水電站電氣工程范文3篇
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摘要:近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展在一定程度上推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的研究應(yīng)用，特別是電氣工程自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越成為水電站建設(shè)必不可少的部分。文章系統(tǒng)闡述了水電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上探析了電氣工程自動(dòng)化技術(shù)在水庫(kù)式電站調(diào)速器、水油氣控制、渦輪螺旋槳調(diào)速中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:水電站;自動(dòng)化;電氣工程;技術(shù)應(yīng)用
0引言
電氣工程自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)督相關(guān)設(shè)備的運(yùn)作狀況，從而獲取系統(tǒng)、完善的監(jiān)控日志，提高水電站工作可靠性［1］。若某一環(huán)節(jié)或設(shè)備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)識(shí)別引起故障的原因并及時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而為故障的及時(shí)處理和水電站的正常運(yùn)作提供有利條件，詳細(xì)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(guān)鍵是電氣工程自動(dòng)化技術(shù)擁有的穩(wěn)定性能，其中有功和無(wú)功功率為干擾水電站電能質(zhì)量的關(guān)鍵因素，這是由于不穩(wěn)定狀態(tài)下的電網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)作，在很大程度上影響了電能水平［2］。因此，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用需要配備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，通過(guò)調(diào)試發(fā)電機(jī)組促使工頻與電壓在允許范圍內(nèi)工作，在此基礎(chǔ)上保證水電站電能質(zhì)量。將電氣工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于水電站中，能夠分析負(fù)載數(shù)量及其運(yùn)行狀況，有利于實(shí)現(xiàn)以最低的成本獲取最大的效益以及做好相關(guān)調(diào)度工作，因此該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以提高水電站的經(jīng)濟(jì)性。一般條件下，水電站大多建于偏遠(yuǎn)的地區(qū)，相應(yīng)的工作環(huán)境較為艱苦，若將自動(dòng)化技術(shù)滲透至水電站，采用相關(guān)程序就可實(shí)現(xiàn)相當(dāng)一部分工作，由此降低了作業(yè)人員工作量和工程投資成本，并顯著提升水電站生產(chǎn)能力［3］。
1水電站自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用
1.1現(xiàn)狀分析
通過(guò)深入研究自動(dòng)化模塊發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)工作中該模塊保障了水電廠無(wú)人化管理效果的實(shí)現(xiàn)，這與現(xiàn)代化發(fā)展要求相符，詳見(jiàn)圖2。自動(dòng)化計(jì)算的使用與水電站的安全運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，主要體現(xiàn)在自動(dòng)化內(nèi)容、應(yīng)用模式等方面，且對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行發(fā)揮著重要作用。從運(yùn)作模式的角度，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)與相關(guān)設(shè)備形式、布置模塊等關(guān)系密切;從水輪電機(jī)組運(yùn)作的層面，科學(xué)調(diào)整發(fā)電模塊的自動(dòng)化是必不可少的環(huán)節(jié)，為了保證相關(guān)程序能夠順利運(yùn)作必須要求相關(guān)人員規(guī)范操作［4］。例如，應(yīng)全面掌握該系統(tǒng)的實(shí)際情況以及工作要求，通過(guò)合理的優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行、科學(xué)分配相關(guān)負(fù)荷模塊、自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組相關(guān)功率等，確保機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)作及其效果的最優(yōu)化，為降低事故發(fā)生概率和滿(mǎn)足相關(guān)負(fù)荷要求提供保障。在水電站中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，有利于全面掌握工程運(yùn)行實(shí)際狀況，對(duì)此需要應(yīng)用到相關(guān)輔助設(shè)備以及發(fā)電機(jī)組，例如有效控制各個(gè)軸承溫度、實(shí)時(shí)觀察發(fā)電機(jī)定子等，從而保證其符合實(shí)際要求。此外，還要最大程度的避免無(wú)法工作的情況，確保實(shí)際工作中各項(xiàng)保護(hù)措施的落實(shí)，對(duì)出現(xiàn)信號(hào)變化的現(xiàn)象采取有效的對(duì)策，并科學(xué)控制相關(guān)輔助設(shè)備，主要是指對(duì)空壓機(jī)的控制，確保空壓機(jī)等設(shè)備符合備用機(jī)組要求。最后，隨著保護(hù)、控制等各類(lèi)模塊的多樣化發(fā)展，為企業(yè)全面掌握工程實(shí)際狀況以及工程項(xiàng)目的順利運(yùn)行提供了重要保障，這符合現(xiàn)代化發(fā)展需求。
1.2技術(shù)優(yōu)化
1)計(jì)算機(jī)技術(shù)。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用是自動(dòng)化工作模塊發(fā)展的必然趨勢(shì)，為更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)水電站，對(duì)于該模塊技術(shù)人員要不斷的優(yōu)化改進(jìn)［5］。同時(shí)，在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，有利于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人工工作模式，為優(yōu)化相關(guān)自動(dòng)化程序以及減少工程投資提供有利條件?？紤]不同的結(jié)構(gòu)功能，在系統(tǒng)中可編程序控制器以及計(jì)算機(jī)發(fā)揮著重要作用，技術(shù)人員有必要完善相關(guān)測(cè)控裝置與微機(jī)繼電保護(hù)裝置間的協(xié)調(diào)性，從而為系統(tǒng)的順利運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2)體系結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過(guò)分析自動(dòng)化工作模塊發(fā)現(xiàn)，該體系結(jié)構(gòu)的拓展性較強(qiáng)。在搭建分布式分層系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)企業(yè)要合理優(yōu)化監(jiān)控對(duì)象，通過(guò)科學(xué)配置相關(guān)功能確保實(shí)現(xiàn)其自身靈活效果。此外，為保證自動(dòng)化模塊處于安全工作狀態(tài)，應(yīng)結(jié)合具體要求科學(xué)調(diào)整有關(guān)配置;同時(shí)，為便于未來(lái)系統(tǒng)的升級(jí)改造，技術(shù)人員應(yīng)盡量選用相關(guān)新型技術(shù)，如Windows操作系統(tǒng)等。3)實(shí)時(shí)監(jiān)控優(yōu)化。系統(tǒng)研究系統(tǒng)全部功能可知，自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電站設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)采集、及時(shí)處理相關(guān)相關(guān)，從而為監(jiān)視工作提供所需要的數(shù)據(jù)信息，促使監(jiān)視模塊、故障報(bào)警模塊等協(xié)調(diào)效果的實(shí)現(xiàn)，為順利運(yùn)作電站自動(dòng)控制模塊提供保障。在達(dá)到水電站自身發(fā)展及其有關(guān)要求的情況下，技術(shù)人員要適當(dāng)調(diào)整相關(guān)設(shè)備，如斷路器操作、運(yùn)行工況自動(dòng)轉(zhuǎn)換等諸多內(nèi)容。4)自動(dòng)記錄模塊優(yōu)化。結(jié)合自動(dòng)化模塊實(shí)際工作狀況，技術(shù)人員需要適當(dāng)完善線路、發(fā)電機(jī)等相關(guān)設(shè)備，從而提高水電站的管理質(zhì)量，這也有利于生成高精度的運(yùn)行報(bào)表，通過(guò)優(yōu)化操作自動(dòng)記錄模塊、做好整定值以及相關(guān)參數(shù)儲(chǔ)存工作，為順利生成有關(guān)報(bào)表提供有利條件。最后，還要整合各調(diào)度系統(tǒng)，從而確保各應(yīng)用程序達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)。5)太網(wǎng)構(gòu)成模塊的優(yōu)化。在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中，對(duì)于不同工作站的協(xié)調(diào)處理應(yīng)引起相關(guān)企業(yè)的高度重視，由此保證相關(guān)設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行，確保不同工作模塊均處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，并為實(shí)現(xiàn)太網(wǎng)模塊優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。另外，還要適當(dāng)?shù)目刂茋?guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過(guò)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)式通訊模式的靈活使用保證雙絞線傳輸介質(zhì)的正常應(yīng)用，一般控制節(jié)點(diǎn)數(shù)不低于255。顯然，自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用能夠促使遙調(diào)程序、保護(hù)程序等處于協(xié)調(diào)狀況，有利于提高系統(tǒng)的精準(zhǔn)度和控制靈活性。6)供電系統(tǒng)優(yōu)化。在優(yōu)化供電系統(tǒng)時(shí)相關(guān)企業(yè)取得了明顯成效，大大降低了發(fā)生供電事故的概率。從優(yōu)化處理程度的角度上，通過(guò)做好新型設(shè)備更新工作以及不斷優(yōu)化計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系狀態(tài)，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為促進(jìn)水電站的發(fā)展提供有力保障。然而，隨著對(duì)水資源開(kāi)發(fā)力度的加大和能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，在相關(guān)領(lǐng)域中水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越得到人們的認(rèn)可，未來(lái)必將發(fā)揮更大的功能作用。
2水電站電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用
2.1在水庫(kù)式電站調(diào)速器方面的應(yīng)用
從發(fā)電站層面上，水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭是支撐水流整個(gè)流程的內(nèi)在動(dòng)力，并且從開(kāi)始到結(jié)束水頭具有較大的變化范圍。在水頭持續(xù)下降的條件下，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速目標(biāo)無(wú)法僅僅依靠相關(guān)汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)就需要技術(shù)人員采取增加串聯(lián)電阻或更換芯片的處理方式，同時(shí)還要以開(kāi)放的形式適當(dāng)調(diào)整輸出產(chǎn)生情況。針對(duì)處理后仍然低于設(shè)計(jì)水頭的情況，為了有效解決該問(wèn)題技術(shù)人員要拆除串聯(lián)電阻或者更換掉芯片，而PLC的應(yīng)用有利于調(diào)節(jié)水頭高度，并且為機(jī)組的關(guān)閉與打開(kāi)提供了有力條件，實(shí)際工程中其應(yīng)用效果顯著［6］。
2.2對(duì)水、油、氣控制上的應(yīng)用
一般條件下，技術(shù)人員必須確保系統(tǒng)參數(shù)的精準(zhǔn)度，通過(guò)有效的控制水、氣、油以及實(shí)行自動(dòng)化策略實(shí)現(xiàn)異常情況的精準(zhǔn)檢測(cè)。例如，加強(qiáng)對(duì)供水系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行啟閉和關(guān)閉技術(shù)的研究，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行和驅(qū)動(dòng)泵系統(tǒng)的順利運(yùn)作，為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)提供技術(shù)支持。然而，從水、天然氣和石油控制的角度，技術(shù)人員必須確保泵站機(jī)組的安全運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、控制投資的目的。
2.3在渦輪螺旋槳調(diào)速中的應(yīng)用
在中低水頭電站中軸流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機(jī)的應(yīng)用最為常見(jiàn)，這是由于在水中不同的導(dǎo)葉水輪機(jī)可以實(shí)現(xiàn)較好的協(xié)調(diào)工作，從而取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，并顯著提升工程質(zhì)量?？紤]到水位的變化以及電站水輪機(jī)水頭的差異，對(duì)其調(diào)整過(guò)程中必須參考廠家提供的參數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行，以上這種情況調(diào)節(jié)時(shí)通常會(huì)利用可編程邏輯控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)。顯然，在相關(guān)水頭聯(lián)合作用以及機(jī)組調(diào)試運(yùn)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(xué)的組合曲線確保機(jī)組葉片的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后通過(guò)調(diào)整PLC單元以及優(yōu)化以往的組合曲線，可以最大程度的促使渦輪螺旋槳達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
3結(jié)論
綜上所述，目前仍有部分小型水電站存在自動(dòng)化水平低、產(chǎn)能落后等問(wèn)題，這不僅嚴(yán)重影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且會(huì)進(jìn)一步加劇小型水電的缺陷，因此在改造小型水電缺陷時(shí)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用必將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。文章深入探究了自動(dòng)化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出一些行之有效的對(duì)策，為其他類(lèi)似電站自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒。
作者:馬德輝 單位:本溪關(guān)門(mén)山水庫(kù)實(shí)業(yè)有限公司
水電站電氣工程篇2
1電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)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(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在水電站中，能夠?qū)λ娬舅性O(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而得到相應(yīng)的監(jiān)控日志。在運(yùn)行過(guò)程中，如果某個(gè)環(huán)節(jié)或某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)了異常，自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，能夠?qū)收铣梢蜻M(jìn)行判斷，加快處理故障的速度，為水電站的安全可靠運(yùn)行提供了保障。
1.2提高水電站的電能質(zhì)量
在電網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)行情況下，水電站會(huì)受到電壓與工頻的影響而處于不穩(wěn)定狀態(tài)，影響了水電站的電能水平?？梢岳秒姎夤こ套詣?dòng)化技術(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行調(diào)試，使電壓與工頻都能維持在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而確保水電站的電能質(zhì)量。
1.3提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益
利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)水電站的負(fù)載情況進(jìn)行分析，并根據(jù)水利條件進(jìn)行合理調(diào)度，用最小的水動(dòng)力生產(chǎn)出最多的電能，大幅提高水電站的經(jīng)濟(jì)效益。
1.4提高水電站的生產(chǎn)效率
利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)能夠使一些工作程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，減少了水電站工作人員的工作量，節(jié)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(shí)現(xiàn)對(duì)人力資源的合理運(yùn)用，提高了水電站的生產(chǎn)效率。
2水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
要想全面實(shí)現(xiàn)水電站的自動(dòng)化系統(tǒng)管理，可以通過(guò)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)水電站進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，提高監(jiān)控效率。目前，集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控、總線監(jiān)控是監(jiān)控系統(tǒng)中最為常見(jiàn)的三種監(jiān)控方式，其中，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的使用效率最高，因?yàn)檫h(yuǎn)程系統(tǒng)的使用成本相對(duì)較低，應(yīng)用較為廣泛。
2.2水輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
水輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以結(jié)合水電站的實(shí)際情況合理調(diào)整水輪機(jī)的發(fā)電機(jī)功率或自動(dòng)關(guān)閉水輪機(jī)，進(jìn)一步提高水電站的實(shí)際運(yùn)行效率，確保水電站的可持續(xù)發(fā)展。
2.3水電站安全運(yùn)行方面的應(yīng)用
傳統(tǒng)的水電站設(shè)備需要大量的工作人員進(jìn)行人工操作，這不僅是一種人力資源的浪費(fèi)，還增加了人為不安定因素以及安全事故的出現(xiàn)概率。而電氣工程自動(dòng)化技術(shù)使水電站逐步走向了智能化發(fā)展的道路，大大降低了工作人員的工作量，改善了傳統(tǒng)水電站人多混雜的不利工作環(huán)境，還可以通過(guò)各種輔助設(shè)備對(duì)水電站設(shè)備進(jìn)行安全保護(hù)。一旦水電站設(shè)備在出現(xiàn)問(wèn)題，自動(dòng)化系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)輔助設(shè)備發(fā)出警報(bào)并進(jìn)行初步處理，既保證了設(shè)備的安全運(yùn)行，又降低了安全故障給水電站帶來(lái)的損失，提高了水電站的實(shí)際運(yùn)行效益。自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)于人工操作而言，準(zhǔn)確性更高，有利于保障工作人員的人身安全，還能有效延長(zhǎng)水電站設(shè)備的實(shí)際使用年限，充分發(fā)揮水電站設(shè)備的最大價(jià)值。
2.4渦輪螺旋槳中的應(yīng)用
PLC編輯程序存儲(chǔ)器的內(nèi)部信息與操作指令可以對(duì)水電站自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制。不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出的渦輪螺旋槳各有不同，運(yùn)行質(zhì)量也大不相同。在渦輪螺旋槳的使用過(guò)程中，必須先對(duì)渦輪螺旋槳進(jìn)行一系列改造，使其能夠在運(yùn)行過(guò)程中保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)?？梢赃\(yùn)用PLC編輯程序存儲(chǔ)器對(duì)渦輪螺旋槳進(jìn)行編輯和調(diào)控，使不同導(dǎo)葉的水輪機(jī)能夠在運(yùn)行中保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步提高水電站系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
2.5調(diào)速器中的應(yīng)用
如果水電站的水頭變動(dòng)相對(duì)較大，一般都是通過(guò)水輪機(jī)對(duì)水頭進(jìn)行管理。如果水電站的水頭變動(dòng)較小，水輪機(jī)機(jī)組就無(wú)法按照原始的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，使液壓調(diào)節(jié)器失去了應(yīng)有的作用。要想重新啟動(dòng)水輪機(jī)組，就需要增加串聯(lián)電阻或更換芯片，對(duì)輸出差別進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用PLC編輯程序存儲(chǔ)器不但能夠有效解決這一問(wèn)題，還能夠提升機(jī)組的運(yùn)行能力。
2.6油氣水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
工作人員必須在每一臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備上輸入相應(yīng)的參數(shù)，如果水電站的油氣水控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，可以通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)及時(shí)找出故障位置，對(duì)故障成因進(jìn)行初步判斷，并與輔助設(shè)備控制系統(tǒng)相結(jié)合，及時(shí)對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行解決。
3結(jié)語(yǔ)
水電站作為重要的電能生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，可以利用電氣工程自動(dòng)化技術(shù)對(duì)自動(dòng)化水平不高、電力產(chǎn)能相對(duì)落后的水電站進(jìn)行改造，全面提高水電站的電能生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，為水電站的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供幫助。
作者:羅文云 敖成彥 單位:中國(guó)水利水電第十四工程局安裝分公司
水電站電氣工程篇3
1水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的基本特征
1.1自動(dòng)性
電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的顯著特征就是全面施行電氣設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制，合理地取代電氣工程控制監(jiān)測(cè)中的人工操作方法。電氣工程自動(dòng)化的技術(shù)手段多樣，自動(dòng)化的電氣監(jiān)測(cè)控制模式應(yīng)當(dāng)置于系統(tǒng)的核心控制管理地位[1]。現(xiàn)階段的水電站包含了龐大規(guī)模的電氣設(shè)備系統(tǒng)，這決定了電氣自動(dòng)化的工程安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)手段應(yīng)當(dāng)全面貫穿于水電站的安全管理工作，充分發(fā)揮出自動(dòng)控制技術(shù)的水電站安全管理實(shí)踐優(yōu)勢(shì)[2]。具有自動(dòng)性特征的水電站電氣工程在安全監(jiān)測(cè)控制模式下，節(jié)約了水電站的實(shí)踐成本。
1.2實(shí)時(shí)性
電氣工程自動(dòng)化的管理控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)電氣運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行完整采集，嚴(yán)格確保了電氣安全管理的數(shù)據(jù)信息滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求。在當(dāng)前情況下，水電站現(xiàn)有的自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)能夠完整覆蓋各類(lèi)電氣設(shè)備，有效確保了電氣自動(dòng)化的實(shí)踐效益達(dá)到最優(yōu)。基于自動(dòng)化技術(shù)，水電站的原有控制技術(shù)方法得到合理的創(chuàng)新調(diào)整，避免了電氣系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的信息存在滯后性。在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)，水電站的電氣安全故障都能得到實(shí)時(shí)性的反饋，防止產(chǎn)生重大性的發(fā)電故障后果[3]。由此可見(jiàn)，實(shí)時(shí)性的工程自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)應(yīng)當(dāng)?shù)玫剿娬竟芾砣藛T的重視。
1.3節(jié)能性
水電站的大型工程節(jié)能環(huán)保效益日益得到人們的關(guān)注，節(jié)能控制手段融入水電站安全管理工作具有很大的必要性。電氣工程自動(dòng)化的基本實(shí)踐思路就是科學(xué)配置運(yùn)用現(xiàn)有的水力發(fā)電資源，防止水力發(fā)電的自然生態(tài)資源浪費(fèi)。電氣自動(dòng)化作為水電站關(guān)鍵的節(jié)能管理技術(shù)手段，其能夠貫穿于水電站的電氣節(jié)能改造全過(guò)程。由于水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)具有節(jié)能綠色特性，因此水電站的能源消耗呈現(xiàn)明顯的降低趨勢(shì)[4]。水電站的自動(dòng)化電氣控制有益于節(jié)約傳統(tǒng)能源，切實(shí)減少了生態(tài)污染和環(huán)境破壞。
2水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的重要實(shí)踐作用
電氣工程自動(dòng)化手段融入水電站的管理控制全面實(shí)施過(guò)程，對(duì)于提升水電站的發(fā)電質(zhì)量效益具有顯著的作用[5]。在自動(dòng)控制監(jiān)測(cè)技術(shù)的支持下，水電站的大型電氣設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的整體安全性、穩(wěn)定性得到明顯提高。在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的支持下，水電站能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集目標(biāo)，發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)發(fā)電運(yùn)行的綜合效率得以顯著優(yōu)化。除此之外，水電站的發(fā)電穩(wěn)定性指標(biāo)也要以電氣工程的自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)保障。水電站的系統(tǒng)發(fā)電質(zhì)量取決于發(fā)電控制管理的技術(shù)手段，發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的電壓電流各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)?shù)玫綄?shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)傳輸[6]。人工控制的傳統(tǒng)技術(shù)方法通常無(wú)法確保發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與采集過(guò)程的準(zhǔn)確性，從而損失了水電站的寶貴系統(tǒng)資源。在電氣自動(dòng)化模式支撐下的發(fā)電運(yùn)行參數(shù)采集工作則能夠有效保障電壓與電流的平穩(wěn)性，可以在最大程度上降低全過(guò)程的發(fā)電系統(tǒng)安全管理控制風(fēng)險(xiǎn)。自動(dòng)化的發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制還能保證水電站的基礎(chǔ)設(shè)備達(dá)到更長(zhǎng)的安全使用期限，全面減少了因故障產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。
3水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用
3.1系統(tǒng)運(yùn)行控制
在水電站的全面運(yùn)行控制管理視角下，水力發(fā)電的系統(tǒng)運(yùn)行控制工作應(yīng)當(dāng)置于核心地位。但是從目前的水力發(fā)電運(yùn)行控制狀況來(lái)看，水力發(fā)電的企業(yè)技術(shù)人員仍然傾向于采用人工控制方式進(jìn)行水力發(fā)電過(guò)程管的[7]。因此，對(duì)于水電站的大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施要轉(zhuǎn)變系統(tǒng)控制的模式，推廣電氣自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)控制技術(shù)方法。在對(duì)水電站的水資源消耗過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化管理控制時(shí)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確把控系統(tǒng)能源的消耗幅度，結(jié)合水電站的基本使用需求來(lái)促進(jìn)油泵等機(jī)械設(shè)備的使用期限延長(zhǎng)，節(jié)約水電站電氣自動(dòng)運(yùn)行控制成本。
3.2機(jī)械速度調(diào)整
水電站屬于大規(guī)模的自動(dòng)發(fā)電運(yùn)行設(shè)施，這決定了水電站的機(jī)械設(shè)備必須進(jìn)行全方位的安全使用性能檢測(cè)[8]。電氣自動(dòng)化的機(jī)械速度調(diào)整控制方法在節(jié)約時(shí)間方面發(fā)揮著重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整與改變機(jī)械運(yùn)行速度的效果。具體在水電站的實(shí)踐工作中，動(dòng)態(tài)調(diào)整水力發(fā)電的機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)建立在以網(wǎng)絡(luò)終端作為輔助的基礎(chǔ)上，從而有效促進(jìn)水電站機(jī)械系統(tǒng)最大化使用效能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。例如，針對(duì)渦輪螺旋槳的水力發(fā)電重要機(jī)械設(shè)備而言，全面展開(kāi)機(jī)械自動(dòng)操作控制的關(guān)鍵要點(diǎn)就是結(jié)合當(dāng)前階段的水位波動(dòng)情況，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)葉片曲線的變化狀態(tài)。對(duì)于遠(yuǎn)程采集獲取的機(jī)械運(yùn)行各項(xiàng)影響參數(shù)，技術(shù)人員都要予以綜合性的判斷分析，通過(guò)實(shí)施優(yōu)化組合技術(shù)手段來(lái)保證實(shí)現(xiàn)良好的渦輪葉片轉(zhuǎn)速效果。此外，水力發(fā)電企業(yè)也要對(duì)水輪機(jī)以及其他種類(lèi)的機(jī)械設(shè)備全面施行機(jī)械速度的調(diào)整控制，切實(shí)保證大型水電站的發(fā)電過(guò)程穩(wěn)定[9]。具體在調(diào)整機(jī)械速度的實(shí)踐過(guò)程中，運(yùn)用自動(dòng)化的調(diào)速技術(shù)手段全面采集機(jī)械速度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后將其傳輸至智能控制中心系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，水電站的智能控制中心將會(huì)發(fā)出相應(yīng)的機(jī)械速度調(diào)整指令，合理改變現(xiàn)有的機(jī)械運(yùn)行參數(shù)。
3.3水庫(kù)電站管理
近年來(lái)，水庫(kù)式的水力發(fā)電站建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。與傳統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的水電站相比，水庫(kù)式的大型水電站容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的水頭波動(dòng)變化。因此，水庫(kù)電站的系統(tǒng)控制管理要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在嚴(yán)格確保電站運(yùn)行的速度適宜。水庫(kù)式的大規(guī)模電站應(yīng)當(dāng)配置自動(dòng)化的調(diào)速器，充分依靠調(diào)速器的自動(dòng)裝置設(shè)備來(lái)確保水庫(kù)電站管理實(shí)踐效果達(dá)到最優(yōu)。水電站的系統(tǒng)值守工作人員要對(duì)水電站的動(dòng)態(tài)變化狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止出現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與信息的滯后性[10]。水力發(fā)電機(jī)組必須滿(mǎn)足良好的安全使用性能指標(biāo)，嚴(yán)格控制與監(jiān)測(cè)水力發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng)運(yùn)行成本，使水電站系統(tǒng)的綜合效益得到優(yōu)化[11]。
3.4設(shè)備監(jiān)測(cè)與檢修
水庫(kù)電站的大規(guī)模機(jī)組設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的頻繁使用后，機(jī)組設(shè)備比較容易產(chǎn)生機(jī)組的安全使用故障。電氣自動(dòng)化的工程保障技術(shù)手段應(yīng)當(dāng)能夠幫助水電站的系統(tǒng)值守人員準(zhǔn)確查找現(xiàn)有的機(jī)組運(yùn)行缺陷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組設(shè)備的更換檢修目標(biāo)。水庫(kù)電站水力發(fā)電系統(tǒng)中的某些結(jié)構(gòu)部件如果突然表現(xiàn)為運(yùn)行使用故障，將引發(fā)整個(gè)水力發(fā)電系統(tǒng)停機(jī)的后果。為了實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的最大化使用效益目標(biāo)，必須充分重視水力發(fā)電故障的檢測(cè)處理。水力發(fā)電設(shè)備的常見(jiàn)故障具有多樣化的外在表現(xiàn)形式，應(yīng)當(dāng)結(jié)合專(zhuān)門(mén)性的儀器儀表設(shè)備來(lái)準(zhǔn)確判斷水力發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)存故障。通過(guò)展開(kāi)專(zhuān)門(mén)的水力發(fā)電故障檢測(cè)，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的故障所在位置進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷[12]。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行使用，水力發(fā)電設(shè)備會(huì)逐步趨于老化，因此水力發(fā)電系統(tǒng)組件必須定期更新，確保更新后的水力發(fā)電系統(tǒng)能維持良好的使用效能。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)各種類(lèi)型的水力發(fā)電設(shè)備展開(kāi)專(zhuān)業(yè)化的安全性能檢測(cè)，確保在最短的時(shí)間內(nèi)查找水力發(fā)電系統(tǒng)的安全使用故障。水力發(fā)電系統(tǒng)的性能測(cè)試工作應(yīng)當(dāng)達(dá)到常態(tài)化的開(kāi)展實(shí)施程度，進(jìn)而延長(zhǎng)水力發(fā)電設(shè)備的使用期限，合理節(jié)約水力發(fā)電運(yùn)維保養(yǎng)的技術(shù)實(shí)踐資源。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)信息化的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段已經(jīng)能夠全面應(yīng)用于水力發(fā)電系統(tǒng)故障的排查檢測(cè)工作。水電站的具體負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確把握各種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器的操作使用方式，促進(jìn)水力發(fā)電設(shè)備的系統(tǒng)綜合使用效能優(yōu)化。水電站的管理技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)完整采集水力發(fā)電設(shè)備在各個(gè)不同時(shí)段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確判斷水力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行故障發(fā)生的規(guī)律性，據(jù)此形成更加合理科學(xué)的水力發(fā)電設(shè)備運(yùn)維養(yǎng)護(hù)方案。水庫(kù)電站設(shè)備示意圖如圖2所示。
4水電站電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
從當(dāng)前的自動(dòng)化工藝技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，水電站的現(xiàn)有環(huán)保技術(shù)和節(jié)能技術(shù)措施都已得到全面的普及。但是水電站的發(fā)電運(yùn)行安全監(jiān)測(cè)工作仍然存在某些漏洞或者缺陷，導(dǎo)致水電站存在發(fā)生大規(guī)模發(fā)電故障的隱患。由此可見(jiàn)，電氣工程自動(dòng)化的水電站安全管理實(shí)踐工作應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁叨戎匾暡⒋_保技術(shù)人員能夠正確操作運(yùn)用，依靠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方法確保水電站達(dá)到最大化的發(fā)電綜合效益指標(biāo)[13]。在現(xiàn)階段的實(shí)踐工作中，電氣工程自動(dòng)化的水電站技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)特征如下。
4.1水電站管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)一體化
在自動(dòng)化手段和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支持下，水電站電氣工程的安全管理成本有所降低，構(gòu)建結(jié)構(gòu)一體化的水電站管理平臺(tái)，實(shí)行高效的數(shù)據(jù)采集控制模式，符合水力發(fā)電的數(shù)據(jù)資源共享目標(biāo)。對(duì)于實(shí)時(shí)采集得到的水力發(fā)電運(yùn)行狀況，電氣自動(dòng)化的終端監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)當(dāng)全面共享，由此加強(qiáng)水電站企業(yè)的不同領(lǐng)域業(yè)務(wù)人員的銜接互動(dòng)[14]。一體化的水電站安全管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)有助于準(zhǔn)確排查水力發(fā)電的故障，結(jié)合水力發(fā)電的運(yùn)行空間環(huán)境、設(shè)備安全性能以及能源消耗情況等因素來(lái)促進(jìn)水力發(fā)電的自動(dòng)控制效益提高。一體化的水電站安全管理信息采集平臺(tái)還能確保水電站達(dá)到預(yù)期的最佳安全使用效能，全面防范水電站潛在的安全故障威脅。
4.2全面提升水電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率
在未來(lái)水電站技術(shù)的發(fā)展中，水電站的發(fā)電控制效率將會(huì)大幅度地提升。發(fā)電運(yùn)行效率在根本上取決于水電站的控制工藝方法，高效化與標(biāo)準(zhǔn)化的電氣自動(dòng)化模式將會(huì)明顯帶動(dòng)水電站的機(jī)械與電氣運(yùn)轉(zhuǎn)效能提高。水力發(fā)電的運(yùn)轉(zhuǎn)以及自動(dòng)控制管理效率的提高，有利于高效節(jié)約水電站現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)資源[15]。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，水電站的自動(dòng)化技術(shù)目前已經(jīng)在電氣工程的系統(tǒng)運(yùn)行中得到推廣，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)呈現(xiàn)出不斷發(fā)展的趨勢(shì)。電氣工程自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)給水電站帶來(lái)顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)水電站的電氣系統(tǒng)資源優(yōu)化配置。在未來(lái)的技術(shù)發(fā)展中，電氣工程的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)當(dāng)建立在一體控制平臺(tái)的前提下，全面促進(jìn)水電站的電氣運(yùn)轉(zhuǎn)使用效能提高。
作者:趙楠 單位:湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
