水电站中电气自动化技术的运用

段保春

（云南滇能智慧能源有限公司水电分公司，云南昆明 652100）

水电是我国电力结构的重要组成部分，与社会正常的电力供应有着非常密切的联系，而随着当前社会的不断发展，对水电站的管理和运营水平提出了更高要求，传统的水电生产模式存在着严重的效率低、电力质量不稳定的弊端，实际运行中也难以按照流程准确进行运行与控制，迫切需要对此做出改变。电气自动化技术的成熟为水电站的管理和运营提供了新的思路，在水电站中对这一技术进行运用，不仅能解决以往生产模式下的弊端，也能减少人力投入，优化管理，使得水电站能够保持良好的运转状态。

1.电气自动化技术在水电站中的作用分析

水电站是对水力资源进行合理利用的重要设施，其作用不仅体现在电力生产方面，同时还有着通航、防洪、调蓄等一系列作用，关系到社会经济的发展。就水电站中水力发电而言，主要是将水的势能转化为电能，而电气自动化技术则是提高这一过程中能量转化效率，合理分配的重要技术，经过电气自动化技术的运用，能使得水力发电机组的发电效率得到有效的提升，避免了这一过程中的能量浪费情况，同时也使得水电站的经济效益和社会效益得以发挥。此外电气自动化技术还减少了发电过程中人力的参与程度，在涉及一些危险的操作上，可以完全替代人力，这对保障人身安全、设备稳定而言，有着非常重要的作用[1]。因此在水电站实际经营与管理中，必须重视电气自动化技术的运用，并且采取措施探索更为高效的运用途径，实现水电厂稳定、长远的发展。

2.水电站中电气自动化技术的运用分析

2.1 水文自动测报系统

水电站是对水力资源进行利用的重要设施，在其运转过程中少不了要与水打交道，水文信息作为基础的信息，关系到水电站的运转效率与稳定性。以往水电站对水文信息的采集过于依赖人工，导致水文信息的收集受到滞后性和效率差的制约，而运用电气自动化技术，建立起水文自动测报系统则可以很好地对这一弊端进行解决，其能够实现对水电站水位、上下游降雨量等基础水文信息的快速测量，并在通信网络的支持下，将这些信息传输到处理终端，供水电站调控之用，使得水力发电效率得到提升。水文自动测报系统通常由水文自动传感器、信号收发模块、计算机终端控制系统等及部分组成，其中水文自动传感器主要负责水文信息的测量和采集，信号收发模块则主要负责信息的传递，计算机终端则进行对相关信息的自动记录与处理。在水文自动测报系统的支持下，可以做到实时对水文信息的监测与收集，这对推动水电站基础水文资料收集与水文数据库的建立而言，有着重要的作用[2]。在这些水文信息的帮助下，能够及时预测汛期、旱情等情况，为水电站的水资源的调度提供参考，使得水电站保持正常的运转状态。

2.2 可编程序控制器

可编程序控制器也就是PLC技术，是一种重要的自动化技术控制装置，其一般不需要特殊设置，就可用于多种场景。PLC在水电站电气自动化中主要用于两个方面，分别是轴流桨式水轮机调速器和水库式电站调速器。第一，轴流桨式水轮发电机是我国低水头电站的常用发电机，在实际发电过程中，由于水头和水位的变化，使得设备无法保持一个相对稳定的运行状态，而用PLC对其进行调速，根据发电机组运转中水头、水位等变化，获取最佳的协联曲线，继而在PLC的修改下，就可以促使发电机组保持一个稳定的运行状态。第二，水库式电站水头变化范围极大，而涡轮机多依照水头进行设计，传统采用汽轮机液压调节器很难达到转速稳压器的启动开度，进而也就难以保持额定的运转状态，通过PLC技术则可以对这一问题进行妥善的解决，通过程序的修改，便可以实现对启动开度的有效调整，从而使得机组在额定状态下运转。

2.3 自动化设备控制

水电站运转过程中涉及到许多设备与装置的控制，这些设备与装置以往多依赖人工进行操作，这种控制形式不仅风险比较大，同时控制效率也比较低，而通过对电气自动化技术的引入，可以脉冲控制等形式，实现对相关设备的自动化控制，使得手动控制所存在的风险降到最低，提高设备控制过程的安全性。自动化设备控制有着控制准确、效率高的优势，其不仅能够实现水力发电过程中设备的启停控制，同时还能够根据实际需求，对相关参数进行合理的调控，确保其更加贴合水力发电的需求，保证相关设备的正常运转。自动化设备控制还具备一定的自检功能，在正式运行之前对相关参数进行校验，确保设备与装置运行的安全性，而在发生事故的时候，可以及时执行预先写入的程序，停止故障设备的运转，并按照系统指令对故障参数进行诊断，为后续的维修作业提供一定的参考价值。

3.水电站电气自动化技术的有效运用策略

3.1 建立电气控制系统

就水电站电气自动化而言，其自动控制、自动保护、自动监测等功能的实现都依赖于基础的电气控制系统，正是这一系统将不同的设备终端进行连接，才能通过计算机实现对相关设备的控制。因此要想在水电站中对电气自动化技术进行有效的运用，就必须要建立与之相配套的电气控制系统，以保证电气自动化控制的灵活性与分散性，促使其与水电站实际设备管理工作相贴合，进而发挥电气自动化设备应有的作用，满足水电站自动化设备管理与控制需求。

3.2 解决设备通讯问题

水电站电气自动化涉及到不同的设备，而设备的通讯问题是一个重要问题，若是因为通讯协议或者系统原因，导致设备之间无法正常进行信息通讯，势必会影响到电气自动化技术的运用，因此必须要先解决设备的通讯问题，建立统一的标准体系。目前电气自动化技术常用window操作系统，并以TCP/IP作为通讯协议，使得不同设备在系统上都有一个标准化的接口，进而促使因设备型号差异而造成的设备通讯问题得以解决，提高水电站的自动化水平。

3.3 提高相关人员素质

水电站运用电气自动化技术之后，虽然减少了设备控制与管理过程中的人员参与，但同时也对人员的素质提出了更高的要求，自动化电气设备管理与控制，要求相关人员不仅要具备一定的自动化知识、计算机信息技术知识，同时还要明确相关设备的运行原理，进而才能实现良好的设备管理[3]。因此要想推动电气自动化技术的有效运用，必须要从人员方面着手，提高相关人员的素质，促使其能够满足电气自动化系统的使用要求，进而才能充分发挥电气自动化技术的作用。

4.结语

当前随着科技的不断发展，电气自动化技术也越来越成熟，其在水电站中的运用已经成为必然趋势。通过电气自动化技术的运用，不仅能提高相关设备的控制效果，同时还能在自动监测和保护的作用下，保证水电站作业的安全性。但是就目前来看，水电站要想实现对电气自动化技术的有效运用，还需要对控制系统、设备通信以及人员素质等问题进行解决，才能保证电气自动化技术的运用效果，充分发挥水电站的经济和社会效益。