水电站电气工程自动化技术及其应用

崔凯

摘要：电气工程自动化涉及领域众多，具有机电结合、电工技术与电子技术结等众多特点，在水电站中应用具有重要意义。不仅可以提高水电站工作可靠性，还可以保证水电站的劳动生产率，对水电站的快速发展具有重要意义。本文就对水电站电气工程自动化技术应用的重要性进行阐述，并提出具体的应用对策，以期推动水电站实现快速发展。

关键词：水电站;电气工程自动化技术;应用

一、电气工程自动化技术对水电站的重要性

1.1电气工程自动化技术提高了水电站工作的可靠性。在水电站使用电气工程自动化技术，能够对相关设备的运作状况进行实时的监督，继而得到监控日志。倘若某一设备或是某一环节出现了异常情况，那么系统就会自动报警，甚至还会对故障出现的成因进行确定，这样就可以及时处理该故障，为促使水电站可以有条不紊的运作创造有利条件，具体内容如图1所示。

1.2电气工程自动化技术保证了水电站电能质量。就电压和工频来说，其具有的稳定性能是确保水电站电能水平的关键所在，其会受到以下两种因素的干扰：一种是无功功率;另一种是有功功率。这是因为电网负荷的运作情况处于不稳定的状态，所以就会对电能水平带来不利影响。这样就需要相关人员利用该技术，对发电机组进行调试，促使电压和工频能够保持在允许的范围内，进而确保电能水平。

1.3电气工程自动化技术提高了水电站运行的经济性。在水电站中运用该技术的时候，能够对相关负载情况及其数量进行认真的分析，并做好调度工作，继而以最少的资金谋取丰富的效益。

1.4  电气工程自动化技术提高了水电站生产效率。通常情况下，水电站建设的位置都比较偏远，这样工作环境也比较艰苦些。而将该技术渗透其中，一部分工作通过相关程序就会得以实现，大大降低了员工的工作量，起到节约资金的作用，进而将水电站的生产水平加以提升。

二、水电站自动化过程中的技术内容

2.1监测发电机

水电站自动化管理中，可以在水轮发电机和辅助操作系统中进行监控，使整个系统的功能正常，水电自动化的监控系统要实现定子与转子的电流进行监测，但也要注意定子的状态和温度，并且对电机的温度进行监控，实时监测进行中的问题并及时启动备用设备，这对计算机及相关技术人员要求比较高，要多为维护设备考虑，该系统还可以用于冷却和润滑装置的安全运行，实现各系统，确保良好的工作狀态，并进行实时监控，记录真实、实时的数据。

2.2水轮机自动控制

其主要技术是实现水电站的水轮机运行自动控制。在这种模式下，能实现自动关闭，包括一个相位调制和发电功率的自动转发等。此外，还可以提高水轮机的自动化水平，可以根据需求和电厂发电机组最佳自动控制对水电站的数量，增加经济效益，使单位之间的负荷分配的自动调节系统，负载的有功功率和无功功率，最终，我们要得到的结果是经济效益最大化，并且促进我国水电站的快速发展。

2.3实现控制辅助设备

自动系统可以实现各种自动控制装置，包括用于控制设备也不同，如泵和压缩机等。同时也可用于电气设备的实时监控和保护，当自动辅助系统发现问题，要采取相应的保护措施，如信号发出的损失或水电站的设施出现骤停，要确保水电站的安全运行。这样的自动化系统，可以实现在电站闸门、上下游水位的监控和监测，这样可以大大减轻工作人员的压力，提高政府的管理效率，最终实现自动化管理。

三、电气工程自动化技术在水电站中的具体应用

3.1自动监控技术在水电站中的应用

运用自动监控技术可监控水电站的各项设备设施，目前，主要采用集中监控模式、远程监控模式和总线监控模式。集中监控模式即把水电站所有设备和功能集中于同一个处理器，这种监控模式的优点在于成本低。缺点在于对处理器性能有较高要求，且由于集中性高，处理器的处理速度将大大降低，使其监控实际效用大大降低。另外这种监控模式需要多条电缆，电缆如果出现具有损害，容易发生安全隐患，从而使自动化系统的可靠性大打折扣。远程监控模式在我国水电站的应用较为广泛，其通过数个CPU统一运行实现，这种监控模式可防止某一处出现故障而影响整个系统运行，其可使电缆的使用量减少，成本降低。但由于其使用的是CAN总线设计，将影响系统的通讯速度。现场总线监控模式是借助局域网、以太网、现场总线等计算机网络技术对水电站的运行情况进行监控，其具有成本低和通讯量的优势，各个装置相对独立，可提升系统可靠性。

3.2可编程序控制器在水电站中的应用

可编程序控制器在水电站中的应用主要体现在以下两个方面：

（1）PLC在轴流桨式水轮机调速器中的应用：当前我国中低水头电站主要应用轴流转浆式水轮机发电，但水电站水轮机的水头和水位处于动态变化中，可能与设备的固定参数产生一定的差距，导致发电机组无法以最佳状态运行。因此，可使用可编程序控制器（PLC）进行调速，可根据发电机组运行中不同水头、上下游水位、手动协联浆叶和导叶，在获得最佳协联曲线后，借助PLC修改原有协联曲线，确保发电机组在最佳状态下运行。（2）PLC在水库式电站调速器中的应用：水库式电站水头变化范围大，汽轮机液压调节器难以保证让机组在额定状态转动，而可编程序控制器可有效解决这一问题，其可实现对水头高度的修改，通过程序的修改，确保机组在额定状态下运转[3]。

3.3自动化控制系统在油气水系统中的应用

水电站建设初期，生产运行基本上需要人为操作控制，人力资源的投入较大。而将自动化技术引入后，可实现对油气水系统的自动化控制，降低手工操作带来的潜在风险，使油气水控制系统的安全性大为提高。电气工程自动化系统可提高油气水控制参数的合理性和准确性，自动检测和控制异常状态，关闭开关设备运行，提高备用管道的安全性，适当延长油泵的使用寿命。

四、结束语

总之，在我国社会经济快速发展的背景下，人们生活质量不断提高，使得水电站运行工作变得日益重要。因此，我国要想保证水电站的正常运行，就需要在水电站中使用电气工程自动化技术，对自动化系统进行完善，并对水电站的自动化系统进行检修，及时找出水电站自动化系统中存在的问题，进行解决，从而保证水电站自动化系统的正常运行，提高工作效率。

参考文献：

[1]张强.浅谈水电站电气工程自动化技术及其应用[J].商品与质量，2016（11）.

[2]谢飞久.水电站电气工程自动化技术及其应用[J].建筑工程技术与设计，2016（21）.

[3]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（9）.

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