摘要:构成我国电力事业很重要的一方面就是水电站，所以我国极其属意水电站的运转和变化情况。为了能够使水电站一直处于平稳的工作状态，电力企业要推动促进电气自动化的运用，符合水电站进一步发展的要求与标准。电气自动化技术可以被水电站的许多不同业务范围使用并且创造出一个安全平稳的环境，从而最终能够保障水电站的经济效益。所以，本文通过对电气自动化技术进行研究，分析其在水电站中的应用，希望可以对水电站的繁荣发展起到一定的借鉴意义。
关键词:水电站 电气自动化技术
随着我国经济的飞跃发展和科学技术的巨大进步与信息化过程的日子推进，就水电站而言，许多水电站由于旧有的以人工劳动为主的工作模式已经渐渐的被时代所淘汰，而其中留下来的也变成了因势而动，推行以效率、和谐、持续为目标的经济增长和社会发展方式。为了促进我国水电站的工作能力，真正的推动电力科学技术的繁荣与进步，水电站自身就要积极主动的去通过不同的途径、范围、层次、模式去运用电气自动化技术，切实的去改善经济运行质量。当前，电气自动化技术在水电站已经得到了飞速的推行和使用。水电站实行电气自动化技术既可以进一步确保水电站的平稳安全的运行，尽可能的去使运行状态更加经济性，提高电能的品质，同时还可以让水电站在一定的工作单位时间内工作的更多，最终去提高水电站的收益。
一．水电站电气自动化对现代水电站运营的重要作用
水电站电气自动化就是水电站的操作、控制和监视可以在没有工作人员参与的情况下正常运行。水电站现代化水平的重要标志就是水电站的自动化程度，自动化技术也是水电站安全经济运行的技术手段，以下几个方面则是水电站电气自动化对现代水电站运营的重要作用。
1.1提高水电站工作效率
水电站有了电气自动化的相关技术以后，可以在一定程度上减少工作人员的工作强度和难度。使工作人员内在规定时间内完成多倍任务，达到事半功倍的效果，使得水电站的工作效率得到提高。水电站自动化程度高之后，可以实时进行检测、记录和报警，减少工作误差，防止不正常工作状态发生意外，和出现人为因素造成影响的问题，从而使水电站在完成工作时高标准，高效率。
1.2提升水电站的经济效益
电气自动化技术可以使仪器等设备的操作工作“自动化”，在不需要工作人员操作的情况下对水电站工作进行监控。假如在水电站运行无人值班的情况下，也可以合理选择开机台数，实现最优调度，充分利用好水资源，不浪费不必要的废水，保证其高效运行，减少成本。因此，工作人员可以根据精确计算出的水电站相关工作的性能参数和工作原理以及水电站工作的有效负荷数值，对相应型号和数量的发动机进行有效监控和操作，保证其在最佳状态下操作。
我国水电站工作的高水平发展，需要水电站工作做到真正的自动化。因为只有这样，才能省时省力，降低成本，提高发电量，从而不断获得更多的经济效益。
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1.3保证水电站供电的稳定性
电能可以对水电站造成巨大的影响，电压和工频是对电能质量进行评价的重要指标，工频取决于电网系统中有功功率的平衡状态，而电压则受电网系统中的无功功率影响，电压正常偏移不超过额定值的±5%，频率正常偏移不超过额定值的±0.2～0.5 HZ。由于整个系统中电网的有功功率和无功功率是随时变化的，如果利用水电站自动化技术对其的实时数值进行监控，在做好对应的控制和调节，这样可以使发电机组的工频、电压维持在一定的范围内，最终保证水电站供电的稳定性。
二．基于电气自动化技术的水电站监控模式
由于水电站的运行规模比较大，所涉及到的电力系统也是比较复杂的，因此监控的压力是无比巨大的。而电力企业将自动化技术应用于水电站的监控方面，可以构建自动化的监控模式，从而达到缓解水电站监控压力的目的。根基电气自动化技术的水电站监控模式，能够划分为以下三个方面。
2.1远程监控
在水电站监控模式中，远程监控是一种比较普通的监控方式，远程监控也可以使电气自动化技术表现出明显的表达效果。远程监控在水电站中所监控的范围是最广泛的，能够监控到每一个项目，假如水电站中的通信出现故障，远程监控可以在极短时间内检测到发生故障的位置，然后根据使用电话线所连接的各个模块，直接利用控制系统转化通信运行，阻止该通信故障影响到水电站的整体通信结构。因为远程监控在水电站中的应用效率高，相比于其他有较明显的优势，所以我国大多数水电站都将其作为主流监控模式。
2.2现场总线监控
现场总线监控可以全面监控水电站的运行，可以在降低电缆等硬件设备使用量的同时提高监控信息的传输效率，避免出现信息传递不及时等情况。现场总线的监控模式是以独立式分布呈现的，不会对其他模块的监控效率造成影响，可以保证监控模式的可靠性。一般大型水电站都比较喜欢使用现场总线，因为这样可以在降低监控成本的前提下利用独立的监控方式，避免互相干扰，保障水电站的稳定运行。
2.3集中监控
最需要水电气自动化技术的就是集中监控，因为在集中监控的时候，会把水电站内所以的监控内容都聚集在一起，这样的话，集中监控会一直处于一个高负荷的压力状态，会影响到监控的效率。集中监控适用于小型的水电站，除了监控水电站的正常运行以外，还可以辅助其他的监控系统，增大集中监控的范围。不过因为电气自动化技术的限制，集中监控的连接电缆不可以太长，是因为怕电缆太长的话影响到集中监控的稳定性。
我国大多数的小型水电站都使用的是集中监控，因为集中监控模式的设计相对于其他监控模式是比较简单的，能够快速的应用于水电站监控之中，但是集中监控的线路比较复杂，当线路出现问题的时候，不能够快速准确的找到故障位置，不方便进行检修和维护，还会严重影响到监控的成本控制。
三．水电站中电气自动化技术的具体运用
3.1构建完善的数字化控制系统
随着数字化控制技术的愈加成熟，水电站也根据需求进行综合自动化技术的改造和升级，更加全面的建成以计算机为中心的数字化控制系统。所构建的数字化控制系统是将水电站现场主线当做监控的基本嵌入点，然后在利用计算机、可编程控制器、微型机和继电保护设备之间的相互配合，在网络环境下形成水电站设备的智能监控。
3.2PLC自动化技术的应用
自动化控制系统的完善离不开功能强大的可编程控制器(PLC)。PLC可以通过编制的专用程序支持和控制相关运行设备，并且对水电站的生产过程进行多方面的操作与模拟。生产人员也可以应用PLC技术进行高精度控制，对水电站进行运营和维护。目前，PLC自动化技术主要在以下两个方面进行应用。
3.2.1对水电站调速器进行控制
为了保证水电站的稳定运行，可以根据PLC的功能属性，利用PLC装置对调速器进行控制，分析水电站水头的实际变化，然后根据过程控制的基本理论进行对应的调整和改变。
3.2.2对轴流桨式水轮机进行调速控制
因为要使发电机组的运行参数和水流变化相同，所以需要根据PLC的可编程功能，将其应用于机组调速器的控制当中，然后对设备进行实时调整，需要保证协联动作曲线一直处在一个合理的范围内，让机组的运行和水电站水位变化一直处于同步变化状态。
四．结语
我国地域广阔，水资源覆盖率相对可观，水能资源比较丰富，水电站对我国经济的发展有重要的作用。且在当前情况下，水电站电气自动化技术随着高科技技术的发展也不得不成为必然发展趋势。水电站电气自动化技术的发展，不但解放了人力，还可增加水电站的经济效益，并且提高其安全性和稳定性，使水电站进行高效率运行。
参考文献:
[1]尹荣海.浅谈电气自动化技术在电力系统中的运用[J].科学中国人,2015,02:33.
[2]张惠蛟.水电站电气自动化应用研究[J].科技资讯，2014，36:95.
论文作者:张浩桦
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/3
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