关于水电站电气自动化探究

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1、关于水电站电气自动化探究关于水电站电气自动化探究摘要：电气自动化程度是水电站现代化水平的重要标志之一,同事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。本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容，并进一步分析了设备选型及自动化设计。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在我国，水能资源具有独一无二的优势,无论是从蕴藏总量、技术开发量、年发电量,还是占世界总量的比例上来说。然而我们必须意识到，我国水资源的开发利用程度还处于落后水平，工作方式老旧，自动化程度不高。为了彻底改变此种情况，我国水电站急需引入电气自动化到工作中来，让

2、水电站工作更快捷、更智能。充分利用计算机等现代高科技产品来实施对水电站建设项目的监控、生产等。增强水电站工作的安全性、可靠性，提高工作效率，降低劳动强度，最大程度上脱离人工操作的全过程。一、引言水力发电是指利用水流的位能差而产生的电能。其产生原理为：水能转化为机械能后再一次转化为电能。通过在高落差的上游段或者是水库中引水的方法以及水体本身的压力或水流速度足以带动水轮机运转，达到水能向机械能的转变再沿特制的输水路线利用水轮机经过的水流流至下游。发电机由水轮机带动旋转，让机械能再一次向电能转换，电流再经由升压变压器和配、送电线路输送至负荷中心，降压后可向市场供

3、给。当中水量和落差是构成水能的前提耍索。水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视，能够在无人（或少人）直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志，同时，自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。二、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和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主耍机电设备的型式和布置方式等有关。总的來说，水电站自动化包括完成对水

4、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、完成对主要屯气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视儿个方面。（一）完成对水轮发电机组运行方式的口动控制一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调和转发电等的自动化，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，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，在工作机组发牛事故或电力系统频率降低吋，可自动起动并投入备用机组；系统频

5、率过高吋，则可自动切除部分机组。（二）完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视如对发电机定子和转了回路各电量的监视，对发动机定了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。（三）完成对辅助设备的口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助设备。（四）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。（五）完成对水工建筑物运行工况的控制和监视由自动控制原理的解释來看，上

6、述各项操作的性质都是开环操作。除此Z外也是有…些是属于闭环性质的控制。机组和电站的最基本的自动控制装置,是励磁调节器与调速器，前者为机组电压的闭环操控系统，后者为机组转速的闭环操控系统。通过改变励磁调节器的一些数值來控制机组的无功出力，再通过改变调速器的整定值來调整机组的有功出力。此外，还有如设置成组调节设备的方法，将全厂机组视为一台机组来调整，这样就形成自动调频装置、有功功率成组调控装置和无功功率成组调控装置的目的了。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，弓冰压力管的保护（指引水式电站）等。三、设备选型及自动化设计随着水

7、屯站自动化水平的提高，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、精度低等因素以及口动化设计上的不足使水电站的口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。（-）PLC在轴流桨式水轮机调速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

8、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