摘要：近年来，水力发电作为一种清洁环保的电能生产方式日益受到重视，这就对水电站的运行提出了更高的要求。但当前我国部分水电站存在运行效率低、运行不稳定等问题。而加强水电站电气工程自动化技术的应用，可有效解决这些问题，提高水电站的自动化生产和管理水平，提高水电站电能的生产效率，从而为我国的现代化建设和可持续发展战略实施提供基础。本文分析了水电站电气工程自动化技术及其应用，以供参考。
关键词：水电站；电气工程；自动化技术；应用
1电气工程及其自动化在水电站电气工程中应用的优势
1.1促使电气工程智能化发展
随着科技的发展，电器设备智能化已经成为当前及未来一段时间内的发展潮流和趋势，如智能手机的普及，更重要的是，各个行业领域内的生产设备也逐渐向智能化靠拢，因此，电气工程及其自动化得以被广泛应用。电气工程及其自动化可以帮助企业展开智能化管理模式，促进全面信息化管理体系的建立和完善，同时把电气系统和电脑网络向结合，使电气工程工作是实施更加便利，具有人性化特点。所以，电气工程及其自动化在电气工程中的应用具有很大优势，发展空间巨大。
1.2具有良好监控功能
与传统技术相比，电气工程及其自动化技术具备一项无可替代的优势，即电气工程及其自动化技术能够在工作区域内，发挥监控功能，掌握整体电气设备及其路线的运转。通过这一方式，能够收集到相关工作信息，同时在此基础上，分析计算出设备的真实信息和状态，对可能发生的故障作出预判。
2水电站自动化过程中的技术内容
2.1实现水轮发电机运行监控
水电站在自动化管理中，能够更好的实现水轮发电机组以及辅助设备运行状况的监控。在这种情况下，水电站整个体系均能按照相应的标准进行运转，水电站所产生的电能质量也将不断提升。监控过程中，自动化系统有能力去监视电机定子与电机的转子电量的实际情况，同时也能够测得发动机各个零件的实时温度。在机械出现故障时，自动化控制系统能够迅速找出故障点并可以立刻启用备用器材，同时各种数据也会反馈到控制中心去，相关技术人员则可以利用这些报告和数据来处理对应的问题，从而确保水电站能够正常运行，也可保障工作人员的生命安全。
2.2实现水轮发电机组自动控制
水轮机自动控制是水电站自动化技术中比较重要的部分，这种技术能够完成水轮机的自动关闭，水轮机相位的调整以及发电功率的转发也能自动完成。水轮发电机组自动控制有利于提升水轮机的自动化水平，在结合水电站的实际运行情况的基础上，自动化系统可以自动调节到发电的最佳机组运转数目，这样能够扩大水电站所能带来的经济效益，同时也不会导致部分机组因负荷过大而损坏。自动化体系将促使水电站的经济效益最大化，并且将推动我国水电站不断向前发展，故非常有必要注重自动化控制系统的运用。
2.3实现辅助设备的控制
自动化系统可以实现各种设备的自动控制，辅助设备也不例外。水电站的辅助设备有水泵、油泵与空压机等，自动化系统能够实现对这些设备的管控。同时，该系统也可以持续监视电气设备的运转状况，对电气设备具有一定的保护作用。当水电站的某一个工作环节出现故障时，该系统将能够自动启用那些辅助设备来完成该工作，从而确保各项工作能按期完成。自动化系统在机械故障时往往会发出信号或让水轮机紧急制动，这样能够降低故障所带来的影响，工作人员的安全也不会受到威胁。
3应用电气工程自动化技术对水电站的重要意义
3.1提高水电站工作的可靠性
水电站中应用电气工程自动化技术，可实时、准确监控设备的工作情况，并形成监控日志。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果其中某一设备或环节出现问题，系统会自动预警，甚至是明确故障方位及原因，以便及时快速的处理故障，提高水电站的运行可靠性。同时，自动监控的实施可有效防止和减少人为操纵失误对设备的损害。
3.2保证水电站电能质量
电压和工频的稳定性是衡量水电站电能质量的主要标准，其分别受无功功率和有功功率的影响，由于电网负荷状态的不稳定性，会对电能质量产生一定影响。因此通过自动化技术，自动调节发电机组，使电压和工频始终处于一个合理的水平，可保证电能质量。
3.3提高水电站生产效率
一般而言，水电站选址大多比较偏僻，工作人员工作环境相对较差。而电气自动化技术的应用，部分工作是由各种自动装置按一定的程序完成，减轻了工作人员的工作量，降低了生产成本，提高了水电站的生产效率。
4水电站电气工程自动化技术的应用要点分析
4.1自动监控技术在水电站中的应用
运用自动监控技术可监控水电站的各项设备设施，目前，主要采用集中监控模式、远程监控模式和总线监控模式。集中监控模式即把水电站所有设备和功能集中于同一个处理器，这种监控模式的优点在于成本低。缺点在于对处理器性能有较高要求，且由于集中性高，处理器的处理速度将大大降低，使其监控实际效用大大降低。另外这种监控模式需要多条电缆，电缆如果出现具有损害，容易发生安全隐患，从而使自动化系统的可靠性大打折扣。远程监控模式在我国水电站的应用较为广泛，其通过数个CPU统一运行实现，这种监控模式可防止某一处出现故障而影响整个系统运行，其可使电缆的使用量减少，成本降低。但由于其使用的是CAN总线设计，将影响系统的通讯速度。现场总线监控模式是借助局域网、以太网、现场总线等计算机网络技术对水电站的运行情况进行监控，其具有成本低和通讯量的优势，各个装置相对独立，可提升系统可靠性。
4.2PLC在对涡轮螺旋桨调速中的作用
轴流转浆式水轮机发电广泛应用于中低水头电站。由于其不同的导叶水轮机在水中可以协调作用，大大提高效率，可以为电厂创造更多的经济效益。水轮机的生产厂家，提供一系列不同的涡轮叶片和改进叶片角头关联的曲线，调节器厂根据此曲线设计调速器在位于叶片和叶片之间的关系，进行调速。但由于实际电站水轮机的水头和水位变化，必须根据厂家提供的参数的变化进行调速，这样，在运行时性能曲线的差异才能保持最佳状态。因此对这些方法改变单位调节，可使用可编程逻辑控制器（PLC）进行调速。在机组调试运行和在不同的水头联合作用下，并在下游水位改变时手动组合叶片，给叶片提供最佳的组合曲线，然后修改原始的组合曲线和实际的PLC单元进行调速，让涡轮螺旋桨处在最佳状态。
4.3自动化控制系统在油气水系统中的应用
水电站建设初期，生产运行基本上需要人为操作控制，人力资源的投入较大。而将自动化技术引入后，可实现对油气水系统的自动化控制，降低手工操作带来的潜在风险，使油气水控制系统的安全性大为提高。电气工程自动化系统可提高油气水控制参数的合理性和准确性，自动检测和控制异常状态，关闭开关设备运行，提高备用管道的安全性，适当延长油泵的使用寿命。
结语
水电站的发展状况对我国经济的发展有着一定的影响，同时也会干扰到其它行业的进展，故水电站电气工程自动化发展是值得施行的，其具有重大的现实意义，不仅有利于改善水电站的管理情况，而且可以提升水电站的工作效率，同时通过运用监控设备可以在一定程度上保障水电站的安全，促使事故的出现率不断降低。
参考文献
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[2]吴秀兰.浅谈柳城水电站自动化系统的应用[J].机电信息，2015（12）：19-21.
作者简介
李正洪（1970.8-），男，吉林省桦甸市人，重庆大学电气工程及其自动化专业，工程师，单位：金安桥水电站有限公司。
论文作者:李正洪
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：水电站论文; 电气工程论文; 水轮机论文; 技术论文; 电能论文; 自动化系统论文; 模式论文; 《电力设备》2017年第35期论文;