姬紹文 張亞南

【摘 要】近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，自動化技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，而水電站對人們的日常生活用電有著十分重要的作用，通過對電氣自動化的應(yīng)用進行分析，可以有效提高工作效率。但是在實際的應(yīng)用過程中還存在多方面的問題，本文就對水電站應(yīng)用電氣自動化的問題進行深入探討，為提高水電站電氣自動化應(yīng)用能力提出相應(yīng)的對策。

【關(guān)鍵詞】水電站;電氣;自動化;應(yīng)用

基于現(xiàn)階段科技水平，國內(nèi)外發(fā)展中國家電力資源主要包括水電與火電兩種類型。其中，水電是電力主要的提供者?；诮?jīng)濟建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，水電站運行對于電氣自動化的需求不斷增加，以其能夠保證運行的安全性與理想性。即便當前水電站的電氣自動化應(yīng)用效果理想，但是卻始終存在一定的不足之處，必須要正確認知其中存在的問題，及時采取有針對性的解決對策，才能夠確保水電站運行的更加穩(wěn)定。

1、水電站電氣自動化的主要內(nèi)容

1.1對水電站輔助設(shè)備的監(jiān)控

在水電站運行過程中電氣自動化裝置要能夠?qū)λ娬緝?nèi)各項設(shè)備的工作狀況進行及時的檢測，這就需要對輔助設(shè)備的全面監(jiān)控，通過監(jiān)控水電站各發(fā)電機組以及各種輔助設(shè)備，來對水電站工作過程中發(fā)現(xiàn)問題進行及時的改正。具體而言就是監(jiān)控水電站發(fā)電機組和輔助設(shè)備的運行狀態(tài)和情況，在監(jiān)視過程中，一旦發(fā)生異常或者設(shè)備出現(xiàn)故障時，電氣自動化系統(tǒng)能迅速做出反應(yīng)，對故障情況進行記錄，然后迅速的采取自動保護措施，情況非常危急時，發(fā)出報警信號甚至緊急停機。

1.2自動監(jiān)測和控制水電站水輪發(fā)電機組運行狀況

在水電站中很多設(shè)備都是閉環(huán)性質(zhì)，如調(diào)速器和勵磁調(diào)節(jié)器。勵磁調(diào)節(jié)器是發(fā)動機組電壓的閉環(huán)控制系統(tǒng);而調(diào)速器屬于發(fā)電機組轉(zhuǎn)速的閉環(huán)系統(tǒng)，這兩個調(diào)節(jié)器在發(fā)動機組的自動控制裝置中屬于最簡單、最基本的裝置。使用機組監(jiān)控設(shè)備可以實現(xiàn)對水電站發(fā)電機組運行狀態(tài)的控制和監(jiān)測。機組的相關(guān)運行數(shù)據(jù)可以通過監(jiān)控自動化設(shè)備及時進行傳遞，使用預(yù)先設(shè)定的運行程序，計算機可以對發(fā)電機的運行狀態(tài)進行判斷，并依據(jù)實際情況將相關(guān)指令發(fā)送給控制設(shè)備，從而實現(xiàn)遠方自動開停發(fā)電機組、機組的并列、發(fā)電機工況調(diào)整。此外，發(fā)電機組運行狀況的不同計算機需要不斷對機組運行數(shù)據(jù)進行調(diào)整，從而選擇最佳的運行方式;在系統(tǒng)負荷變化情況下，計算機需要自動調(diào)節(jié)好發(fā)電機組的無功功率和有功功率。

1.3監(jiān)測、控制、保護水電站主要電氣設(shè)備

電氣設(shè)備主要有輸電線路、母線和變壓器、發(fā)電機等，而電氣自動化需要實現(xiàn)對這些設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、保護和監(jiān)測，根據(jù)這些設(shè)備的運行數(shù)據(jù)分析這些設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài)。若有安全事故發(fā)生，可及時排出電氣設(shè)備的故障，使供電安全得到保障。對設(shè)備的自動保護包括兩點。常見的事故中，發(fā)電機過速、115%Ne+主配拒動、機械過速、事故低油壓等應(yīng)啟動緊急停機流程;發(fā)電機電氣事故、軸承溫度過高、頂蓋水位高、冷卻水中斷應(yīng)啟動事故停機流程。

2、水電站電氣自動化應(yīng)用中存在的問題

2.1水電站電氣自動化程度低

近年來隨著我國水利行業(yè)的不斷發(fā)展，我國大多數(shù)的水電站在建設(shè)的過程中均應(yīng)用了電氣自動化，但是在實際的運行中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的水電站電氣自動化程度并不高，智能自動化的程度普遍較低。其主要的表現(xiàn)為：系統(tǒng)在運行過程中離不開人工操作，并且因為系統(tǒng)的自動化程度低，影響到了整個系統(tǒng)日常運行的穩(wěn)定性，甚至己經(jīng)對水電站的安全生產(chǎn)效益產(chǎn)生了一定的影響。

2.2自動化管理水平過低

就目前而言，越來越多的企業(yè)已經(jīng)認識到水電站電氣自動化的現(xiàn)實意義，但是在整體運行過程中，仍然會存在管理方面的問題，其中電氣自動化管理問題產(chǎn)生的主要原因是國內(nèi)電氣自動化的實際應(yīng)用情況比較落后，因起步比較晚，在技術(shù)方面存在缺陷與不足，所以導(dǎo)致自動化管理水平過低。從另外一個角度分析，因缺乏對電氣自動化管理的重視，沒有從本質(zhì)上提高管理水平與質(zhì)量，這樣一來在整個電氣自動化管理中易受到主客觀因素的影響，還有一點便是企業(yè)并沒有根據(jù)實際的發(fā)展情況，針對水電站電氣自動化制定完善的管理措施，長此久往，在水電站的運行過程中，因為自身的設(shè)備比較落后，易發(fā)生故障問題，對電氣自動化的整體應(yīng)用產(chǎn)生影響。

3、提高水電站電氣自動化應(yīng)用的策略

3.1構(gòu)建完善的電氣控制系統(tǒng)

縱觀諸多的水電站電氣自動化工作，計算機是主要的電氣控制設(shè)備，其控制方式為將以太網(wǎng)控制與各終端設(shè)備進行連接，通過具體的監(jiān)控對象，確保系統(tǒng)具有分散性、開放性與靈活性，并為其設(shè)置相應(yīng)的配套系統(tǒng)，以滿足不同工作的需求。同時在監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的收集與處理的過程中，計算機會對設(shè)備的運行情況進行自動的記錄，保證了水電站的管理與運行具有時效性，為水電站的電氣自動化設(shè)備的維護提供可靠的依據(jù)，及時的幫助運維人員對電氣自動化設(shè)備進行排查工作，使電氣自動化設(shè)備發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。

3.2實現(xiàn)自動控制水輪發(fā)電組

想要在實際應(yīng)用中保障電氣自動化設(shè)備可以實現(xiàn)自動開停機，工作人員需要考慮到水電站的工作環(huán)境和實際運行條件，選擇最優(yōu)的機組數(shù)量，從而保證在設(shè)定的程序下電氣自動化設(shè)備可以實現(xiàn)有效運轉(zhuǎn)，使水電站的正常運營得到維護。與此同時，企業(yè)想要將機組之間負荷分配的經(jīng)濟性能得到提升，需要工作人員全面了解和掌握電氣自動化設(shè)備，根據(jù)運行的實際情況進行調(diào)節(jié)。除此之外，水電站還需要配備有備用的電氣自動化設(shè)備，若設(shè)備出現(xiàn)故障，可以及時使用備用設(shè)備進行替換，防止發(fā)電機組非?，F(xiàn)象的發(fā)生，從而保證水電站的經(jīng)濟效益。

3.3提升人員素養(yǎng)與專業(yè)能力

大多數(shù)水電站建設(shè)在比較偏僻的山區(qū)，這在一定程度上對人員工作造成影響，導(dǎo)致成本增加，除此之外，工作人員的工作環(huán)境比較差，對其積極性造成打擊與制約，然而將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用其中，可以實現(xiàn)無人管理，不僅減少了工作人員的數(shù)量，并且還可通過自動控制與自動監(jiān)測的方式，減輕工作強度，提高工作質(zhì)量，從另外一個角度分析，自動化系統(tǒng)可以降低管理成本，提高工作效率，符合當前社會發(fā)展的基本要求。

3.4優(yōu)化電力運作

在水電站各個機組運行的過程中，要從根本上保證電壓與頻率處于標準數(shù)值范圍之內(nèi)，所以必要的時候需要對自動化技術(shù)進行檢測與監(jiān)控，真正做到自主反饋，保護機組的正常運行。從其他角度分析，自動化技術(shù)的應(yīng)用還可優(yōu)化電能質(zhì)量，對電網(wǎng)運行的有功功率無功功率之間的平衡加以調(diào)整，實現(xiàn)水電站工作的穩(wěn)定性。當然，自動化控制裝置可實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，做好記錄與報警，尤其是在面對突發(fā)事件的時候，可及時記錄與解決，發(fā)出警告，避免因故障引發(fā)突發(fā)事件，提高發(fā)電效益指標與供電的可靠性。

4、電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展

4.1電氣自動化系統(tǒng)的通用性

實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)的通用性發(fā)展有利于系統(tǒng)工作效率的提升;有利于電氣自動化發(fā)展的數(shù)據(jù)化;有利于促進資源共享。借助網(wǎng)絡(luò)平臺達到更為有效的控制發(fā)展，實現(xiàn)辦公環(huán)境從生產(chǎn)、控制等全方位數(shù)據(jù)的共享。

4.2電氣自動化系統(tǒng)呈現(xiàn)市場化的發(fā)展趨勢

在時代發(fā)展的快節(jié)奏之下，企業(yè)應(yīng)該緊跟時代發(fā)展的步伐，加強對于電氣自動化的技術(shù)提升，升華改造，形成自身獨有的特點，促進市場大繁榮。企業(yè)還可以通過市場外包等方式，帶動相應(yīng)的零配件生產(chǎn)集約化，逐步提升企業(yè)市場適應(yīng)能力。產(chǎn)品市場化有效提升了資源配置的效率，同時促進了產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

5、結(jié)束語

綜上所述，新時期背景下，科學技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，而水電站電氣自動化應(yīng)用也更加普及，被當作水電站電氣建設(shè)工作的重要方式。通過對電氣自動化技術(shù)的合理運用，不僅可以實現(xiàn)水電站運行的穩(wěn)定性，同時還能夠提高其運行經(jīng)濟性，使得供電質(zhì)量得以全面提升，以保證系統(tǒng)獲得更為可觀的經(jīng)濟效益。上文以水電站為研究對象，闡述了電氣自動化在水電站中應(yīng)用的問題，并提出了具有針對性的改進措施，主要的目的就是進一步推廣電氣自動化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用，與此同時，不斷完善應(yīng)用的效果，在實現(xiàn)水電站穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上獲取最佳的收益，促進水電站自身的發(fā)展。

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（作者單位：苗尾功果橋水電廠）