电气自动化技术在水电站中的应用分析

梁春太

【摘要】现代社会中，电能已经成为人们日常生活中必不可少的能源。在发电行业的中水电事业的发展非常迅速，电气自动化在水电站中的广泛应用也发挥了非常重要的作用。本文主要分析电气自动化技术在水电站中的应用，首先介绍了电气自动化的主要内容，其次对于将电气自动化技术应用于水电站中的目的做了较为明确的阐述，最后分析了电气自动化技术在水电站中的具体应用。

【关键词】电气自动化技术；主要技术内容；水电站；目的及意义；

随着我国市场经济的进一步发展，社会生活的各个方面都呈现出蓬勃发展的气象，电气自动化技术也随着科学技术的发展得到了相应的完善。随着社会生活中对于电量的需求与日俱增，水电事业的发展蒸蒸日上，与此同时电气自动化技术在水电事业中的应用也越来越广泛，具体表现在水电站的管理和生产两个方面。但是就目前的状况来看要想真正实现水电站的自动化还必须经历一段相当艰辛的实践过程。

1水电站中电气自动化的主要技术内容

1.1对水轮发电机的运行进行监控

在监控水轮发电机组的运行状态的时候主要应该做到两大方面：第一，要能够根据事先设计好的程序进行开关设备、调相与发电之间的来回转换等操作。第二，要能够做到使水轮发电机组在最优工况下长时间运行，根据系统负荷情况及本身水头、流量和机组健康因素等条件的变化自动调节运行的机组数目，在运行机组之间合理的安排负荷分配等等。并且能够做到当水轮发电机组出现突发性故障或者某些电力系统出现意外情况的时候，按照既有的程序启动相应的备用机组，自动进行相应地调节，使整个系统做到安全高效运转。担任峰荷的发电站，电气自动化程序能及时准确响应系统频率过高的情况下，自动及时降低机组有功出力或者关闭适当数量的机组，自动响应电力系统设备调节。使得在没有人工监督的情况下也能够对发电机组的运行进行相应的调控，进而保障电力系统稳定高效的运行。

1.2对系统中主要的辅助设备进行监控

水电站设备中包含有许多的辅助器件，从广义来说主要有励磁系统和调速系统，再辅以电厂的油、水、气系统。这些辅助设备的正常运行是发电机组正常运行的重要保障。因此电气自动化系统应该做到及时监控油、水、气系统的运行工况，及时控制、调节调速器和励磁系统，确保各种参数不越限，准确监测发电机组的转子和定子回路的安全性、水轮发电机各轴承温度是否正常、发电机组的润滑系统、冷却系统是否正常工作等多方面的内容。一旦发现故障，计算机能够按照程序分析问题的严重程度，发出报警和相应事故信号，并启动相应保护措施，生成报表通知维修人员。

1.3对机组以外的电气设备进行监控

除去发电机组以及辅助设备以外的其它电气设备比如变压器、输电线路等，这些设备对于对于整个发电系统也是非常重要的。因此电气自动化系统也应该做到对于这些设备的监测与控制。电气自动化技术应该做到在变压设备或者输电线路出现故障的时候及时预警直至跳开电源断路器，并且能够准确查反映故障点通知修理人员。这样做一方面能及时遏制故障的恶化，另一方面也能减少工作人员查找故障点的繁琐，提高工作效率。

1.4对整个发电系统的运行状态进行监控

机组外的辅助设备对于一个完整的水电站而言也是非常重要的，此外各水电站的大坝以及控制水流的闸门对于整个发电过程也是非常重要，因此电气自动化技术也应该做到对于闸门的性能的检测，以及当水位异常时能够及时启动相应的报警系统。

2将电气自动化技术应用到水电站中的目的

2.1保障水电站的工作顺利进行

在水电站中最重要的工作莫过于每天进行正常的发电。在水电站中应用电气自动化技术能够实现对于发电设备工作情况的实时掌握，并还能形成较为严谨的监控日记。一旦发现水电站中的某个发电环节出现异常，系统就会提出相应的解决方案或者发出警报通知工作人员。避免因为一些小的细节而引起设备不能正常运行。此外，通过电气自动化的监控技术能够避免人为监控过程中出现的種种弊端。

2.2提高输出电能的质量

电压和频率是衡量电能质量的两个最重要的标准，在水电站中各机组运行的过程中，必须要做到电机组的电压和频率始终处在一个标准的数值之间。但是在机组运行过程中整个电网的电压和频率都会受到无功功率和有功功率的影响。在电网中电能的负荷是非常不稳定的，要想通过人工的操作来达到电压和频率的稳定是非常困难的。而电气自动化技术在对整个机组的运行状态进行监控的时候，能够对产生的问题及时进行反馈，并启动相应的解决方案保障机组的正常运行。中小型机组不能左右电网参数，但通过自动化技术做到有效、稳定的“跟随”，对电网的稳定运行至关重要，通过对系列机组的自动调节，保证电压和频率在一个稳定的范围内，进而提高输出电能的质量。

2.3保障机组运行的经济性

就我国水电站的发展现状来看，要想保障水电站的经济运行除了要考虑到水电站本身的实际情况之外，还应该考虑到该水电站在整个电网中分配的负荷。只有这样才能保障用最佳的运行工况来获得最大的电能输出。单纯依靠人工的力量进行操作的话很难达到理想的效果，因此在水电站中实施电气自动化技术是非常必要的。

2.4提高水电站的经济效益

在水电站中实施电气自动化以后，可以很大程度上实现一些设备等操作的“无人值班或少人值守”，依靠自动化元件相应的程序来执行水电站一系列繁琐的工作。这样即使在没有人员看守的状态下水电站也能够按照既有的程序监测整个水电站的运行状态，保证其安全运行，提高发电效率，降低运行成本。工作人员可以根据自动化过程生成的数据对水电站的相设备性能有一个全面的了解，并且以此为基础，根据水电站在整个电网中的承担负荷的性质选择、开发适当型号的发电机组进行相应的操控，保证电站在最佳的效率中运行。这样不仅能够提高水资源发电利用效率，并且减轻了运行管理人员的劳动强度，无形中减少了发电过程中的生产成本，提高了水电站的经济效益。

3电气自动化技术在我处水电站中的具体应用

我处东站有3台机组，总装机容量为3×250KW，整个电站监控对象为水轮发电机及其辅助设备，前闸和回旋清污机及冷却水系统。目前由1套计算机主控，配以一体化智能控制柜，微机可控硅静止励磁装置和1套综合测控单元组成。

3.1自動进行相应的检测

自动检测功能是电气自动化技术在水电站中的最基本的应用。在水电站的运行中，有效、精准的数据对于水电站的自动化是必不可少的。电气自动化技术的检测功能要做到对于发电机组设备、辅助设备、相关操作设备等一系列设备的实时检测。其中主要的检测数据应该包括：发电机定、转子电压、电流，机组频率、功率因素、上下游水位、流量、拦污栅前后水位，线圈和轴承温度、冷却水压力、有功功率、无功功率等。电气自动化技术应该通过检测，将信息以各种信号或命令的形式反馈到相应的装置中，然后将这些信息转换成图表或者数字，方便运行管理人员的管理与分析。

3.2自动运行过程控制

电气自动化技术在整个机组运行过程中主要承担的是对于运行中设备的启停以及调相、发电等工作，保障系统在一个既定的程序下进行安全有序的工作。或者是当运行机组出现一定的故障的时候，及时启动预先准备的备用设备，停止原有设备的运行，并且发出相应的警报通知维修人员及时对设备进行相应的检修工作。再通过自动化系统的设定对于整个运行过程进行控制，根据实际情况以及在整个电网中的负荷选择合适的发电工作机组，确保机组在稳定的状态中工作。及时对运行过程进行调节避免出现供电过多或过少的情况，造成资源浪费。

3.3自动保护功能

电气自动化的实施能够为水电站的工作机组提供一定程度上的保护，避免一些细节失误对于整个机组设备的影响。电气自动化技术在运行过程中能够对其中所有的环节进行实时的监控，并且对于其中发生的异常情况进行相应的补救或者给出警报，减少对于机组设备的损害。同时还能够根据实际情况采用最优的运行模式，实行自我保护。

4总结

我国水电站要想在未来获得突破性的发展，首先就要突破电气自动化的实施这一关卡，因为电气自动化的实施对于整个水电站的经济效益有着非常紧密的联系。在水电站全面实施电气自动化之后不仅能够大幅度提高输出电能的质量，还能减少操作人员的工作量，改善工作人员的工作条件，从而全面提高水电站的整体效益。因此我们要积极推动电气自动化有关技术的有效运用，争取早日实现水电站利益的最大化。

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