电气自动化在水电站中的运用胡云启

电气自动化在水电站中的运用胡云启

胡云启

（云峰发电厂吉林省通化市134200）

摘要：随着高新科技的不断发展以及信息化进程的不断加快，我国已经进入了科技化时代，就水电站而言，传统的以人操作为核心的生产方式已经不适合时代的发展，目前，水电站电气自动化技术得到迅速普及和应用。水电站实施电气自动化不仅能够提高水电站工作的可靠性、运行的经济性和电能的质量，还能提高水电站劳动生产率，提高水电站的经济效益。因此，本文对电气自动化在水电站中的运用进行分析。

关键词：电气自动化；水电站；运用

水电站电气自动化是一门涉及多方面理论和新技术的综合性科学技术。近年来，由于电力电子技术和计算机应用技术的迅速发展及计算机性能的显著提高，通过日趋成熟的计算机网络技术、自动控制技术、微机保护技术及视频处理技术对水电站生产过程进行操作、控制和监视，可实现水电站在无人（或少人）直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动运行，达到提高生产效率、安全经济性、可靠性、改善工作环境等目的。

1水电站自动化的概述

水电站自动化就是利用电气自动化技术来实现水电站的健康稳定运行。具体来说就是在水电站的运行过程中，利用机械、电气及电子等先进的技术设备，事先设定合适的计划或程序，使整个水电站运行过程的操作、控制和监视，能够在无人或少人直接参与的情况下，按预先设定的计划或程序自动地运行。水电站自动化的目的就是在无人操作的情况下，实现水电站各项设备正常运行。

2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、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，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，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对水轮发电机组及其周围重要设备的运行状态的监测

比如说他可以检测发电机组的定子与电子中的电路安全，同时可以检测发电机定子绕组和铁芯中温度是不是超过了设定的温度，此外，对发电机组润滑度与制冷系统的监督，对机组变速系统的监督。当这其中之一出现故障，电气自动化会果断智能的采取措施，同时向检测人员发送警讯与紧急呼叫。

2.3对主要电气设备的控制、监视和保护

水电站的主要电气设备有变压器、母线及输电线路等，水电站自动化也要实现对这些电气设备控制、监视与保护，主要是记录每一时间段的设备运行情况，根据运行数据判断输电线路是否畅通、母线是否正常使用、变压器是否正常工作。一旦出现安全事故要及时启预备设备并报警，排除电气设备事故保证供电安全。

3电气自动化在水电站中的运用

3.1运行电气设备的自动检测

自动化检测就水电站而言更多的时候体现在关于每种设备的运行指征加以更为规范化和针对性的技术检测。该检测方式在实践的过程当中涉及到的设备有很多，例如：操作平台、发电机组、辅助设备、主变压器、水轮机组、建调速系统、风油水系统、继电保护系统、升压站等。检测参数既定的内容有：大轴摆度、水轮机振动、水轮机转速、导叶开度、顶盖水位、水导瓦温、水导油温、水导油位、锁锭位置、空气围带压力等。通过检测，各分节点把数据传送至主操作平台，同时以立体成像或数字的形式显示出来，便于分析和记录。

3.2实现水电站的自动控制

脉冲是水电站电气自动化中全部系统设备的主要操控目标，这也是实现水电站正常发电与运行的基础。水电设备的所有指征都明确之后，只要常规检测无异常情况出现，便可执行装置的运行命令。一旦发生事故，电气自动化控制设备便能够利用随时待命的备用系统自动进行运转，并关闭之前运行状态下的系统，与此同时警示指令已传送至相关的检修人员。不仅如此，还能根据设备的具体运行情况适时针对发电机组数据开展问题的自查自检工作。

3.3水电站相关设备的自动化保护

水电站的自动化保护措施主要包括下面面两个基本层次：

3.3.1发出警告，例如发电机组轴承的冷却水源中断、轴温超限、润滑油膜出现异常等，自动化系统通过其末端的传感器获得这些参数的实时变化情况，提示对应人员采取对应的措施，从而保证设备的正常运行；

3.3.2自动关闭进水闸门，当水电站出现紧急情况时，自动化系统在跳开断路器的同时，还会自动关闭发电机组的进水闸门，从而有效的避免事故升级。

4水电站自动化的目的

4.1提高水电站工作的可靠性

水电站的主要任务就是保证电能的输出。水电站通过电气自动化的改造之后，就可以实现对设备的工作情况进行准确掌握，同时还能够自动生成监控日志，一旦水电站的某个设备或者某个程序出现了问题，系统就会自动发出警报，操作人员就可以技术发现问题并尽快找到问题的解决办法，避免因为不正常状态下的问题而引起设备不能够正常工作，进而减少企业的经济损失，保障水电站的正常运行。此外，实现自动化就能够通过计算机程序来完成对整个水电站设备的监控，避免出现人为原因的故障问题。

4.2保证电能质量

电能的质量通常用电压和频率这两项指标来衡量。众所周知，电力系统中的无功功率的平衡决定着电力系统的电压而有功功率的平衡则决定着频率。发电系统的电荷是随时不停的变化的，人的操作往往不能及时准确的对其做出调整，采用自动装置可以解决这一难题，他可以及时准确的调节有功和无功功率，保持电压和频率的稳定。

4.3提高运行的经济性

要想保证水电站运行的经济性效果就必须要能够保证水轮发电是处于一种满负荷的工作状态下进行的，因此水电站运用自动化控制装置，能够有效的在控制的过程当中，选择最佳的运行组数据，并以此来对水电站的实际情况进行综合性考虑，从而实现水电站对整个电网的负载分配，并以此来选择出最优良的机组运行数据，同时也使用最少的运行机组数据产出更多的电能，最终有效的帮助水电站实现了其经济优化运行的主要目的。

4.4提高了操作人员工作效率

水电站电气自动化的实行，减少了实际操作人员参与控制、监视、记录、安全检查等任务，减轻了它们劳动的强度，减少了运行管理人员的数量，实现少人甚至无人值班，提高了劳动生产效率，节约了水力资源。

结束语：

目前，促使水电站电气自动化随着高科技技术的发展已经成为必然的发展趋势。水电站电气自动化的实现，不但使水电的经济效益和水电的安全性与稳定性得到了提高，而且使水电站的高效率得到了保证。科学的分析电气自动化在水电站的应用，还能有利于水电站自动化的健康发展。

参考文献：

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[2]浅析在水电站中电气自动化技术的运用[J].韦家吉.通讯世界.2016（07）

[3]电气自动化技术在水电站中的应用[J].孙惠.机电信息.2014（18）

[4]探究电气自动化技术在水电站中的应用[J].王福健.才智.2015（26）