水电站电气工程中自动化技术的运用研究

水电站电气工程中自动化技术的运用研究

姓名：刘国军

单位名称：中国电建市政建设集团有限公司

单位邮编：300384

摘要：自动化技术在水电站的应用已经成为了改善水电站生产效率和运行可靠性的重要手段。通过引入自动化技术，水电站可以实现自动化控制，从而减少人工干预，提高生产效率和运行可靠性。自动化技术能够在大大减轻人力负担的同时，提高水电站的安全性和稳定性，减少因人为操作失误而造成的事故和损失。为了进一步提高水电站的自动化水平，需要积极探索PLC技术、计算机技术、实时监控技术的融合应用方法。PLC技术是水电站自动化控制的核心技术，计算机技术和实时监控技术则能够更好地支持PLC技术的应用。这些技术的融合应用，将能够实现水电站自动化控制的全面覆盖，从而更好地保障水电站的安全运行。

关键词：水电站；电气工程；自动化技术；运用

1自动化技术在水电站电气工程中的应用价值

1.1保障水电站稳定、可靠运行

随着科技的不断进步，自动化技术在各个行业中被广泛应用。水电站电气工程也不例外，自动化技术可以与水电站电气工程相结合，实现水电站的智能化运行。自动化系统可以实现自动化预警目标，及时报警设备故障，使水电站的安全性更高。同时，自动化系统还能精准定位故障部位，便于后续检修工作，提高设备故障处理效率和水电站运行安全性。自动化系统可以实现对全部电气设备的动态化监控，通过监控系统可以随时掌握设备的运行情况，及时发现问题并进行处理。自动化系统还能记录监控日志，便于查阅和追踪。这些数据都能为水电站的管理者提供准确的信息，帮助他们更好地掌握水电站的运行情况。总之，自动化技术的应用可以让水电站的运行更加智能化、高效化，提高水电站的运行安全性和管理水平。

1.2保证电能质量

电能质量是水电站运行效率的重要指标，其稳定性和可靠性直接影响着电网的运行和用户的用电质量。然而，三相电压不平衡、电压偏差、频率偏差等问题会影响电能质量，导致电压波动、闪变等情况。因此，如何监测和控制电能质量成为水电站运行中的重要问题。自动化技术具备全天候、实时自动监控等特点，可以对电能质量进行监测。利用自动化技术，可以动态化采集螺旋桨、水轮机、发电机组的电压、工作频率、运行负荷等参数。通过对这些参数的监测和分析，可以及时发现异常情况，并将上述参数控制在合理范围内，保障电能稳定、可靠供应。应用自动化技术可以实现水电站的智能化运行和管理，提高电能质量和效率，同时减少人为因素的干扰和误操作。通过智能化的监测和控制，可以实现电能的高质量供应，确保电网的稳定运行，满足用户对电能的需求。

1.3提升生产效率、提高经济效益

自动化技术优化了水电站电气工程相关工作流程，实现了提质增效的目标。随着科技的不断发展，自动化技术在水电站的应用逐渐成为一种趋势。自动化技术的应用不仅可以减少人工劳动量，降低成本支出，还可以提高人力资源的综合利用率，提升水电站的整体工作效率。在过去，水电站的电气工程相关工作都需要人工操作，这种方式存在着工作量大、工作效率低、易出错等问题。而现在，自动化技术的引入，可以实现自动化控制，减少人工操作，从而优化了水电站电气工程相关工作流程，提升了工作效率。同时，自动化技术的应用还可以大大降低成本支出。人工劳动量的减少不仅可以降低工资成本，还可以减少因人为操作而导致的误操作、故障等问题的维修成本。这样的好处对于水电站的经济效益来说是非常重要的。

2自动化技术在水电站电气工程中的具体应用

2.1在涡轮螺旋桨调速中的应用

随着科技的不断发展，自动化控制技术在各个领域的应用越来越广泛。在水电站的发电过程中，涡轮螺旋桨的调速对水能利用效率有着重要的影响。而PLC技术的出现，则为水电站的涡轮螺旋桨调速提供了一种更为有效的解决方案。首先，PLC技术可以帮助科学设计水轮机的水头和水位标准，通过合理控制涡轮螺旋桨的转动角度和速度，实现对水位的自动化控制。这样一来，就能够提高水能利用效率，减少水能的浪费，同时也能够更好地保障水电站的发电进度。其次，PLC技术能够及时掌握水位变化规律，并进一步调节涡轮螺旋桨的速度，提升水力发电效果。这样，不仅能够提高发电效率，还能够减少设备的损耗，延长设备的使用寿命。此外，PLC技术还可以应用在涡轮螺旋桨的热力循环中，提高涡轮螺旋桨发动机的热力循环效率。这一技术的应用，可以减少能源的浪费，提高能源的利用效率，同时也能够降低环境污染。

2.2在水轮机控制系统中的应用

水轮机是一种传统的水力发电设备，具有高效、环保、可再生等优点。随着科技的发展，自动化技术逐渐被应用到水轮机控制系统中，发挥着重要的作用。在水利功能设计值控制方面，自动化控制系统可以实现水利功能设计值控制在95%左右，以满足自动化控制的需求。同时，应用自动化技术可以实现水轮发电机的自动开合，创新了控制模式，提高了水轮机的运行效率。自动化技术还弥补了传统控制技术的不足，减少了投入的人力、物力、财力。采用自动化控制系统可以实现远程监控和控制，大大减少了人工干预的需要，提高了工作效率和安全性。

2.3在电气设备中的应用

随着社会电力需求量的不断增加，水电站长期处于高强度、超负荷运转状态，这导致电气设备损耗较大，故障发生率显著提升，进而严重影响电气设备的使用寿命。为了降低电气设备的故障发生率和故障风险等级，可采用自动化技术来进一步升级优化设备系统内部结构，切实缩短制动时间，提高设备运维水平。短路是电气设备最为常见的故障，因此需要计算短路电流的网络阻抗，并充分应用PLC技术和实时监控技术及时发现故障隐患，进而及时开展检修和维护，减少设备停运时长，尽快恢复设备正常使用状态，降低电气设备发生短路故障的概率。

2.4在安全管理中的应用

水电站电气工程运行生产环节存在较多潜在风险隐患，一方面，暴雨洪水等自然灾害突发性水电站电气工程运行存在潜在风险隐患，这些隐患包括自然灾害和设备运维管理的问题。自然灾害如洪水、地震等可能会对水电站造成极大的破坏，而设备运维管理方面则包括设备老化、设备故障等问题，这些问题都会对水电站的安全带来潜在威胁。为了提高水电站的安全运行，自动化技术成为了不可忽视的重要手段。自动化技术能够全天候实时监测河流水位和设备运行参数，提高信息采集更新能力。通过实时监测，可以及时发现水电站运行中的异常情况，及时采取措施进行处理，减少事故风险。利用PLC技术可以及时传回告警信息，提醒工作人员注意，降低安全风险。PLC技术是一种可编程逻辑控制器，能够实现设备的自动化控制，当设备出现异常情况时，PLC会自动发出告警信息，提醒工作人员及时处理问题，避免更大的损失。

3结论

综上所述，自动化技术在水电站中的应用是一个不可或缺的重要手段。通过积极探索技术融合应用方法、提供技术支持等方式，可以最大限度地提高水电站电气工程自动化控制水平，从而更好地保障水电站的安全运行。

参考文献：

[1]郭悠扬.水电站电气工程自动化技术及运用分析[J].科学技术创新，2022(34):14-17.

[2]赵楠.水电站电气工程自动化技术的应用探讨[J].造纸装备及材料，2022,51(5):54-56.

[3]陈永崇.自动化技术在水电站电气工程中的运用与展望[J].光源与照明，2021(6):97-98.

[4]马德辉.水电站电气工程自动化技术的应用分析[J].黑龙江水利科技，2021,49(4):184-186.