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1、电气自动化在水电站中应用 摘要：电气自动化程度是水电站现代化水平的重要标志之一，同时自动化技术也是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。本文主要介绍了水电站自动化的目的和内容以及电气自动化技术的发展，说明了电气自动化技术在水利工程中的重要性。关键词：电气自动化；水电站；应用中图分类号：TM622文献标识码：A文章编号：引言近年来，我国的电子技术不断发展，水电站自动化技术得到了迅速的发展，各种新型自动装置不断被采用，因此，对于水电站的自动化水平得到了很大的提高。水电站自动化的优势是：可以提高工作的可靠性、运行的经济性、保证电能质量、提
2、高劳动生产率、改善劳动条件等。1.水电站的概念7水力发电是指运用水流的位能差而发作的电能。其发作原理为:水能转化为机械能后再一次转化为电能。经过在高落差的上游段或许是水库中引水的办法以及水体自身的压力或水流速度足以股动水轮机工作,到达水能向机械能的转变,再沿特制的输水道路运用水轮机经过的水流流至下流。发电机由水轮机股动旋转,让机械能再一次向电能变换,电流再经由升压变压器和配、送电线路输送至负荷中间,降压后可向商场供应。傍边水量和落差是构成水能的条件要素。2.分析水电站自动化的内容水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位
3、和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。2.1完成对水轮发电机组运行方式的自动控制一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化，使得上述各项操作按设定的程序自动完成；另一方面，自动维持水轮发电机组的经济运行，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配
4、，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。2.2完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视7如对发电机定子和转子回路各电量的监视，对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视，对机组润滑和冷却系统工作的监视，对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时。迅速而自动地采取相应的保护措施，如发出信号或紧急停机。2.3完成对辅助设备的自动控制包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制，并发生事故时自动地投入备用的辅
5、助设备。2.4完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。2.5完成对水工建筑物运行工况的控制和监视。如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视，引水压力管的保护(指引水式电站)等。3.设备选型及自动化设计水电站自动化水平不断提高,水轮发电机组所需自动化元件愈来愈多,其作用就愈重要。但由于目前主机配套的自动化元件的性能不够稳定、灵敏度差、精度低等因素以及自动化设计上的不足使水电站的自动控制的安全受到不同程度的影响,这就需要对设备进行选型和自动化设计。73.1PLC在轴流桨式水轮机调速
6、器中的应用轴流转浆式水轮机被广泛使用于中低水头电站。由于它的水轮机叶片随水不同可与导叶协联动作而使用水轮机的动行水头范围增大,这样可为电厂创造更多经济效益。水轮发电机组制造厂家为其制造的水轮机提供了一组不同水头下导叶开度与浆叶转角的协联曲线,调整器制造厂按此曲线设置了调速器内导叶与浆叶的协联关系。但是由于实际电站运行时,水轮机水头的变化及上下游水位的变化,与厂家提供参数相差甚运,故按协联曲线运行时机组运行性能差不能达到最佳状态。因此对于此类机组的调整器须采用可改变程序的PLC可编程控制器的调速器。在机组试运转过程中和今后的运行中可先针
7、对不同水头及上、下游水位及手动协联导叶、浆叶,取得最佳协联曲线而后修改原协联曲线输人PLC而使机组处实际最佳状态。3.2PLC在调节水库式电站调速器中的应用水库式电站的运行水头变化范围大:此类电站的调速器和起动开度一般按水轮机设计水头设计,但当电站水头降低,水轮机处于低水头下运行时,电液调整器往往不能使机组达到额定转速(自动状态),为使调整器的起动开度增大,往往需更换芯片或在开度指示仪中串接电阻而使调节器输出值与开度指示产生差值开机组。当电站水头更小于设计水头时,为使机组开机不致过速,而又必须换回芯片或撤除串接电阻,若采用PLC可编程
8、控制器,则可根据电站水头高低,修改其程序来改变起动开度即可。4.水电站电气自动化技术的发展7随着科学技术的高速发展，电子计算机在各个领域得到广泛应用，一种模块化的基于现场总线的水电站计算机监控系统出现，逐步取代了传统的以
