电气自动化技术在水电中的重要性

许 可

(思南县水务局水利水电工程质量监督站，贵州思南565100)

电气自动化技术在水电中的重要性

许 可

(思南县水务局水利水电工程质量监督站，贵州思南565100)

随着经济的发展，全社会对于电力的需求越来越高。电力企业为了适应现实的要求，逐渐实现自身的发展与转变，其中一大转折点就是电力系统实现自动化。水电站作为电力系统的一大组成部分，它也实现了转变，应用了自动化技术。研究推广水电自动化技术将是我国水电发展的一大方向。因此，相关人员、单位应该重视电气自动化技术在水电中的重要性，掌握应用的内容，并严格把握发展方向。从而为水电实现自动化提供基础，革新水电发展模式，促进水电更好的发展。

电气自动化技术;水电;重要性;作用

1 水电自动化内涵

当下，水电站的自动化程度是衡量水电站现代化水平的重要指标。实现自动化主要是保证水电站生产中的一系列操作、控制等环节，在无人以及少人的直接参与下，依旧能够保证水电站的正常生产。此外，水电站采用自动化技术也是实现水电站安全经济运行不可缺少的方法。电气自动化在水电中的应用能够有效地提高生产可靠性、提高运营经济性。此外，还具有确保电能质量、提高生产率、改善劳动条件等功能［1］。一般而言，水电站实施自动化需要涉及到大坝监护、水库调度和电站运行等方面。

2 水电自动化内容

2.1 自动控制水轮发电机组运行方式

自动化技术对于水轮发电机组运行方式的控制主要包括2个方面:①实现自动开停机、发电转调相以及调相转发电等。专业人员实现对自动化装置进行相应的设置，使得他们能够依照预设程序自动完成上述操作，减少了人力的高投入;②能够依照水电站实际情况自动选择经济的运行方式。自动化装置会依据程序分析的现实情况，自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等［2］。另外，当运行机组发生故障或电力系统频率较低时，还可以自动开启备用机组，保证机组的正常运行;当频率偏高，则会自动停止部分机组。

2.2 监视水轮发电机组及其辅助设备运行工况

自动化装置可以有效对水轮发电机组及其辅助设备的运行工况进行监视。对各种设备运行工况的监视是为了在发生故障时，能够迅速作出反应。因此，当监视这些设备运行不正常时，自动装置会迅速、自动地采取相应措施，例如发出信号或者紧急停机等。

2.3 自动控制辅助设备

包括对油压装置、技术供水装置、集水井排水装置和空气压缩装置的自动控制［3］。技术供水装置的用途主要是对水电站运行设备进行冷却和润滑。技术供水装置的自动控制方式可以分为，技术供水系统采用水泵供水并设置蓄水池以及采用水泵供水并不设置蓄水池。前者的水泵电动机的控制方式为:自动启动和停止工作水泵，维持蓄水池水位在规定的范围内;当工作水泵故障或用水量大增而使蓄水池水位下降到备用泵启动水位时，自动启动备用泵并报警。此外，技术供水系统采用水泵供水并不设置蓄水池时，水泵电动机的控制方式为:工作水泵随着机组的启动而自动启动，并在机组运行期间保持运行;当供水总管的水压下降到备用泵启动水压时，自动启动备用泵并报警;机组停机过程结束后，自动停止水泵;供水管路上的阀门应随机组的启动和停止而自动启动和停止。

3 水电站自动化的作用

3.1 提高效率

在设备方面，通过自动装置的控制以及监视，可以有效、及时地监测到系统中的故障以及异常状况，并迅速报警通知工作人员。在如此迅速、灵敏的装置之下，工作人员可以及时掌握系统动态，如遇异常或故障情况可以及时地采取措施。从而避免异常状态转化为故障，或者是小故障造成安全事故的现象，防止设备严重损坏。此外，避免了人为疏忽带来的运行事故。水电站实现自动化后，通常是利用一系列的自动装置来实现。一般而言，工作人员会事先设置程序等，令这些装置自动完成水电站的一系列操作和控制工作。这样，可以减少人为误操作带来的隐患，还可以提高应对事故的效率。通过事先的设置，当系统中出现某一设备故障，则自动装置会及时采取相应的措施，缩小事故影响的范围，尽可能的扩大供电范围。

3.2 提高运行的经济性

在人工操作的水电系统中，往往由于掌握信息的限制、水平的不足等因素，造成水浪费、电能浪费，这与当下倡导绿色生活的主题是不相符的。水电中利用电气自动化技术则可以有效避免浪费的现象。一般而言，实现自动化之后，水电站可以按照系统分配的负荷以及水电站的实际情况，进行合理的电能调度。不仅保证可靠运行，同时也合理地选择开机台数，使机组运行达到最高效率。这样既避免了浪费，也使得机组在较为经济的条件下运行，提高了水电系统的经济效益。这种合理调度，充分利用水资源，防止造成不必要的弃水、费电，这些对于整个水电系是非常重要的，尤其是对于梯级水电站。另外，水电站是水力资源综合利用的一个重要部分，它的功能可以涵盖到电力系统、灌溉、防洪等多个方面，这种多功能必然面临着多要求。在这种复杂的环境下，仅靠人工控制是难以有效完成工作的。因此，实现自动化是一项重要的措施，它能够帮助完成水电站经济运行任务。而且对于一些具有调节能力的水电站，应用自动化技术不仅能够对水库来水进行预报，更可以综合水位、流量以及各机组参数等信息，按经济运行程序进行自动控制，大大提高运行的经济性。

3.3 保证电能质量

通常而言，电压以及频率是评价电能质量好坏的基础指标。正常的情况下，电压偏移≤额定值的±5%，频率偏移≤额定值的±0.2～0.5 Hz。而这两个指标是否稳定主要受到电力系统中无功功率以及有功功率的影响。所以，为了保证电能质量，维持系统的电压以及频率范围，就需要及时、精准地对发电机组发出的有功以及无功功率进行调节。但是这个工作仅凭人工操作是无法满足速度及精度要求的。因此，在这一方面，自动化装置显得尤为重要。特别是在事故状态下，优势更加凸显。因此，提高水电站的自动化水平，是保证电力系统电能质量的重要方法之一。

3.4 提高劳动生产率改善劳动条件

经过分析中可以发现，水电站大多地处偏僻山区。传统的运行模式下，工作人员必须长期生活在此类环境之中。但是实现自动化以后，一般性的工作可以通过自动装置依照一定的程序来完成。这种用自动化系统取代人工操作的方式，大大地减少了工作人员的工作量，使他们从繁杂、艰苦的工作环境中解脱出来。这种现代化的系统，既可以减少运行人员，提高劳动生产率，还可以降低成本，提高运行管理水平。

4 结语

水电实现自动化是当前形势的要求所使，同时也是水电实现自身发展的一大关键点。在众多水电工作者的努力之下，电气自动化技术在水电中的优势已日趋明显。在市场经济日趋激烈的社会环境下，水电系统更应该加强自动化技术的研究工作，进一步推动电气自动化技术在水电中的应用，将水电系统的生产运行水平推向一个新的高度。

［1］李爱民.电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用［J］.科技资讯，2012(27):131.

［2］刘四聪.电力系统自动化技术的应用和发展［J］.沿海企业与科技，2012(08):84-86.

［3］任杰.电气自动化技术在电力系统中的运用浅谈［J］.科技传播，2012(06):31-32.

TM76

B

1007-7596(2014)05-0231-02

2013-11-09

许可(1974-)，男，贵州思南人，土家族，工程师，从事水电站施工方面等工作。