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水电站中电气自动化的应用研究

2020-11-18 282 上传者：管理员

摘要：水电站的科学建设不仅是对水资源的合理利用，同时也在防洪、航运以及促进当地经济发展等方面发挥了重要的作用。在水电站的运行中，利用电气自动化技术可以有效的实现水能转化为电能，并将电能实施科学的传输及分配。因此，电气自动化技术在水电站中的应用具有重要的作用，保证了水电站电气系统以及水电站设备的安全运行，大大提高了水电站的发电效率及供电质量。文章指出了电气自动化在水电站中应用的意义，分析了水电站中电气自动化的主要作用，提出了电气自动化技术在水电站中的具体应用，以供相关人员参考。

关键词：
应用
技术
水电站
水资源
电气自动化
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随着我国经济的发展，社会对于电力的需求越来越大，我国传统的火力发电方式存在能耗高的不足。在低碳环保发展理念下，要积极的探索新能源的发电方式，利用水利能源进行发电，不仅满足了电力需求，而且能耗比较低，对周边的环境污染比较小。因此，在我国水利资源丰富的地区，大都修建了水电站，利用水能转化为电能，缓解部分地区电力供应不足的问题，更好的满足社会对于电力的需求。当前，水电站的运行大都完成了升级转型，利用自动化技术建立了安全可靠、管理便捷的水电站电气自动化系统，自动化系统的应用不仅提供了高质量的电力能源，还提高了水利资源的利用率，同时，减轻了工作人员的劳动强度，降低了运行成本，提高了水电站的运行效率。电气自动化技术在水电站的具体应用，可以发挥其优势，实现对水电站运行系统中数据信息的收集整理、分析及处理，有效的管控水电站运行系统。

1、电气自动化在水电站中的应用意义

随着我国科学技术的发展，电气自动化技术的应用水平越来越高，在社会各行业的应用范围也越来越广泛。在水电站中应用电气自动化技术，改变了传统的管理模式，运行效率更高，具有重要的意义。首先，应用电气自动化技术可以让水电站的运行可靠性及安全性得以提高。应用电气自动化技术，构建了水电站完善的运行系统体系，系统的运行更加的高效。其次，保证电力能源输出的稳定性。随着我国经济快速发展，社会各行业对于电力的需求不断增加，水电站应用电气自动化技术，可以保证电力能源转化及传输稳定，保证电力供应。最后，确保电力资源得到合理的配置。我国地域广阔，但水资源比较短缺，而且人均占有量比较少，利用电气自动化技术，可以确保水电站的水利资源得到更加合理的配置，提高水资源的利用效率，而且确保周边的环境不会遭到破坏。

2、水电站中电气自动化的主要作用

2.1 监测并调控水轮发电机组的工作过程

水轮发电机组是水利发电设备的总称，主要包括水轮机、水轮发电机以及附属设备等。水轮机是水利发电站的核心设备，将水能转化为机械能，带动发电机工作，产生电能，因此，水轮机组的安全运行是水利发电站稳定运行的基础。利用电气自动化技术可以自动的监测水轮发电机组的工作过程，并根据实际的运行状况，及时的调控水轮发电机组。这一监测及调控过程是依靠机组的监控系统完成的，监控系统的运行基础是计算机通讯技术，通过计算机技术将机组的运行状况发送到电脑上，结合运行标准对工作运行状况进行分析，在根据具体工作需要的基础上，把指控命令传输给控制系统，在短时间内修正水轮机组运行过程中出现的问题。而且，水轮发电机组的实际运行状态都可以在电脑终端呈现，电脑根据设定好的运行程序及时的调控水轮机组的工作指标，使其一直处于最佳的工作状态。

2.2 监测水电站辅助设备工作状况

电气自动化在水电站的应用，不仅可以监测水轮发电机组的运行状况，还可以监测水电站辅助设备的工况。辅助设备主要包括调速系统、继电保护系统以及监测控制系统等，辅助设备的安全稳定运行可以确保水轮机组稳定运行。如果辅助设备的运行出现问题，电气自动化系统就会自动识别，系统中预先设定好的识别程序就会对出现的问题作出判断，并发出预警提示，提醒工作人员做出调整，如果问题比较严重的话，就会自动停机，直到故障排除，预警才会取消，确保了设备运行的可靠性。

3、电气自动化在水电站中的具体应用

3.1 数字化监测技术的应用

在水电站应用数字化监测技术，为水电站开展高质量、精细化的管理提供了基础，可以实现对水电站重点运行范围的全方位的监测。数字化监测技术在水电站原有设备的基础上稳定的运行，不仅提升了原有设备的运行效率，同时，也确保了运行设备的安全与稳定。数字化监测技术的运行前提是依靠计算机技术，利用继电保护器的PLC编程运行，确保每个节点都可以及时的发送和接收数据。而且，随着科学技术的发展，电气自动化在水电站的未来应用趋势就是要实现整个系统的自动化控制，这样的话，不仅降低了水电站运行的成本，提高了运行效率，同时也在很大程度上减少了水电系统运行中发生故障的几率。

3.2 PLC自动化技术

PLC技术是水电站电气自动化的基础。应用PLC的工业控制系统操作更加便捷，控制精度更高，具有较高的运行效率。水电站应用PLC的基本工作原理是：系统设备运行按照既定的计算模式、操控流程以及运行频率等构建运行的参数，并将各项运行参数通过图像的形式展示出来。水电站工作人员根据展示的图像可以有效的判断系统的运行状况，降低了系统运行中不利因素的影响，同时，更好地保障了系统运行的安全稳定性。

3.3 自动化控制技术

水电站电气自动化中设备的主要操控目标是脉冲，这是水电站正常运行的基础。在实际的运行中，只要设备的各项运行参数符合运行指标，而且常规的检测也没有异常情况的话，装置的运行命令就可以执行。如果运行中一旦出现问题，电气自动化控制设备就可以关闭运行的系统，同时启动备用的系统进行运行，并将出现的系统故障指令传送给检修人员，这样一来，检修人员可以及时的掌握现场的情况，通过故障指令，进行科学的分析，查找故障原因。通过自动化控制技术，可以有效的减少人工误差，降低运行风险，可以让工作人员有更多的时间及精力排除故障，确保系统运行。

3.4 自动检测技术

自动化检测技术是对于水电站的运行设备进行专业的技术检测。主要对发电机组、辅助设备以及水轮机组、继电保护系统等进行检测，检测的主要内容包括：水轮机转速以及振动参数、导叶的开度、水导油温等等。将实时检测到的数据参数通过分节点传送到主操作平台，以数字或者是图像的方式显示出来，便于工作人员进行分析。通过自动检测技术，对于重点区域进行全方位的不间断检测，及时的采集数据，并将数据进行分析、传输，实现了数据计算、分析的自动一体化以及远程控制。而且，自动检测技术具有精度高、可靠性强、稳定好的特点，在水电站的应用具有广阔的前景。

3.5 自动保护技术

自动保护技术可以让水电站中的运行设备都处于保护范围内，减少了设备运行中因故障导致的设备零部件损坏。自动保护技术可以自动的完成对水电站运行设备的检测，在运行中，如果由于外部的环境因素或者是系统自身的故障产生的原因，会影响到设备运行，那么系统就会自动的发出检测、跟踪指令，同时将预警信号发出，及时的打开自动保护设备，确保设备的运行安全。通过自动保护技术，可以改变传统电站装机容量小、运行效率低以及安全性能差等不足，提高了水电站运行的安全性，促进了水电站的安全生产管理工作的有效开展。

4、结束语

随着我国科学技术的发展，水电站设备的更新有了坚实的基础，电气自动化在水电站中的应用是水电站现代化发展的趋势。电气自动化在水电站的应用，提高了水电站的运行效率，确保了运行设备的安全，提高了供电质量。未来水电站自动化将会朝着信息化、智能化方向发展，水电站的水轮机组以及辅助机组的高质量安全运行成为了发展的重点。在当前互联网技术快速发展的形势下，水电站要积极的利用信息化技术来更好的完善自动化监测与控制系统，确保各项运行系统协调配合，完成远距离操控中电流、电压、水位以及温度等各项数据的分析，不断的提升水电站的自动化控制水平，确保系统运行的安全，设备的稳定。

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