电气自动化在水电站中的应用研究

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随着水电事业的不断发展，电气自动化在水电站中得到了广泛应用，并且发挥着重要的作用。水电站电气自动化不仅能提高水电站工作的可靠性和运行的经济性，保证电能质量，而且能提高生产效率，改善劳动条件，已成为当前保证电力系统电能质量的重要技术手段。分析电气自动化在水电站中的应用，对于保障变电站的健康稳定运行有着重要的现实意义。

【关键词】水电站 电气自动化 应用研究

科学技术的快速发展促使水电站自动化的产生和发展。在当前电力技术飞速发展的环境下，水电站电气自动化水平是衡量水电站现代化重要指标，也是保证水电站安全运行的重要手段。电气自动化作为水电站安全正常运转的有效形式，在水电站的发展和运行中的应用效果正逐步凸显。本文针对水电站自动化的作用和内容进行了简要分析，阐述了电气自动化在水电站中的具体应用。

1 水电站自动化的概述

水电站自动化就是利用电气自动化技术来实现水电站的健康稳定运行。具体来说就是在水电站的运行过程中，利用机械、电气及电子等先进的技术设备，事先设定合适的计划或程序，使整个水电站运行过程的操作、控制和监视，能够在无人或少人直接参与的情况下，按预先设定的计划或程序自动地运行。水电站自动化的目的就是在无人操作的情况下，实现水电站各项设备正常运行。

2 水电站自动化的内容

2.1 对水轮发电机组运行方式的自动控制

水电站实现水轮机组自动化运行与监控是其自身生存和发展的需要。水电站自动化能使水轮发电机组按设定的程序实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等操作的自动完成；同时，水电站自动化能根据系统具体要求和电站的实际条件自动选择出水电站最佳运行状态需要的机组数，从而实现自动控制水轮发电机组的经济运行。此外，在工作机组出现故障或电能质量降低时，可自动启用备用机组；当水电站的电能频率过高时，可自动切除部分机组。

2.2 对辅助设备的监视

电气自动化要求对水电站主要设备的工况参数进行检测，从而实现数据库的不断更新，进行越限检查。水电站自动化通过对发电机机组及各项辅助设备进行监视，发现问题及时纠正；对发电机组的运行状态和情况都要进行监视，在监视过程中出现异常工作状态或设备发生故障时，电气自动化系统能及时记录情况，迅速而自动的采取保护措施，并按规定产生报警信号或紧急停机。

3 水电站中运用电气自动化的重要作用

电气自动化是水电站现代化水平的重要标志，又是水电站安全经济运行必不可少的手段。当前在水电站中引入电气自动化具有重要作用，主要表现在以下几个方面：

3.1 提高工作的可靠性

水电站的主要任务就是保证电能的安全输送。水电站自动化，通过自动装置能够迅速及时地进行监控、记录和报警，既可防止不安全事故的发生，又能避免设备遭受损坏，从而提高了供电的可靠性。同时，利用自动装置对水电站的操作和控制，既能减低因运行人员操作失误造成的事故；又能在事故发生的紧急情况下，加快操作或控制的进程，保证了系统的安全运行和对用户的正常供电。

3.2 保证电能的质量

水电站的自动化水平，是保证电力系统电能质量的重要措施之一。衡量电能质量的标准是电压和工频，而整个电网的电压和工频则受到无功和有功功率的影响。水电站自动化，利用自动装置把电压和频率维持在一个相对稳定的范围内，快速准确地调节运行机组发出的有功和无功功率，使电压和工频保持在规定的范围内，从而保证电能质量。

3.3 提高运行的经济性

水电站运行的经济性就要保证水轮发电一直在满负荷的工作状态下运行，水电站自动化利用自动控制装置，控制并指令选择最佳的运行组数，综合考虑水电站的具体情况和整个电网对水电站的负载分配，选择最佳的机组数运行，用最少的运行机组生产出最多电能，帮助水电站实现经济运行的目的。

4 关于电气自动化在水电站中的应用

4.1 自动化检测的应用

自动化检测是电气自动化应用的前提。电气自动化相关技术设备在水电站中的顺利运行，需要精确、有效的运行参数作基础。水电站自动化能对各项设备和参数进行自动检查、确定最值、全程监视及记录与显示工作状态，使其按照设定的程序自动运行。水电站自动化还可以对转角转速、水量、温度、压力、电流、电压、频率、电能和功率及功率因数等各项参数进行检测，当出现异常情况，可以完成相关保护，提高安全系数。

4.2 自动化操作的应用

水电站自动化运行过程中，对通讯、报警系统以及开关站设备需要进行全厂性基本操作 ，对于首部机组取水口闸门、溢洪闸门和一阵阀门的操作需要采用水工建筑物设备的自动操作；对于排水、乐缩空气和供电系统需要采用电纳公用设备的自动操作；对于开停机、发电转调相、发电转抽水等采用机器自动操作，让脉冲自动按照规定的程序完成不同的操作。

4.3 自动化控制的应用

水电站自动化利用自动化装置对水电站的运行过程进行自动化控制。在水电站机组的启停、发动机的调相等工作中，通过控制脉冲，使设备在预先设定程序的指引下自主运行。当发电机组运行的频率降低或者出现故障时，自动投入备用设备，或者将原有的设备切断。通过自动化控制和分析水电站实际的运行条件、状况及发电系统的需求，能够为电机组设定最佳的工作参数，使水电站实现低能耗、高效率的运行。

5 结束语

总之，高科技技术的发展，促使水电站电气自动化成为必然的发展趋势。水电站电气自动化的实现，提高了水电的经济效益和水电的安全性与稳定性，保证了水电站的高效率。科学的分析电气自动化在水电站的应用，有利于水电站自动化的健康发展。

参考文献

[1]衡旭.水电站自动化控制与应用[J].北京农业，2012（09：：26-27.

[2]陈贵州.电气自动化在水电站中的应用[J].中国新通信，2012（21）：77-78.

作者简介

湛文军（1978-），男，黑龙江省齐齐哈尔市人。大学本科学历。现为哈尔滨光宇电气自动化有限公司工程师。研究方向为电力系统自动化。

作者单位

哈尔滨光宇电气自动化有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150078