浅谈电气自动化技术在水电站中的应用

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1、浅谈电气自动化技术在水电站中的应用龙江镇国土城建和水利局528318摘要：水电站运营水平和现代化水平的高低主要取决于其内部电气自动化的实现程度。而电气自动化是指牛产过程中的控制、操作及监视等重要步骤可以在无人（或少人）情况下按预设程序完成。可见，电气自动化能在不降低安全保证的情况下提升水电站运行的工作效率及经济性，是水电领域的研究重点。关键词：电气自动化；水电站；应用1水电站采用电气自动化技术的必要性电气自动化以计算机为基础，综合了数字控制、可编程逻辑控制等先进技术，是水力发电智能化发展的必由模式。在现阶段，广泛推行电

2、气自动化，能达到以下目的。（1）确保电能质量随着时代的发展，公众对电力的需求不仅表现在数量上，更体现在质量上。表示电能质量好坏的指标主要是频率和电压，前者由系统的有功功率平衡决定，后者由系统的无功功率平衡决定。显然，仅仅依靠人工的手动操作很难使随时变化的发电电荷满足人们对电能质量的要求，而采用自动装置则可以及时乂准确地调节系统的有功及无功出力，达到保持频率和电压稳定的目的。（2）提升水电工作的安全性釆用电气自动化后，所有的生产设备能够准确、快速启动，实现数据分析和事故判断的实时辅助，这样一方面能防止事故出现时故障面扩大

3、（通过自动装置控制相关开关并报警），另一方面也使水电牛产不中断（通过自动启用备用设备等）。另外，将自控装置引入各关键流程，可显著降低因人工误操作风险。（3）实现发电机组运行经济性众所周知，水轮机组满负荷工作是一种理想状态，而实际由于水流量、机组故障等各方面因素使得这一状态较难实现。在利用自控装置后，系统能在结合当前水利条件的情况下，计算出最佳运行组数，即最少的水产生出最多的电能。（4）提高水屯站运行效率采用电气自动化，无疑可大大减少运行人员数量，并降低实际操作人员的劳动强度和工作量。2水电站中电气自动化技术的应用水电站

4、的类型、级别、电气主接线、机组规格及安置方式等因素会影响到电气自动化的具体应用。但总体来说，以下几个层面是共有的。2.1水轮发电机组的自动控制应用过程：机组监控设备将监测数据传送至控制室计算机，计算机启动预先设定的运行程序并判断机组运行状况，然后再依照相关逻辑规则发出控制（或调整）指令。应用内容：（1）实现机组开、关，调相转发电，发电转调相等项目的智能化控制。（2）实吋计算最佳运行机组数并自动控制，在机组间智能分配负荷（包括自主调节有功和无功），从而维系水轮发电机的低成本运行。（3）当机组岀现意外或者外部系统发生事故而

5、导致频率降低，预设程序通过启动备用机组来维持系统稳定；反之，汛期来临频率过高时，预设程序会关闭一些机组。2.2主要辅助设备运行状态的监控在水电站中，围绕发电机组有一些主要的辅助设备，这些设备的运行工作情况同样影响着电站的稳定生产。电气自动化在辅助设备运行中广泛的应用。应用过程：通过“监测设备一一控制设备一一控制节点”的方式，将辅助设备运行数据发送至计算机，计算机通过数据库和预设规则比对，判断辅助设备的健康状态并相应控制设备的电气参数。应用内容：（1）检测定子和转子回路是否正常;（2）检测定子绕组的铁芯温度是否正常；（3

6、）检查机组润滑度及变速系统、制冷系统等是否正常；（4）以上无论哪部分出现问题，电气自动化系统都会迅速启动应急程序和保护措施，同时将故障信息上传警报。2.3主要电气设备的监控和保护水力发电的输出离不开变压器、母线、开关柜、输电线路等主要电气设备。对这些设备的监控和保护成了水电站电气自动化应用的必然内容。应用过程:通过PT、CT等设备采集到的电气量，判断设备是否有故障，并视故障情况作出反应。应用表现：（1）对一些没有直接危害发电机组的异常情况（如机组冷却水源中断、机组温度超限、油槽油面异常、推力轴承或者导轴承温度升高等），

7、只需要发警告以引起运行人员的注意即可；（2）对于超过保护整定限值的故障情况（如机组过速II调速器失灵、导水叶剪断、铜管爆破等），电气自动化系统不但跳开断路器，还同时关闭机组进水闸门。2.4机组外辅助设备的监控完整的水电站拥有数量众多的水泵、空压机、油泵等机组外电气设备,以及浩大的水工建筑物。电气自动化在这一块的应用为：（1）控制水泵等设备的运行状态，故障吋及吋投入备用设备；（2）检测大坝闸门是否可正常启动，检测拦污栅是否堵塞，当水位过高过低时引发自动报警。3PLC技术应用展开PLC即可编程控制器。在水电站电气自动化中，

8、可应用PLC来控制几乎所有设备的生产过程。（1）在轴流桨式水轮机调速器中的应用轴流浆式水轮机厂家一般会提供所谓“协联曲线”（即描述不同水头下浆叶转角与导叶开度的关系的曲线），以指导电站生产。但实际运行时，上下游水位及水轮机水头处于不断变化之中，某些情况下会远离厂家参数，因此按协联曲线运行不一定能达到最佳状态。采用PLC技术后，可先