行的过程中，其发电机组的工作效果与效率极为关键，需得到适时提升。借助电气自动化技术能对电网的具体情况实行精准、科学的分析，并及时开展相关工作，可得到准确的电能负荷数，使发电机组的应用型号与数量更为科学，其运行时的状态也能达到最佳，水电站在投入降低的情况下，其电量生产数还能获得提升，其运行条件更为宽泛，经济效益也获得极大增长［1］。

2 电气自动化技术在水电站发电中的实际应用

2.1 实行自动化检测

在水电站发电的过程中应用自动化设备可有效开展自动化检测，使水电站的运行始终维持在一个较好的状态中，因而技术支撑极为关键。部分水电站在与自动化技术融合时，应严格计算二者的融合参数，并将该数据放置到施工图纸中，便于施工阶段开始的连接工作。为保障水电站内的设备质量，技术人员可采用电气自动化技术与其衍生的相关产品，经自动检测后，能有效保障其安全性与质量。待数据检测工作完成后，需准确记录设备中的各项参数与工作情况，而针对电频、电压等参数仍要进行适时监测，维护相关设备的稳定运行。当水电站发电在开展工作时出现问题，相关设备需发现并找到问题，确定问题产生的原因后，实行科学的方法妥善处置，增强水电站运行的工作性与安全性。

2.2 开展自动化控制

若想使水电站发电工作完成自动化，需采用自动化控制，进而降低人员需求，工作人员应严格设置操作程序，并将其置到自动化系统内部，当相关设备在运行时出现问题后，其自动化控制程序能在分析以后进行科学处理，降低工作误差的同时，还能防止出现过量的能源消耗，使水电站发电工作更为稳定地开展，其正常供电也可获得保证。比如，某水电站采用电动阀门，如图1所示，为保障发电安全采用了自动化控制，在其油压系统与调速系统的共同作用下，工作人员借助工作中的发电设备找到了诸多工作指标与参数，并将其置入到自动化控制系统中，采用科学方法进行运行维护与管理，在降低人员使用的同时，提高工作效率与效益。

图1 水电站发电的自动化控制

2.3 自动化操作

水电站发电系统在运行后，应及时开展自动化操作的工作程序，实时检测水电站中设备的工作情况与参数等，适时监测水口闸门，以确保其安全性。若设备处在关停状态，利用电气自动化技术中的相关程序同样可开展自动化操作。在水电站进行发电的过程中，应用自动化技术可使其发展趋势更加现代化，改善其工作质量，使供电安全得到应有的保障［2］。比如，某水电站对其发电设备进行实时监测，为确保数据的准确性，其采用了自动化操作，如图2所示，利用现代通讯设备，准确测出了相关参数，把所有参数输入计算机，通过远程自动控制系统，实现了远程操作（远程一键自动开机、一键自动停机、远程就地微机同期并网、远程就地调整有功和无功）、远程保护（当电站电力系统发生故障时，自动化系统能自动识别故障点，自动地、迅速地、有选择性地将故障设备从电力系统中切除，使故障设备免遭更严重损坏，并迅速上传到网上进行远程报警，通知工作人员及时到现场处理故障。）、远程测量、远程信号，同时配合一套完整的远程监控视频，通过摄像头把各个巡视点集中反馈到视频中，真正实现了在无人值守的情况下确保机电设备的正常运行。

图2 自动化操作控制

2.4 采取自动化保护

针对水电站发电时的自动化保护，其一，若机组受到的损害较小，则并不会影响到正常的运行工作。比如当温度超限、油面出现异常或冷却水中断时，系统会触发自动化警报，也会主动发挥作用，工作人员需实时监视，并实行较科学的方式采取保护。其二，水电站发电若遇紧急情况，自动化保护系统能立即停机并跳开断路器，还可将事故中的配压阀或进水闸门中的机组关闭，进而有效防止压力铜管爆破或调速器失灵等问题。其三，当机组内部的压油装置与推力轴承油温、油面产生油压异常的情况时，会给设备带来不良影响，自动化保护设备为实现停机，能有效将断路器跳开。

3 电气自动化技术在水电站发电中的创新实践

3.1 发展监控模式

水电站发电系统的管理者可实行科学的监控模式，首先，由于水电站的运行规模较大，进而实行远程监控。运用远程监控可有效扩大覆盖面积，避免项目的遗漏，比如，某水电站在实行远程控制时，借助电话线可衍生出多类模块，如镜头、云台等，对其运行实行全面监控，可在较短的时间里发现运行问题，并找到引发故障的实际位置，进而有效解决运行问题。其次，为使工作中的水电站显示整体性，可使用现场总线监控模式，利用该方式有助于减少部分设备的使用数量，使监控系统中的传输效果与效率得到明显提升。基于该模式的独立性较强，应用此方式能增强水电站运行的可靠性。最后，若想监测水电站中的所有工作内容，技术人员需采用集中监控法，但在监控过程中，由于检测的内容较多，会使其压力始终处在高负荷状态，不利于运行的稳定，降低监控效率［3］。

3.2 改进电力运作

管理人员还可改进电力运作，水电站在运行各个机组时，其电压值极为重要，其数值应始终保持在标准范围中，利用电气自动化技术可对其进行实时监控和检测。在检测过程中，其自动化系统会将测出的信息反馈到信息平台中，并顺利维护其运行。此外，电能质量也可通过自动化技术实行全面优化，适时调整电网运行的功率比，使无功功率与有功功率间的数值达到平衡，使发电工作变得愈发稳定。

3.3 设立电气管理系统

第一，部分水电站发电厂会建设在较遥远的区域，会影响工作人员正常工作的开展，无形中增加工程成本。由于工作环境较差，会严重影响到人员的工作积极性，在实行电气自动化后，由于降低了人力，提升了工作效率，在开展工作时，应增加技术培训的投入，无论是电气自动化技术的应用与创新，还是监控系统的选择都需工作人员进行科学判断，工作人员需提高技术能力，在降低工作强度的同时，改善工作质量。第二，水电站内部管理者应设立严格的电气管理系统，并设置多个部门，将工作责任分派到每个部门中，使其权责分明，避免发生权责混乱、工作职能交叉的不良现象。在进行发电的过程中，工作人员需提升安全意识，进而有效维护水电站发电阶段的正常运行。