电气自动化技术在水电站的应用

姚永

摘 要：电气自动化技术在诸多行业和领域得到了广泛应用，也表现出机电结合、电工与电子技术结合等特征，其对于水电站稳定可靠运行来说至关重要。电气自动化技术的有效应用不但能够促进水电站经济效益的提升，同时还能够确保其安全稳定运行。本文结合笔者实际工作研究，分析了水电站应用电气自动化技术的重要意义，并提出了电气自动化技术在水电站中的应用对策。

关键词：电气自动化；水电站；技术应用

近年来我国水电事业得到了飞速发展，而随着信息技术、计算机控制技术以及电子技术的更新换代，也为水电站自动化控制管理创造了非常好的条件。在新时期下，水电站运行管理工作必须要充分结合实际需求，对监控系统实施自动化改造，借助于电气自动化技术不断促进水电站可靠性、安全性、稳定性迈上新的台阶，促进水电站社会和经济效益的持续提升。

1电气自动化技术在水电站应用的意义

1.1提升运行稳定性

从整体上来说，水电站的功能是确保电能的持续稳定输出，借助于电气自动化技术能够更全面的了解各类设备的具体运行状况，同时自动生成监控日志，若其中某一设备出现问题即可第一时间发出警报，管理人员看到警报后及时处理，避免故障问题进一步严重。与此同时，借助于自动化技术能够更好的对水电站设备设施予以全面监控，防止人为因素造成的故障问题[1]。

1.2保证电能的质量

水电站输送电能的质量非常关键，而电压和工频是关键性指标，当设备投入运行后，电网电压往往会受到无功功率的影响，工频一般会受到有功功率的影响，在这样的状态下电能负荷相对不稳定，且处于变化过程中，必然会对水电站运行管理工作带来影响。电气自动化技术在水电站中的应用能够有效优化这一现象，确保电压与工频维持在稳定范围内，促进电能质量的提升。

1.3提升运行经济性

确保水电站发电机组处于最佳运行状态才能够有效促进水电站经济效益的提升。基于此，水电站必须要充分结合自身运行情况，对分配负载有充分掌握，保证发电机组能够处于高效稳定的运行状态，从而输送更多高质量电能。若仅仅凭借人工管理操作则有可能会存在问题和失误，电气自动化技术的应用能够很好的弥补这一缺陷，提升水电站运行经济性。

2水电站电气自动化主要技术分析

2.1自动监控技术

借助于自动监控技术能够对水电站内的相关设备设施实施有效监控，现阶段一般选择集中监控、远程监控以及总线监控三种模式。集中监控指的是将水电站内的全部设备与功能统一集中到一个处理器中，这一监控方式的优势是成本相对较低，缺陷在于对处理器性能要求较高，同时因为集中化程度高，容易对其运算速度带来影响，导致实际监控效果有所下降。同时集中监控要求多条电缆，若电缆出现故障则容易存在安全隐患，影响到自动化系统的安全可靠性。远程监控在国内水电站运行管理中得到了相对普遍的应用，其依靠数个CPU统一运行，这一模式能够避免某一设备发生故障后对整个系统的运行带来影响，需要的电缆较少，成本相对较低，但因为其采取CAN总线设计，系统通信效率有所降低。总线监控即是依靠局域网、以太网以及现场总线、计算机技术来对水电站相关设备的实际运行状况予以监控，这一监控模式的主要优势是成本低，装置独立，系统可靠性较高。

2.2PLC控制技术

首先是PLC控制技术在轴流浆式水轮机调速器中的应用，现阶段国内大部分中低头水电站都采用轴流转浆式水轮机进行发电，然而水轮机的水头与水位属于不断变化的状态，往往会和设备固定参数之间存在差异，造成发电机组不能处在最佳的运行状况。所以可应用PLC控制技术予以合理调速，按照发电机组实际运行过程中的不同水头、水位以及手动协联桨叶，在得到最佳协联曲线后，依靠PLC对原曲线进行调整，保证发电机组能够高效运行。其次是PLC控制技术在水库式水电站调速器的应用，因为水库式水电站的水头变化表现出范围较大的特征，水轮机液压调节器无法完全确保发电机组在额定状态运行，而PLC技术的应用能够对水头高度予以调整，借助于程序修改来保证发电机组的稳定运行[2]。

2.3构建电气控制系统

水电站电气自动化控制系统一般来说是借助于计算机对其进行控制，往往是借助于以太网和主机互联的相关终端设备、开放式体系结构组成，同时按照监控目标保证自动控制系统的开放性和灵活性，随后再配置相对应的子系统，为调试与运行工作的有序实施给予便利。同时，监控系统在开展数据收集分析工作的过程中，相关设备的具体运行状况自动记录，能够保证水电站管控工作的时效性，能够提供报表自动生成功能，为后续的日常维护保养工作带来依据，确保信息资源共享目标的最终实现，进一步发挥出电气控制系统的实效性。

3电气自动化技术在水电站中的具体应用

3.1油气水系统控制技术

水电站初期运行管理过程中，一般都需要人工进行操作管理，人力成本相对较大，而电气自动化控制技术应用之后，能够对油气水系统实现自动控制，规避人工操作产生的风险，确保油气水控制系统的安全可靠运行。电气自动化技术能够保证油气水控制参数的科学合理，对设备可能出现的异常情况予以检测，控制设备开关运行，可有效延长设备的使用寿命。

3.2提升水轮发电机组自动控制效果

电气自动化技术得以应用后，要保证设备开关启闭的自动化控制，同时确保设备相关操作都可以按照事先设定好的程序来自动运行，促进水电站发电机组的运行可靠性。对此应当根据相关标准和水电站实际运行情况，合理确定发电机组数量，选择性能最佳，符合发电需求的机组。另外，还应当根据系统实际负荷状况，对机组有功功率和无功功率实现自动调节，如果机组发生故障，还能够实现备用机组的自动启动。

3.3提升辅助设备控制效率

电气自动化技术的实际应用不但改革了过去一直以来的监控工作模式，促进水电站设备的智能化管理，还能够保证控制系统自动化水平的提升。因此，通常来说，水电站运行管理工作人员借助于测控系统的计算机集成处理，对实际运行管理过程中的问题展开深入全面分析，第一时间对相关问题进行解决，如果水电站运行设备发生故障，监控系统即可及时发出报警，运行管理人员第一时间处理好故障，确保相关设备可以及时恢复正常运行状态[3]。自动化技术不但能够有效降低运维人员的工作负担，同时还可以促进水电站运行管理效率的提升。

3.4增强管理作业人员素质

从现阶段的具体情况而言，由于水电站运行管理工作模式不合理，同时自动化技术应用的普及程度不是很高，专业性较强，因此必须要针对水电站运行管理工作人员进行培训教育，不断增强其专业素质能力。首先是定期组织学习交流活动，确保各个岗位的工作人员能够相互沟通，有效交流；其次是针对新上岗工作人员必须对其实施岗前培训，保证其能够了解相关规章制度，评价其专业工作能力是否符合岗位需求；再次是定期组织进行专家讲座活动，所有运行管理人员必须参与，让其充分年掌握相关设备的规范操作要求和标准；最后要对管理人员进行轮换培训，培养更多的复合型人才，进一步优化水电站运行管理工作人员队伍结构。

4结语

综上所述，对于水电站运行管理来说，电气自动化技术的应用能够有效促进水电站运行效率的提升，借助于电气自动化技术能够有效实现自动监控、自动保护以及自动检测等。如此一来不单单能够增强水电站相关设备设施的运行稳定性，同时还能够充分发挥出电气自动化技术的实效性，真正确保水电站社会和经济效益的实现。

参考文献：

[1]叶婉婧.水电站电气自动化设计及其应用研究[J].黑龙江水利，2016，2（09）：51-53.

[2]吴光顺.电气自动化在水电站中的运用[J].能源與节能，2015（12）：16-17.

[3]孙惠.电气自动化技术在水电站中的应用[J].机电信息，2014（18）：97-98.