水電站電氣工程自動化技術探討3篇

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水電站電氣工程自動化技術篇1

電氣工程自動化技術能夠實時的監督相關設備的運作狀況，從而獲取系統、完善的監控日志，提高水電站工作可靠性［1］。若某一環節或設備出現異常，系統就會自動識別引起故障的原因并及時發出警報，從而為故障的及時處理和水電站的正常運作提供有利條件，詳細流程如圖1。從工頻與電壓的角度，保證水電站電能水平的關鍵是電氣工程自動化技術擁有的穩定性能，其中有功和無功功率為干擾水電站電能質量的關鍵因素，這是由于不穩定狀態下的電網負荷運作，在很大程度上影響了電能水平［2］。因此，該項技術的應用需要配備專業的技術人員，通過調試發電機組促使工頻與電壓在允許范圍內工作，在此基礎上保證水電站電能質量。將電氣工程自動化技術應用于水電站中，能夠分析負載數量及其運行狀況，有利于實現以最低的成本獲取最大的效益以及做好相關調度工作，因此該項技術的應用可以提高水電站的經濟性。一般條件下，水電站大多建于偏遠的地區，相應的工作環境較為艱苦，若將自動化技術滲透至水電站，采用相關程序就可實現相當一部分工作，由此降低了作業人員工作量和工程投資成本，并顯著提升水電站生產能力［3］。

1水電站自動化技術應用

1.1現狀分析

通過深入研究自動化模塊發現，在實際生產工作中該模塊保障了水電廠無人化管理效果的實現，這與現代化發展要求相符，詳見圖2。自動化計算的使用與水電站的安全運行狀態密切相關，主要體現在自動化內容、應用模式等方面，且對電力系統的正常運行發揮著重要作用。從運作模式的角度，電氣工程自動化技術與相關設備形式、布置模塊等關系密切;從水輪電機組運作的層面，科學調整發電模塊的自動化是必不可少的環節，為了保證相關程序能夠順利運作必須要求相關人員規范操作［4］。例如，應全面掌握該系統的實際情況以及工作要求，通過合理的優化機組運行、科學分配相關負荷模塊、自動調節機組相關功率等，確保機組的穩定運作及其效果的最優化，為降低事故發生概率和滿足相關負荷要求提供保障。在水電站中應用自動化技術，有利于全面掌握工程運行實際狀況，對此需要應用到相關輔助設備以及發電機組，例如有效控制各個軸承溫度、實時觀察發電機定子等，從而保證其符合實際要求。此外，還要最大程度的避免無法工作的情況，確保實際工作中各項保護措施的落實，對出現信號變化的現象采取有效的對策，并科學控制相關輔助設備，主要是指對空壓機的控制，確保空壓機等設備符合備用機組要求。最后，隨著保護、控制等各類模塊的多樣化發展，為企業全面掌握工程實際狀況以及工程項目的順利運行提供了重要保障，這符合現代化發展需求。

1.2技術優化

1)計算機技術。電子計算機的應用是自動化工作模塊發展的必然趨勢，為更好的優化設計水電站，對于該模塊技術人員要不斷的優化改進［5］。同時，在監控系統中應用計算機技術，有利于轉變傳統的人工工作模式，為優化相關自動化程序以及減少工程投資提供有利條件。考慮不同的結構功能，在系統中可編程序控制器以及計算機發揮著重要作用，技術人員有必要完善相關測控裝置與微機繼電保護裝置間的協調性，從而為系統的順利運行奠定堅實的基礎。2)體系結構優化。通過分析自動化工作模塊發現，該體系結構的拓展性較強。在搭建分布式分層系統時，相關企業要合理優化監控對象，通過科學配置相關功能確保實現其自身靈活效果。此外，為保證自動化模塊處于安全工作狀態，應結合具體要求科學調整有關配置;同時，為便于未來系統的升級改造，技術人員應盡量選用相關新型技術，如Windows操作系統等。3)實時監控優化。系統研究系統全部功能可知，自動化系統能夠實時監控電站設備的運行情況，實時采集、及時處理相關相關，從而為監視工作提供所需要的數據信息，促使監視模塊、故障報警模塊等協調效果的實現，為順利運作電站自動控制模塊提供保障。在達到水電站自身發展及其有關要求的情況下，技術人員要適當調整相關設備，如斷路器操作、運行工況自動轉換等諸多內容。4)自動記錄模塊優化。結合自動化模塊實際工作狀況，技術人員需要適當完善線路、發電機等相關設備，從而提高水電站的管理質量，這也有利于生成高精度的運行報表，通過優化操作自動記錄模塊、做好整定值以及相關參數儲存工作，為順利生成有關報表提供有利條件。最后，還要整合各調度系統，從而確保各應用程序達到協調狀態。5)太網構成模塊的優化。在實際運作過程中，對于不同工作站的協調處理應引起相關企業的高度重視，由此保證相關設備的協調運行，確保不同工作模塊均處于協調狀態，并為實現太網模塊優化奠定基礎。另外，還要適當的控制國際標準協議，通過對競爭式通訊模式的靈活使用保證雙絞線傳輸介質的正常應用，一般控制節點數不低于255。顯然，自動化系統的應用能夠促使遙調程序、保護程序等處于協調狀況，有利于提高系統的精準度和控制靈活性。6)供電系統優化。在優化供電系統時相關企業取得了明顯成效，大大降低了發生供電事故的概率。從優化處理程度的角度上，通過做好新型設備更新工作以及不斷優化計算機監控體系狀態，有利于提高企業的經濟效益，為促進水電站的發展提供有力保障。然而，隨著對水資源開發力度的加大和能源結構的優化調整，在相關領域中水電站綜合自動化系統的應用越來越得到人們的認可，未來必將發揮更大的功能作用。

2水電站電氣自動化技術應用

2.1在水庫式電站調速器方面的應用

從發電站層面上，水輪機設計水頭是支撐水流整個流程的內在動力，并且從開始到結束水頭具有較大的變化范圍。在水頭持續下降的條件下，機組額定轉速目標無法僅僅依靠相關汽輪機液壓調節器來實現，此時就需要技術人員采取增加串聯電阻或更換芯片的處理方式，同時還要以開放的形式適當調整輸出產生情況。針對處理后仍然低于設計水頭的情況，為了有效解決該問題技術人員要拆除串聯電阻或者更換掉芯片，而PLC的應用有利于調節水頭高度，并且為機組的關閉與打開提供了有力條件，實際工程中其應用效果顯著［6］。

2.2對水、油、氣控制上的應用

一般條件下，技術人員必須確保系統參數的精準度，通過有效的控制水、氣、油以及實行自動化策略實現異常情況的精準檢測。例如，加強對供水系統、設備運行啟閉和關閉技術的研究，確保系統能夠穩定的運行和驅動泵系統的順利運作，為實現預期目標提供技術支持。然而，從水、天然氣和石油控制的角度，技術人員必須確保泵站機組的安全運行，從而實現節約成本、控制投資的目的。

2.3在渦輪螺旋槳調速中的應用

在中低水頭電站中軸流轉漿式水輪發電機的應用最為常見，這是由于在水中不同的導葉水輪機可以實現較好的協調工作，從而取得可觀的經濟效益，并顯著提升工程質量。考慮到水位的變化以及電站水輪機水頭的差異，對其調整過程中必須參考廠家提供的參數值，從而實現系統的最佳運行，以上這種情況調節時通常會利用可編程邏輯控制器(PLC)實現。顯然，在相關水頭聯合作用以及機組調試運行情況下，采用手工組合葉片的方式更加適用于下游水位變化的情況，以科學的組合曲線確保機組葉片的正常運轉，然后通過調整PLC單元以及優化以往的組合曲線，可以最大程度的促使渦輪螺旋槳達到最佳的運行狀態。

3結論

綜上所述，目前仍有部分小型水電站存在自動化水平低、產能落后等問題，這不僅嚴重影響著企業的經濟效益，而且會進一步加劇小型水電的缺陷，因此在改造小型水電缺陷時自動化技術的應用必將成為未來的發展趨勢。文章深入探究了自動化技術在水電站中的應用現狀，并結合實踐經驗提出一些行之有效的對策，為其他類似電站自動化技術的應用提供借鑒。

作者：馬德輝 單位：本溪關門山水庫實業有限公司

水電站電氣工程自動化技術篇2

1電氣工程自動化技術對水電站的重要性

1.1提高水電站工作的可靠性

將電氣工程自動化技術應用在水電站中，能夠對水電站所有設備的運行情況進行實時監控，進而得到相應的監控日志。在運行過程中，如果某個環節或某個設備出現了異常，自動化系統就會自動報警，能夠對故障成因進行判斷，加快處理故障的速度，為水電站的安全可靠運行提供了保障。

1.2提高水電站的電能質量

在電網負荷運行情況下，水電站會受到電壓與工頻的影響而處于不穩定狀態，影響了水電站的電能水平。可以利用電氣工程自動化技術對發電機組進行調試，使電壓與工頻都能維持在合理范圍內，進而確保水電站的電能質量。

1.3提高水電站的經濟效益

利用電氣工程自動化技術對水電站的負載情況進行分析，并根據水利條件進行合理調度，用最小的水動力生產出最多的電能，大幅提高水電站的經濟效益。

1.4提高水電站的生產效率

利用電氣工程自動化技術能夠使一些工作程序實現自動化，減少了水電站工作人員的工作量，節約了人力成本，將人員配備到更需要人力操作的流程中去，實現對人力資源的合理運用，提高了水電站的生產效率。

2水電站電氣工程自動化技術的應用

2.1水電站監控系統中的應用

要想全面實現水電站的自動化系統管理，可以通過電氣工程自動化技術構建一個監控系統，對水電站進行自動監控，提高監控效率。目前，集中監控、遠程監控、總線監控是監控系統中最為常見的三種監控方式，其中，遠程監控系統的使用效率最高，因為遠程系統的使用成本相對較低，應用較為廣泛。

2.2水輪機自動控制系統中的應用

水輪機自動控制系統可以結合水電站的實際情況合理調整水輪機的發電機功率或自動關閉水輪機，進一步提高水電站的實際運行效率，確保水電站的可持續發展。

2.3水電站安全運行方面的應用

傳統的水電站設備需要大量的工作人員進行人工操作，這不僅是一種人力資源的浪費，還增加了人為不安定因素以及安全事故的出現概率。而電氣工程自動化技術使水電站逐步走向了智能化發展的道路，大大降低了工作人員的工作量，改善了傳統水電站人多混雜的不利工作環境，還可以通過各種輔助設備對水電站設備進行安全保護。一旦水電站設備在出現問題，自動化系統就會啟動輔助設備發出警報并進行初步處理，既保證了設備的安全運行，又降低了安全故障給水電站帶來的損失，提高了水電站的實際運行效益。自動化系統相對于人工操作而言，準確性更高，有利于保障工作人員的人身安全，還能有效延長水電站設備的實際使用年限，充分發揮水電站設備的最大價值。

2.4渦輪螺旋槳中的應用

PLC編輯程序存儲器的內部信息與操作指令可以對水電站自動化系統進行控制。不同的生產廠家生產出的渦輪螺旋槳各有不同，運行質量也大不相同。在渦輪螺旋槳的使用過程中，必須先對渦輪螺旋槳進行一系列改造，使其能夠在運行過程中保持最佳的運行狀態。可以運用PLC編輯程序存儲器對渦輪螺旋槳進行編輯和調控，使不同導葉的水輪機能夠在運行中保持最佳的運行狀態，進一步提高水電站系統的運行效率。

2.5調速器中的應用

如果水電站的水頭變動相對較大，一般都是通過水輪機對水頭進行管理。如果水電站的水頭變動較小，水輪機機組就無法按照原始的轉速運行，使液壓調節器失去了應有的作用。要想重新啟動水輪機組，就需要增加串聯電阻或更換芯片，對輸出差別進行調節。利用PLC編輯程序存儲器不但能夠有效解決這一問題，還能夠提升機組的運行能力。

2.6油氣水控制系統中的應用

工作人員必須在每一臺自動化設備上輸入相應的參數，如果水電站的油氣水控制系統在運行過程中出現問題，可以通過自動化系統及時找出故障位置，對故障成因進行初步判斷，并與輔助設備控制系統相結合，及時對故障問題進行解決。

3結語

水電站作為重要的電能生產機構，可以利用電氣工程自動化技術對自動化水平不高、電力產能相對落后的水電站進行改造，全面提高水電站的電能生產質量與生產效率，為水電站的長遠發展提供幫助。

作者：羅文云 敖成彥 單位：中國水利水電第十四工程局安裝分公司

水電站電氣工程自動化技術篇3

電氣系統的存在能保證水電站的正常運行，并且能持續高效地輸出電力，在實際的操作中只有加強電力運行的管理和控制，保障其能持續的平穩運行，才能在水電站發揮應有的作用。管理者和工作人員必須對電氣運行的管理和控制給到足夠多的重視，并且要根據自身水電站電氣運行的特點以及輸出的規模來制定具體的運行管理和控制措施。只有這樣，才能保證水電站長時間的高效輸出電量，并且平穩安全運行，對整個水電站的發電系統來講是一件十分重要的事情。

1結合具體的工作目標

水電站的設施較為特殊，電器設備較多，并且不同地區的水電站有著不同的天氣等影響因素，運行難度是不盡相同的。基于這種特殊的情況，在水電站的電氣工程運行與管理過程中，必須結合自己水電站的實際狀況，并且結合當地的天氣地形等一系列的因素，制定出一套屬于自己的管理與控制的運行方案和制定一個合理有效的工作目標。在工作的過程中，要圍繞已經制定的合理目標來展開管理和控制的工作，才能使用最小的成本而達到最大的效益[1]。具體來講，在制定目標與工作計劃之前，必須對整個水電站的電氣設備的數量以及操作程度，包括在實施的過程中所需要的時間和物力成本有一個基礎的統計。只有將這些狀態和信息全面了解，并且輸入數據庫之后，才能通過大數據分析等方式來計算出一個合理且又能達到的目標，并且在之后也要把這些數據信息進行及時的更新，通過這些設備的數量變化和狀態變化來及時調整自己的工作計劃，使工作能滿足現實中的需求，又不會浪費太多的資源。同時不同地區的水電站有著不同的供電目標和社會效益，要根據本電站的具體情況來給出一個目標，這樣才能更好地在管理工作中達到指揮官命令。在完成了目標和計劃的制定之后，才能在后續工作中更好的服務于水電站來加強管理和控制工作[2]。

2建立完善的管理機制

對水電站這一個特殊的對象來講，要使整個水電站能長期有效地運行下去，電信工程的管理和控制必須符合長期的工作特征，在長期的工作中就必須建立起一個高效完善的管理體制，并且通過這種體制來推動管理機構和管理部門的穩定運行。首先要做的是建立起一套較為完善的管理制度，從電器工程的負責人員，再到組織機構的分工責任制，再到責任的落實和追責系統，都必須建立出一套體制出來，并且保證整個水電站電氣工程的工作人員和技術人員能嚴格的按照這套體制去行使[3]。在建立管理部門的時候一定要注意分工和效率，水電站的電氣工程管理和控制工作是一套相對來講比較復雜的工作系統，這就要求每個人要做自己擅長的事情，這樣才能把這份管理和控制的工作落到實處，并且提高效率節約成本。同時要注意落實責任追責制和責任個人化，在每一個環節要做好詳細的記錄，如果出現了問題，要有相關人員能對問題提出解決方案并且負責到底[4]。

3明確崗位職責

水電站電氣運行管理和控制工作來講是較為復雜的，所有崗位都要擔負起自己的責任，并且在自己的崗位上面發揮到最好的作用。要想達到這個效果，沒有工作人員必須清楚自己的崗位以及該崗位的意義，這樣才能在工作的時候盡量把工作做好，而不是覺得自己是一個可有可無的人員。例如技術實施人員負責的是具體的設備運行和安全保障義務，就需要在工作中確保每一個設備都是安全可用的，并且運行效率能達到基本要求。如果任何設備或者是這個時間段出現的技術問題，要能及時維修，這是最前線的工作。對管理人員來講，要注意上文中所提到的管理目標和計劃的制定，并且在實際的操作過程中時刻注意是否按照計劃在進行以及是否有偏離路線的情況，如果有的話要及時進行歸正工作。不同的員工會負責不同的崗位，在此基礎之上才能保證整個水電站的平穩運行高效分工，才能讓水電站的電氣工程管理工作更好地落到實處，并且造福大家。

4結束語

在水電站的電氣工程管理和運行的控制過程中，如果要提高質量并且建立一套完整有效的目標，達到水電站工程效率最大化，就一定要從具體的管理機制和責任的分工入手。從基礎做起，在具體的小事上面落實責任制和安全生產等觀念，通過這樣的方式保證水電站的運行是良好的，并且出現了任何安全問題都可以找到原因，以防再次出現。在這樣的管理體制之下，才能達到水電站的最大社會效益和經濟效益。

參考文獻：

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作者：文昌才讓 單位：青海省三江水電開發股份有限公司