自动化设备在水电站中的应用

陈晓波

【摘 要】随着社会经济的快速发展，我国对水电系统有了更高的要求，促进了我国水电站自动化设备的发展。目前，水电站的自动化设备在我国应用非常广泛，它能够确保水电站系统在工作过程中的可靠性，同时也能够使电能质量得到大大提高，经济运行性也因此得到提升。自动化设备对水电站经济与生产效益都有很大的促进作用。本文主要通过分析水电站的系统结构和配置，研究自动化设备在水电站中的应用。

【关键词】自运化设备；水电站；系统结构；配置

【中图分类号】TV7 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8437（2018）04-0005-02

所谓自动化设备就是不需要有人实时监管，通过制定好机械设备的相关程序和指令，使其自动完成操作。自动化设备拥有很多特点，其中最显著的特点就是快、稳、准。目前，我国的自动化设备已经被廣泛运用于很多领域，水电站也引入了这种先进的设备，以此来降低工作人员的劳动强度。即使在恶劣的自然条件下，自动化设备仍然可以持续工作，有利于保持水电站工作的稳定性。

1 水电站系统设计

水电站的系统设计内容包括很多方面，例如单机容量、主接线图、年发电量等。在水电站的自动化系统中，专门配备计算机监控系统对其进行监控与管理，了解自动化设备的运行状态。水电站以实现“少人值守、无人值班、自动操作”为目标，在此基础上对水电站系统进行设计。

水电站在设计结构上进行改变之后，便可以给其配备相应的水电控制IT系统、控制系统组态软件系统、监控软件平台等。

2 水电站系统结构和网络

2.1 水电站的系统结构

水电站自动控制系统结构主要包括上位机子系统和下位机子系统。

上位机子系统由若干台（一般是三到五台）具备高性能特点的计算机组成，另外还要配备相应的网络集线器。每台计算机上都自动配有PCCAN卡，通过此卡可以实现与下位机子系统之间的通信和联系，接收和回应报警器、及时收集并处理现场的数据。另外，水电站可以自行通过集线器与网卡构成局域网，这样有利于操控现场的网络系统，实现对信息系统网络集线的管理。

下位机子系统的控制由很多设备共同构成，其中主要包括机组监护、调整器的控制构成、机组保护等方面。机组保护涉及的内容非常广泛，如定子接地、转子接地、定子过电压等保护功能都需要依靠机能保护才能实现。

2.2 计算机网络系统

水电站的计算机通信网络系统采用的是开放分层分布式格局。其系统上的工控机都配有通信卡CAN，卡上含有相应的嵌入式芯片，水电站的通信管理主要依靠它来完成。

计算机监测系统的驱动器芯片型号为80C520，芯片上带有程序存储器（30KBPROM），使用双口RAM实现上位计算机和通信卡之间的数据交换，通信卡的总线采用短帧结构，其检测效果更好，并且能够有效优化干扰，数据传输时间也大大降低。水电站控制层的网络设备需要采用两套大型交换机，网络设备要与光缆、电缆进行连接。

3 水电站系统配置

水电站的系统配置主要包括现地级设备组成和主控级设备两个部分。在现地级的设备组成中，现地控制级需要6台发动机，现地监控系统控制层的管理就需要依靠发动机来实现，它可以把水电站的各类事件信息和数据上传运输至主控，主控能够实现对其监控和管理。发动机比较特殊，它既受主控级的监管，同时可以脱离主控级，实现自身的独立运作。主控具备的自身功能非常多，它能够实现对整个水电站的监控、系统通信、报警、操作等功能。

4 自动化控制解决应用中的问题

目前，自动化设备在水电站中的应用非常广泛，它能够确保水电站设备运行的可靠性，并且有利于提高工作效率，对水电站的发展有着重要意义。

4.1 提升电能的质量

自动化设备在水电站中的应用有利于提高水电站电能的输送质量。电能的控制标准包括频率与电压，水电站配备系统自动化装置之后能够确保电压的稳定性，并且实现了负荷的合理调配，这种有效的控制方法对电压运行非常重要。

4.2 确保供电的可靠性

水电站配备自动化设备装置之后，设备可以对水电站电能状态进行分析，并且能够检查设备是否在运行过程中出现了问题。所有流程都由设备自行完成，无需人工进行操作，降低了工作人员的劳动强度。

4.3 提高水电站的经济效益

自动化设备能够提高水电站的工作效率，确保水电站保持高效的工作状态，其经济效益也会因此得到极大提高，实现了水电站资源的合理分配，从侧面节约电能运输的经济成本。

4.4 自动化设备的使用价值得以实现

通过自动化设备的有效运行不仅能够确保电能的可靠性，还能够使其使用价值完全体现。以自动化设备作为工具，工作人员的劳动强度大大降低，并且有利于确保设备运行的安全性，使其在水电站中充分发挥作用。

自动化设备在水电站中的应用非常广泛，它能够有效降低工作人员的劳动强度，提高水电站的经济效益。本文主要研究了自动化设备在水电站中的具体应用，此次分析对提高水电站中电能运输的安全性具有重要意义。