淺談電氣自動化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用

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1、淺談電氣自動化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用龍江鎮(zhèn)國土城建和水利局528318摘要：水電站運營水平和現(xiàn)代化水平的高低主要取決于其內(nèi)部電氣自動化的實現(xiàn)程度。而電氣自動化是指牛產(chǎn)過程中的控制、操作及監(jiān)視等重要步驟可以在無人（或少人）情況下按預(yù)設(shè)程序完成?？梢?，電氣自動化能在不降低安全保證的情況下提升水電站運行的工作效率及經(jīng)濟性，是水電領(lǐng)域的研究重點。關(guān)鍵詞：電氣自動化；水電站；應(yīng)用1水電站采用電氣自動化技術(shù)的必要性電氣自動化以計算機為基礎(chǔ)，綜合了數(shù)字控制、可編程邏輯控制等先進技術(shù)，是水力發(fā)電智能化發(fā)展的必由模式。在現(xiàn)階段，廣泛推行電

2、氣自動化，能達到以下目的。（1）確保電能質(zhì)量隨著時代的發(fā)展，公眾對電力的需求不僅表現(xiàn)在數(shù)量上，更體現(xiàn)在質(zhì)量上。表示電能質(zhì)量好壞的指標主要是頻率和電壓，前者由系統(tǒng)的有功功率平衡決定，后者由系統(tǒng)的無功功率平衡決定。顯然，僅僅依靠人工的手動操作很難使隨時變化的發(fā)電電荷滿足人們對電能質(zhì)量的要求，而采用自動裝置則可以及時乂準確地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功及無功出力，達到保持頻率和電壓穩(wěn)定的目的。（2）提升水電工作的安全性釆用電氣自動化后，所有的生產(chǎn)設(shè)備能夠準確、快速啟動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和事故判斷的實時輔助，這樣一方面能防止事故出現(xiàn)時故障面擴大

3、（通過自動裝置控制相關(guān)開關(guān)并報警），另一方面也使水電牛產(chǎn)不中斷（通過自動啟用備用設(shè)備等）。另外，將自控裝置引入各關(guān)鍵流程，可顯著降低因人工誤操作風險。（3）實現(xiàn)發(fā)電機組運行經(jīng)濟性眾所周知，水輪機組滿負荷工作是一種理想狀態(tài)，而實際由于水流量、機組故障等各方面因素使得這一狀態(tài)較難實現(xiàn)。在利用自控裝置后，系統(tǒng)能在結(jié)合當前水利條件的情況下，計算出最佳運行組數(shù)，即最少的水產(chǎn)生出最多的電能。（4）提高水屯站運行效率采用電氣自動化，無疑可大大減少運行人員數(shù)量，并降低實際操作人員的勞動強度和工作量。2水電站中電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用水電站

4、的類型、級別、電氣主接線、機組規(guī)格及安置方式等因素會影響到電氣自動化的具體應(yīng)用。但總體來說，以下幾個層面是共有的。2.1水輪發(fā)電機組的自動控制應(yīng)用過程：機組監(jiān)控設(shè)備將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至控制室計算機，計算機啟動預(yù)先設(shè)定的運行程序并判斷機組運行狀況，然后再依照相關(guān)邏輯規(guī)則發(fā)出控制（或調(diào)整）指令。應(yīng)用內(nèi)容：（1）實現(xiàn)機組開、關(guān)，調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相等項目的智能化控制。（2）實吋計算最佳運行機組數(shù)并自動控制，在機組間智能分配負荷（包括自主調(diào)節(jié)有功和無功），從而維系水輪發(fā)電機的低成本運行。（3）當機組岀現(xiàn)意外或者外部系統(tǒng)發(fā)生事故而

5、導致頻率降低，預(yù)設(shè)程序通過啟動備用機組來維持系統(tǒng)穩(wěn)定；反之，汛期來臨頻率過高時，預(yù)設(shè)程序會關(guān)閉一些機組。2.2主要輔助設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)控在水電站中，圍繞發(fā)電機組有一些主要的輔助設(shè)備，這些設(shè)備的運行工作情況同樣影響著電站的穩(wěn)定生產(chǎn)。電氣自動化在輔助設(shè)備運行中廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用過程：通過“監(jiān)測設(shè)備一一控制設(shè)備一一控制節(jié)點”的方式，將輔助設(shè)備運行數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機，計算機通過數(shù)據(jù)庫和預(yù)設(shè)規(guī)則比對，判斷輔助設(shè)備的健康狀態(tài)并相應(yīng)控制設(shè)備的電氣參數(shù)。應(yīng)用內(nèi)容：（1）檢測定子和轉(zhuǎn)子回路是否正常;（2）檢測定子繞組的鐵芯溫度是否正常；（3

6、）檢查機組潤滑度及變速系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等是否正常；（4）以上無論哪部分出現(xiàn)問題，電氣自動化系統(tǒng)都會迅速啟動應(yīng)急程序和保護措施，同時將故障信息上傳警報。2.3主要電氣設(shè)備的監(jiān)控和保護水力發(fā)電的輸出離不開變壓器、母線、開關(guān)柜、輸電線路等主要電氣設(shè)備。對這些設(shè)備的監(jiān)控和保護成了水電站電氣自動化應(yīng)用的必然內(nèi)容。應(yīng)用過程:通過PT、CT等設(shè)備采集到的電氣量，判斷設(shè)備是否有故障，并視故障情況作出反應(yīng)。應(yīng)用表現(xiàn)：（1）對一些沒有直接危害發(fā)電機組的異常情況（如機組冷卻水源中斷、機組溫度超限、油槽油面異常、推力軸承或者導軸承溫度升高等），

7、只需要發(fā)警告以引起運行人員的注意即可；（2）對于超過保護整定限值的故障情況（如機組過速II調(diào)速器失靈、導水葉剪斷、銅管爆破等），電氣自動化系統(tǒng)不但跳開斷路器，還同時關(guān)閉機組進水閘門。2.4機組外輔助設(shè)備的監(jiān)控完整的水電站擁有數(shù)量眾多的水泵、空壓機、油泵等機組外電氣設(shè)備,以及浩大的水工建筑物。電氣自動化在這一塊的應(yīng)用為：（1）控制水泵等設(shè)備的運行狀態(tài)，故障吋及吋投入備用設(shè)備；（2）檢測大壩閘門是否可正常啟動，檢測攔污柵是否堵塞，當水位過高過低時引發(fā)自動報警。3PLC技術(shù)應(yīng)用展開PLC即可編程控制器。在水電站電氣自動化中，

8、可應(yīng)用PLC來控制幾乎所有設(shè)備的生產(chǎn)過程。（1）在軸流槳式水輪機調(diào)速器中的應(yīng)用軸流漿式水輪機廠家一般會提供所謂“協(xié)聯(lián)曲線”（即描述不同水頭下漿葉轉(zhuǎn)角與導葉開度的關(guān)系的曲線），以指導電站生產(chǎn)。但實際運行時，上下游水位及水輪機水頭處于不斷變化之中，某些情況下會遠離廠家參數(shù)，因此按協(xié)聯(lián)曲線運行不一定能達到最佳狀態(tài)。采用PLC技術(shù)后，可先