自动化技术在水电站电气工程中的运用与展望

陈永崇

甘肃电投炳灵水电开发有限责任公司，甘肃 临夏 731600

0 引言

水电站对我国社会发展有重要的作用，在项目建设期间使用电气工程自动化技术改善发电装置，可以提高装置自动化运行水平。利用自动化技术完成水电站自动化建设任务，在无人操作的情况下，系统会按照程序自动运行完成发电的操作。在系统运行期间，可以提高水电站运行效率，还可以规避以往由人为操作引发的问题。在水电站自动化建设期间，应该选择科学的手段，以提高电力整体质量。

1 自动化技术应用在水电站电气工程的作用

1.1 提高水电站电能质量

在水电站运行期间，通过做功判断水电站运行效果。关注水电站做功情况，分析电能是否达到质量要求，确定水电站运行状况。为了提高输出电流和电压的稳定性，应该保障输出功率达到要求，然而使用人工操作的方法难以使水电站电流、电压在较长的一段时间均维持稳定状态。如果使用以往人力操控的方式，会降低水电站运行阶段电流与电压的精准度，在电能质量控制方面存在较大难度。为此，使用自动化技术建立相应的系统，自动控制水电站，加强水电站对电压与电流的控制力度。在水电站运行期间，如果出现突发情况，自动化系统可以准确、快速地采取应对措施，提高电流电压运行的稳定性，从而保证电能质量[1]。

1.2 提高水电站运行的稳定性

在水电站运行期间技术人员全过程监测水电站运行情况，使用自动化技术可以提高工作效率，并能及时解决水电站存在的运行问题，快速采取处理手段，提高水电站电气工程运行的稳定性和安全性。利用技术监测水电站运行情况，解决水电站在运行阶段遇到的问题，可以降低风险，减少维修成本，提高水电站运行的稳定性。

1.3 提高水电站生产效率

水电站一般会设置在山区或远离人群的偏僻位置。由于地理环境的特殊性，使材料在运输与控制方面均存在不少的难度，材料的运输与管理成本也随之上涨。而且在偏远地区工作人员的住宿环境与工作条件均无法得到保障，使用自动化技术则可以实现远程控制，由此减少工作对人员的需求量。利用自动化技术还可以提高水电站的生产效率，只需要输入工程设备的关键信息，便可通过网络进行实时监控，掌握水电站设备运行情况，通过科学的控制方法，提高水电站的生产效益[2]。

将自动化技术应用到水电站中，使用数据技术收集水电站各类设备的运行信息，研究水电站负载情况，利用分析结果调度控制，可以提高水动力利用的合理性，减少不必要能源的消耗，在完成工作任务的同时，将能源控制在最低水平，从而取得良好的经济效益。

2 自动化技术在水电站电气工程中的应用

2.1 涡轮螺旋桨调速

水电站中拥有各种轴流转浆式水轮机，通过技术手段可以完成相应设备的安装工作，提高相关工作的协调性，使用自动化技术可以提高工作效率，在一定程度上提高水轮机运行效果。当水电站水轮机的水位与水头出现一定的变化，应收集各类参数并进行动态调整，使用自动化技术在可编程控制器作用下进行控制。可编程控制器应用到水轮机控制工作中，可以结合水轮机的运行情况，利用各类操作指令完成逻辑运算与信息处理方面的工作，由此对速度进行合理合规的控制。例如，在调节水轮机速度时，对于下游水位变化的情况，重新组合叶片，使组合曲线达到最佳值，由此确保水轮机涡轮旋转桨处于最佳的运行状态[3]。

2.2 油、水、气控制

在水电站日常工作控制方面，使用自动化技术可以提高控制工作的便捷性，在生产阶段进行自动化控制，可以提高生产效能。在水电站电气工程中对油、水、气等系统进行控制异常关键，相应工作的执行情况将会直接关乎电气工程运转的稳定性与可靠性。在油、水、气等系统运行中，需要使用自动化技术进行控制，还应明确工作要点，定期检查油泵等设备，查看泵组的运行情况。通过合理的调配使其处于稳定的运转状态，由此延长油泵的使用寿命，提高其运行效率。在智能化技术应用到油、水、气系统后，需要加强对工作细节的把控程度，确定各项工作的开展状况，严格按照要求开展工作，确保工作达到管控要求。

2.3 水库式电站调速

水库式水电站由于水头运转在较大工作区域出现大幅度波动，无法保证水轮机液压调节装置处于稳定状态，会对水电站的供电工作造成不小的影响，不仅会降低供电质量，还会影响其运行速度。在水库式电站调速器中配置可编程控制器，从而提高自动化技术的应用水平，优化水库式电站调速器系统，还能通过机组完成自动关闭与开启等操作，以提高水库式电站在质量操控方面的迅捷性。通过科学的管控手段将自动化技术在系统控制方面的优势展现出来，可以达到维护水电站稳定运行、可靠供电的目的[4]。

3 电气工程自动化技术在水电站中的应用效果

3.1 电力运转分析

在水电站运行期间使用自动化仪器全程监测掌握水电站发电设备，可以掌握设备的运行情况，利用监测得到的数据进行分析，记录设备各阶段的运行情况，为设备管理与维护工作提供可靠的数据，提高设备调节与维护工作的便捷性。在水电站运行期间，可以掌握发电设备运转频率、电压等指标，通过分析查看设备所处的状态，比较其与标准参数的差距，并进行有效的控制。在水电站运行中需要平衡有功功率与无功功率，通过科学的分配方式提高电力整体质量。电气工程自动化技术应用到水电站后，可以掌握水电站电力系统运转情况，得到准确的信息并记录信息。一旦设备的运转数据超出规定范围，便会快速发出警报，由工作人员到现场查看，确定设备故障并进行处理，将故障造成的不良影响控制到最低值。

3.2 运转效率分析

在水电站管理活动中使用电气工程自动化技术，与以往人类操作的方式相比具备较大的优势，可以自动化运行，控制大部分工作。在自动化技术的应用下，可以削减大部分人力，提高各项工作操控的精准性。在水电站运行中开展管理工作，可以规避因工作人员技术掌握不足或是操作失误等情况，同时通过运用自动化技术可以及时发现内部设备存在的故障并进行处理，由此提高水电站运行的稳定性。在水电站运行中应该将自动化技术在水电站运维管理方面的价值发挥出来，引导水电站朝标准化、高效化的方向发展。

3.3 运行效益分析

水电站在建设中加强对自动化技术的应用，引入可实时监控的系统，利用计算机远程掌握水电站内部设备的运行情况，收集设备运行数据并进行监控与管理等工作，可以在无人操作的情况下，掌握水电站在不同时段的运行情况。通过设定的程序以及监管的信息进行操控，由此可以减少人力成本，还能提高水电站运行的稳定性，为水电站带来良好的经济效益。

4 自动化技术在水电站电气工程中的发展前景

4.1 平台统一化发展

在水电站建设期间使用电子工程自动化技术，应该根据工作目标以及技术应用效果，调整技术的应用方式，根据技术应用需要，打造具备针对性的平台，满足不同领域对技术的使用要求。电气工程自动化系统平台众多，需要花费大量成本维护，将浪费大量的资源。因此，在水电站电气工程发展期间，需完成自动化技术的转型、升级等工作，使技术系统平台朝独立化、统一化方向发展。

网络系统与自动化技术的应用有极大的关联，为了进一步发掘自动化技术在水电站电气工程中的应用价值，需要优化网络资源，实现多平台信息共享。当前应该引导网络系统朝通用化方向发展，使自动化技术在应用期间完成数据传输、分析等工作，为水电站电气工程相关企业营造良好的网络环境，确保工作良好进行并为企业带来可观的经济效益。

4.2 朝节能环保方向发展

在新时期需要增加对能源与环境方面工作的重视程度，我国在现代化发展中提出环保战略、可持续发展战略，对能源控制、环境保护提出很多规定。在此背景下，需调整电气工程自动化技术应用方式，在技术应用与研究方面关注节能、环保等内容，确保在开展相关工作时不会对环境造成污染，同时节约能源，使电气工程自动化技术为企业带来更多的效益。

5 结束语

电气工程自动化技术已经成为水电站运行过程中必不可少的技术之一。该技术改变了以往由人类控制的方法，可以全过程监测水电站运行情况，及时发现设备存在的故障并进行控制。在水电站建设期间需调整自动化技术的应用方式，推进基础建设工作，完善自动化测控系统，掌握水电站运行情况。随着水电站发展，按照其工作需求调整管理模式，优化水电站运行管理结构，提高技术在运行管理方面的应用价值，为水电站稳定、安全运行提供保障。