探讨水电站电气工程自动化技术及其应用

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1、探讨水电站电气工程自动化技术及其应用　　摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，电气工程自动化技术被逐渐应用于水电站的建设，其大大提升了水电站的自动化管理水平及生产效率。文章简要分析了应用电气工程自动化技术对水电站的重要意义及可实现的功能，并阐述了水电站电气工程自动化技术的具体应用。　　关键词：水电站；电气工程自动化技术；应用　　近年来，水力发电作为一种清洁环保的电能生产方式日益受到重�，这就对水电站的运行提出了更高的要求。但当前我国部分水电站存在运行效率低、运行不稳定等问题。而加强水电站电气工程自动化技术的应用，可有效解决这些问

2、题，提高水电站的自动化生产和管理水平，提高水电站电能的生产效率，从而为我国的现代化建设和可持续发展战略实施提供基础。　　1应用电气工程自动化技术对水电站的重要意义　　提高水电站工作的可靠性　　水电站中应用电气工程自动化技术，可实时、准确监控设备的工作情况，并形成监控日志。如果其中某一设备或环节出现问题，系统会自动预警，甚至是明确故障方位及原因，以便及时快速的处理故障，提高水电站的运行可靠性。同时，自动监控的实施可有效防止和减少人为操纵失误对设备的损害。　　保证水电站电能质量　　电压和工频的稳定性是衡量水电站电能质量的主要标准，其

3、分别受无功功率和有功功率的影响，由于电网负荷状态的不稳定性，会对电能质量产生一定影响。因此通过自动化技术，自动调节发电机组，使电压和工频始终处于一个合理的水平，可保证电能质量。　　提高水电站运行的经济性　　水电站中应用电气工程自动化技术，可对水电站的负载及运行机组数量进行分析，从而进行合理调度，以确保以最低的投入获得最大的效益。如果单纯依靠人为操作不利于水电站运行的经济性。　　提高水电站生产效率　　一般而言，水电站选址大多比较偏僻，工作人员工作环境相对较差。而电气自动化技术的应用，部分工作是由各种自动装置按一定的程序完成，减轻了

4、工作人员的工作量，降低了生产成本，提高了水电站的生产效率。　　2水电站应用电气工程自动化技术可实现的功能　　将电气工程自动化技术应用于水电站后，可实现如下功能：实现对水轮发电机组运作的自动控制，如实现发电机组自动化设备的自动开关机、调相转发电，使自主发电成为可能。同时，其可实现发电站运行状态的高效率，即水电系统趋向全面智能化，能根据实际情况设定相应指令，确保机组所承载负荷始终限定在一个合理范围内，并在各个机组内平衡分配。另外，自动化系统能根据实际负荷需求量对机组进行自行调换，使无效功降至最低，有效功升至最高。如遇洪涝或突发事件，

5、系统能根据实际情况决定调动备用机组还是将部分运行的机组断开。实现对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监控，以协调各设备的运行状态。主要监控定子轴承、转子轴承、水工隧洞、水轮机进水阀门、机组润滑系统、冷却系统、调速系统、引水装备等，以获取各种辅助设备运行中的参数，如果其中任意一个部分出现异常，系统会迅速做出警示或应急处理[1]。实现对各种水泵、油泵和空压机等辅助设备的自动控制，一旦出现突发情况，系统将自动启用备用设备。实现对系统电气设备的智能控制，主要是检测输电线路、变压器、母线的运行情况，并根据其运行情况进行有效防护和控制管理。

6、控制和监视水工建筑物运行工况：主要监控闸门的工作状态、拦污栅有无堵塞情况发生、水位高低，并采取合理的措施对引水压力管进行有效保护。　　3电气工程自动化技术在水电站中的具体应用　　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

7、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[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：PL

8、C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进行调速，可根据发电机组运行中不同水头、上