論電氣自動(dòng)化在水電站中應(yīng)用探究

1、論電氣自動(dòng)化在水電站中應(yīng)用探究摘要：當(dāng)今社會(huì)正處于不斷飛速發(fā)展階段，二十一世紀(jì)是 電子信息時(shí)代，目前電氣制動(dòng)化在水電站當(dāng)中的運(yùn)用，主要 是體現(xiàn)在水電站的自動(dòng)化方面，筆者結(jié)合自身多年工作經(jīng) 驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上針對(duì)水電站的自動(dòng)化作用以及內(nèi)容做出詳細(xì) 闡述，并進(jìn)一步分析了設(shè)備選型及自動(dòng)化設(shè)計(jì)，與大家共同 探討。關(guān)鍵字：電氣自動(dòng)化；水電站；自動(dòng)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用研究 中圖分類號(hào)：tu855文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：正文：現(xiàn)代社會(huì)不斷髙速發(fā)展，電力電子技術(shù)以及微電 子技術(shù)也隨之得到了空前的發(fā)展，然而水電站在實(shí)際運(yùn)作當(dāng) 中也廣泛的利用電子自動(dòng)化。目前自動(dòng)化技術(shù)在我國水電站 中廣泛的得以運(yùn)用，其在全面實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組自

2、動(dòng)化中有 著非常重要的位置，也是最為關(guān)鍵的一部分，在當(dāng)今社會(huì)中 利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，針對(duì)整個(gè)水電全過程進(jìn)行全方位的 實(shí)際監(jiān)控，然而水電站實(shí)行自動(dòng)化的程度，主要是由電站的 規(guī)模給予決定。在水電站中有效的運(yùn)用自動(dòng)化，其實(shí)質(zhì)就是當(dāng)水電站進(jìn) 行生產(chǎn)操作，以及控制和監(jiān)視的權(quán)過程中，能夠直接在無人 或者少數(shù)人情況中進(jìn)行參與，有效的按照前期預(yù)定的計(jì)劃或 者程序自動(dòng)化的實(shí)施進(jìn)行。當(dāng)前，在水電中體現(xiàn)現(xiàn)代化水平 高低的重要標(biāo)志，是水電站所有效運(yùn)用的自動(dòng)化程度，與此 同時(shí)在水電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過程中，自動(dòng)化技術(shù)則又是其中 必不可少的技術(shù)手段。目前，自動(dòng)化在我國水電站中有效的 進(jìn)行在運(yùn)用，不僅能夠有效的將工作可靠性和

3、運(yùn)行過程中出 現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步給予全面提升，而且針對(duì)電能質(zhì)量也能夠 進(jìn)行有效的保證，并且還可以有效的將勞動(dòng)生產(chǎn)率進(jìn)一步的 給予全面提升等，總之自動(dòng)化在水電站得以有效使用，其所 體現(xiàn)出來的總體作用對(duì)水電站而言就是積極向上的。一、水電站自動(dòng)化的內(nèi)容水電站自動(dòng)化的內(nèi)容，與水電站的規(guī)模及其在電力系統(tǒng) 中的地位和重要性、水電站的型式和運(yùn)行方式、電氣主接線 和主要機(jī)電設(shè)備的型式和布置方式等有關(guān)?？偟膩碚f，水電 站自動(dòng)化包括完成對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式的自動(dòng)控制、完 成對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視、完成對(duì)輔 助設(shè)備的自動(dòng)控制、完成對(duì)主要電氣設(shè)備的控制、完成對(duì)水 工建筑物運(yùn)行工況的控制和監(jiān)視幾個(gè)方面

4、。（一）完成對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式的自動(dòng)控制首先，實(shí)現(xiàn)開停機(jī)和并列、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電 等的自動(dòng)化，使得上述各項(xiàng)操作按設(shè)定的程序自動(dòng)完成；其 次，自動(dòng)維持水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)要求和電 站的具體條件自動(dòng)選擇最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)，在機(jī)組間實(shí)現(xiàn)負(fù)荷 的經(jīng)濟(jì)分配，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的有功和無功 功率等；此外，在工作機(jī)組發(fā)生事故或電力系統(tǒng)頻率降低時(shí), 可自動(dòng)起動(dòng)并投入備用機(jī)組；系統(tǒng)頻率過高時(shí)，則可自動(dòng)切 除部分機(jī)組。（二）完成對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān) 視如對(duì)發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子回路各電量的監(jiān)視，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)定 子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監(jiān)視，對(duì)機(jī)組潤滑和冷卻 系統(tǒng)工作的監(jiān)視

5、，對(duì)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)工作的監(jiān)視等。出現(xiàn)不正 常工作狀態(tài)或發(fā)生事故時(shí)。迅速而自動(dòng)地采取相應(yīng)的保護(hù)措 施，如發(fā)出信號(hào)或緊急停機(jī)。（三）完成對(duì)輔助設(shè)備的自動(dòng)控制包括對(duì)各種油泵、水泵和空壓機(jī)等的控制，并發(fā)生事故 時(shí)自動(dòng)地投入備用的輔助設(shè)備。完成對(duì)主要電氣設(shè)備（如變 壓器、母線及輸電線路等）的控制、監(jiān)視和保護(hù)。（四）完成對(duì)水工建筑物運(yùn)行工況的控制和監(jiān)視如閘門工作狀態(tài)的控制和監(jiān)視，攔污柵是否堵塞的監(jiān) 視，上下游水位的測量監(jiān)視，引水壓力管的保護(hù)（指引水式 電站）等。二、設(shè)備選型及自動(dòng)化設(shè)計(jì)隨著水電站自動(dòng)化水平的提高，水輪發(fā)電機(jī)組所需自動(dòng) 化元件愈來愈多，其作用就愈重要。但由于目前主機(jī)配套的 自動(dòng)化元件的性能不夠

6、穩(wěn)定、靈敏度差、精度低等因素以及 自動(dòng)化設(shè)計(jì)上的不足使水電站的自動(dòng)控制的安全受到不同 程度的影響，這就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型和自動(dòng)化設(shè)計(jì)。（一）plc在軸流槳式水輪機(jī)調(diào)速器中的應(yīng)用軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)被廣泛使用于中低水頭電站。由于它 的水輪機(jī)葉片隨水不同可與導(dǎo)葉協(xié)聯(lián)動(dòng)作而使用水輪機(jī)的 動(dòng)行水頭范圍增大。這樣可為電廠創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。水輪 發(fā)電機(jī)組制造廠家為其制造的水輪機(jī)提供了一組不同水頭 下導(dǎo)葉開度與漿葉轉(zhuǎn)角的協(xié)聯(lián)曲線，調(diào)整器制造廠按此曲線 設(shè)置了調(diào)速器內(nèi)導(dǎo)葉與漿葉的協(xié)聯(lián)關(guān)系。但是由于實(shí)際電站 運(yùn)行時(shí)，水輪機(jī)水頭的變化及上下游水位的變化，與廠家提 供參數(shù)相差甚運(yùn)，故按協(xié)聯(lián)曲線運(yùn)行時(shí)機(jī)組運(yùn)行性能差不能

7、達(dá)到最佳狀態(tài)。因此對(duì)于此類機(jī)組的調(diào)整器須采用可改變程 序的plc可編程控制器的調(diào)速器。在機(jī)組試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中和今 后的運(yùn)行中可先針對(duì)不同水頭及上、下游水位及手動(dòng)協(xié)聯(lián)導(dǎo) 葉、漿葉，取得最佳協(xié)聯(lián)曲線而后修改原協(xié)聯(lián)曲線輸入plc 而使機(jī)組處實(shí)際最佳狀態(tài)。（二）plc在調(diào)節(jié)水庫式電站調(diào)速器中的應(yīng)用水庫式電站的運(yùn)行水頭變化范圍大：此類電站的調(diào)速器 和起動(dòng)開度一般按水輪機(jī)設(shè)計(jì)水頭設(shè)計(jì)，但當(dāng)電站水頭降 低，水輪機(jī)處于低水頭下運(yùn)行時(shí)，電液調(diào)整器往往不能使機(jī) 組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速（自動(dòng)狀態(tài)）為使調(diào)整器的起動(dòng)開度增大，往 往需更換芯片或在開度指示儀中串接電阻而使調(diào)節(jié)器輸出 值與開度指示產(chǎn)生差值開機(jī)組。當(dāng)電站水頭更小于設(shè)計(jì)水

8、頭 時(shí)，為使機(jī)組開機(jī)不致過速，而又必須換回芯片或撤除串接 電阻，若采用plc可編程控制器，則可根據(jù)電站水頭高低， 修改其程序來改變起動(dòng)開度即可?！究偨Y(jié)】：綜上所述，本文論述盡管是沿著一條粗淺的 脈絡(luò)進(jìn)行闡述，但是隨著社會(huì)不斷進(jìn)步發(fā)展，國家能源結(jié)構(gòu) 在社會(huì)中也發(fā)展的部分調(diào)整，針對(duì)水資源的全面開發(fā)利用程 度，在當(dāng)今社會(huì)中呈現(xiàn)的趨勢(shì)越來越大，因?yàn)樗娋C合自動(dòng) 化系統(tǒng)，在水利樞紐工程中也隨之得到了更加廣泛的應(yīng)用， 電器自動(dòng)化技術(shù)在水利電站中也將發(fā)揮出更加大的作用?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】：1 陳文博.小水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與事故 處理實(shí)例分析以楊墩水電廠為例j.小水電.2012(03)2 楊賢，馮加輝，李朝暉，程軍.智能電站控制-維護(hù)- 管理系統(tǒng)集成中的安全隔離技術(shù)j.電網(wǎng)技術(shù).2012(07)3 周亞峰淺談電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展 趨勢(shì)j.中小企業(yè)管理與科技(下旬刊).2011(06)4 徐錦才，徐國君，俞鋒，張巍.無人值班技術(shù)