電氣自動化技術在水電站中的應用分析

梁春太

【摘要】現代社會中，電能已經成為人們日常生活中必不可少的能源。在發電行業的中水電事業的發展非常迅速，電氣自動化在水電站中的廣泛應用也發揮了非常重要的作用。本文主要分析電氣自動化技術在水電站中的應用，首先介紹了電氣自動化的主要內容，其次對于將電氣自動化技術應用于水電站中的目的做了較為明確的闡述，最后分析了電氣自動化技術在水電站中的具體應用。

【關鍵詞】電氣自動化技術；主要技術內容；水電站；目的及意義；

隨著我國市場經濟的進一步發展，社會生活的各個方面都呈現出蓬勃發展的氣象，電氣自動化技術也隨著科學技術的發展得到了相應的完善。隨著社會生活中對于電量的需求與日俱增，水電事業的發展蒸蒸日上，與此同時電氣自動化技術在水電事業中的應用也越來越廣泛，具體表現在水電站的管理和生產兩個方面。但是就目前的狀況來看要想真正實現水電站的自動化還必須經歷一段相當艱辛的實踐過程。

1水電站中電氣自動化的主要技術內容

1.1對水輪發電機的運行進行監控

在監控水輪發電機組的運行狀態的時候主要應該做到兩大方面：第一，要能夠根據事先設計好的程序進行開關設備、調相與發電之間的來回轉換等操作。第二，要能夠做到使水輪發電機組在最優工況下長時間運行，根據系統負荷情況及本身水頭、流量和機組健康因素等條件的變化自動調節運行的機組數目，在運行機組之間合理的安排負荷分配等等。并且能夠做到當水輪發電機組出現突發性故障或者某些電力系統出現意外情況的時候，按照既有的程序啟動相應的備用機組，自動進行相應地調節，使整個系統做到安全高效運轉。擔任峰荷的發電站，電氣自動化程序能及時準確響應系統頻率過高的情況下，自動及時降低機組有功出力或者關閉適當數量的機組，自動響應電力系統設備調節。使得在沒有人工監督的情況下也能夠對發電機組的運行進行相應的調控，進而保障電力系統穩定高效的運行。

1.2對系統中主要的輔助設備進行監控

水電站設備中包含有許多的輔助器件，從廣義來說主要有勵磁系統和調速系統，再輔以電廠的油、水、氣系統。這些輔助設備的正常運行是發電機組正常運行的重要保障。因此電氣自動化系統應該做到及時監控油、水、氣系統的運行工況，及時控制、調節調速器和勵磁系統，確保各種參數不越限，準確監測發電機組的轉子和定子回路的安全性、水輪發電機各軸承溫度是否正常、發電機組的潤滑系統、冷卻系統是否正常工作等多方面的內容。一旦發現故障，計算機能夠按照程序分析問題的嚴重程度，發出報警和相應事故信號，并啟動相應保護措施，生成報表通知維修人員。

1.3對機組以外的電氣設備進行監控

除去發電機組以及輔助設備以外的其它電氣設備比如變壓器、輸電線路等，這些設備對于對于整個發電系統也是非常重要的。因此電氣自動化系統也應該做到對于這些設備的監測與控制。電氣自動化技術應該做到在變壓設備或者輸電線路出現故障的時候及時預警直至跳開電源斷路器，并且能夠準確查反映故障點通知修理人員。這樣做一方面能及時遏制故障的惡化，另一方面也能減少工作人員查找故障點的繁瑣，提高工作效率。

1.4對整個發電系統的運行狀態進行監控

機組外的輔助設備對于一個完整的水電站而言也是非常重要的，此外各水電站的大壩以及控制水流的閘門對于整個發電過程也是非常重要，因此電氣自動化技術也應該做到對于閘門的性能的檢測，以及當水位異常時能夠及時啟動相應的報警系統。

2將電氣自動化技術應用到水電站中的目的

2.1保障水電站的工作順利進行

在水電站中最重要的工作莫過于每天進行正常的發電。在水電站中應用電氣自動化技術能夠實現對于發電設備工作情況的實時掌握，并還能形成較為嚴謹的監控日記。一旦發現水電站中的某個發電環節出現異常，系統就會提出相應的解決方案或者發出警報通知工作人員。避免因為一些小的細節而引起設備不能正常運行。此外，通過電氣自動化的監控技術能夠避免人為監控過程中出現的種種弊端。

2.2提高輸出電能的質量

電壓和頻率是衡量電能質量的兩個最重要的標準，在水電站中各機組運行的過程中，必須要做到電機組的電壓和頻率始終處在一個標準的數值之間。但是在機組運行過程中整個電網的電壓和頻率都會受到無功功率和有功功率的影響。在電網中電能的負荷是非常不穩定的，要想通過人工的操作來達到電壓和頻率的穩定是非常困難的。而電氣自動化技術在對整個機組的運行狀態進行監控的時候，能夠對產生的問題及時進行反饋，并啟動相應的解決方案保障機組的正常運行。中小型機組不能左右電網參數，但通過自動化技術做到有效、穩定的“跟隨”，對電網的穩定運行至關重要，通過對系列機組的自動調節，保證電壓和頻率在一個穩定的范圍內，進而提高輸出電能的質量。

2.3保障機組運行的經濟性

就我國水電站的發展現狀來看，要想保障水電站的經濟運行除了要考慮到水電站本身的實際情況之外，還應該考慮到該水電站在整個電網中分配的負荷。只有這樣才能保障用最佳的運行工況來獲得最大的電能輸出。單純依靠人工的力量進行操作的話很難達到理想的效果，因此在水電站中實施電氣自動化技術是非常必要的。

2.4提高水電站的經濟效益

在水電站中實施電氣自動化以后，可以很大程度上實現一些設備等操作的“無人值班或少人值守”，依靠自動化元件相應的程序來執行水電站一系列繁瑣的工作。這樣即使在沒有人員看守的狀態下水電站也能夠按照既有的程序監測整個水電站的運行狀態，保證其安全運行，提高發電效率，降低運行成本。工作人員可以根據自動化過程生成的數據對水電站的相設備性能有一個全面的了解，并且以此為基礎，根據水電站在整個電網中的承擔負荷的性質選擇、開發適當型號的發電機組進行相應的操控，保證電站在最佳的效率中運行。這樣不僅能夠提高水資源發電利用效率，并且減輕了運行管理人員的勞動強度，無形中減少了發電過程中的生產成本，提高了水電站的經濟效益。

3電氣自動化技術在我處水電站中的具體應用

我處東站有3臺機組，總裝機容量為3×250KW，整個電站監控對象為水輪發電機及其輔助設備，前閘和回旋清污機及冷卻水系統。目前由1套計算機主控，配以一體化智能控制柜，微機可控硅靜止勵磁裝置和1套綜合測控單元組成。

3.1自動進行相應的檢測

自動檢測功能是電氣自動化技術在水電站中的最基本的應用。在水電站的運行中，有效、精準的數據對于水電站的自動化是必不可少的。電氣自動化技術的檢測功能要做到對于發電機組設備、輔助設備、相關操作設備等一系列設備的實時檢測。其中主要的檢測數據應該包括：發電機定、轉子電壓、電流，機組頻率、功率因素、上下游水位、流量、攔污柵前后水位，線圈和軸承溫度、冷卻水壓力、有功功率、無功功率等。電氣自動化技術應該通過檢測，將信息以各種信號或命令的形式反饋到相應的裝置中，然后將這些信息轉換成圖表或者數字，方便運行管理人員的管理與分析。

3.2自動運行過程控制

電氣自動化技術在整個機組運行過程中主要承擔的是對于運行中設備的啟停以及調相、發電等工作，保障系統在一個既定的程序下進行安全有序的工作?；蛘呤钱斶\行機組出現一定的故障的時候，及時啟動預先準備的備用設備，停止原有設備的運行，并且發出相應的警報通知維修人員及時對設備進行相應的檢修工作。再通過自動化系統的設定對于整個運行過程進行控制，根據實際情況以及在整個電網中的負荷選擇合適的發電工作機組，確保機組在穩定的狀態中工作。及時對運行過程進行調節避免出現供電過多或過少的情況，造成資源浪費。

3.3自動保護功能

電氣自動化的實施能夠為水電站的工作機組提供一定程度上的保護，避免一些細節失誤對于整個機組設備的影響。電氣自動化技術在運行過程中能夠對其中所有的環節進行實時的監控，并且對于其中發生的異常情況進行相應的補救或者給出警報，減少對于機組設備的損害。同時還能夠根據實際情況采用最優的運行模式，實行自我保護。

4總結

我國水電站要想在未來獲得突破性的發展，首先就要突破電氣自動化的實施這一關卡，因為電氣自動化的實施對于整個水電站的經濟效益有著非常緊密的聯系。在水電站全面實施電氣自動化之后不僅能夠大幅度提高輸出電能的質量，還能減少操作人員的工作量，改善工作人員的工作條件，從而全面提高水電站的整體效益。因此我們要積極推動電氣自動化有關技術的有效運用，爭取早日實現水電站利益的最大化。

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