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摘 要：针对水电站中电气自动化技术的具体应用，进行了剖析，总结了电气自动化技术应用功能。从水电站发展角度来说，电气自动化是必然趋势。若想提升自动化水平，需要电气自动化技术的支撑。从当前电气自动化技术推广实际情况来说，技术覆盖面较广，因此深度分析此课题，明确技术应用效果，进而带动技术推广应用，有着重要的意义。
關键词：水电站；电气自动化技术；智能化；自动监控
中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0119-02
从我国水电站实际情况来说，多数水电站建设的时间较早，经过多年的运行，存在着设备老旧情况，综合自动化水平低下，难以达到安全文明生产要求。而电气自动化技术的应用，能够实现水电站机组运行自动化监控以及自动保护，极大程度上提高了系统运行的自动化水平，确保安全生产，有效弥补了上述缺陷，具有推广应用价值。
1 水电站中电气自动化系统分析
近年来，水电站规模不断扩大，自动化水平不断提升，对其运行管理，有着更高的要求。基于此，使得电气自动化系统被引入。水电站中电气自动化系统的组成，具体如下：①基础控制元件。对于控制元件的选择，要保证自动化元件型号和自动化系统可以达到水电站设计要求。一般来说，较为常用的技术包括PLC技术以及单片机技术等。在水电站中应用，能够实现自主调节轴流浆式水轮机式调速装置以及水库式水电站使用的调速器。②计算机监控系统。作为水电站电气自动化系统的核心部分，在水电站水文和工况等方面，发挥着重要的作用。监控模式包括远程式、集中监控模式、现场总线监控模式。③工业电视监控系统。利用现代化设备，实现监控信息采集和分析，为技术人员决策提供有力的信息。除此之外，利用工业电视监控系统，可保证设备操控的准确性，极大程度上能够提高水电站运行的自动化水平，减少运行事故的发生。④消防监控系统。利用此系统，能够实现水电站火情24h连续监测。如果监测到火情，系统可以自动报警，除了能够给出火灾地点信息外，还可以自动处理火情，避免火情蔓延。
2 水电站中的电气自动化技术
2.1 数字化监控系统
在水电站自动化改造中，以构建数字化监控系统为主要内容。在具体建设时，主要是开展设备智能化和自动化建设。简单来说，水电站进行自动化建设，必须要实现整个系统的深度优化，进而达到国际化生产水平以及操作标准。利用计算机主控系统，实现对以太网以及继电保护器等的调控，发挥PLC技术的作用，使得各个控制站点之间能够实现信息共享以及交流。除此之外，现代化水电站建设，是以全方位智能控制为目标。若能够实现智能控制，对提升水电站运行效率和水平，有着重要的意义，极大程度上减少了人工作业量，朝向国际化方向发展，减少水电系统运行误差。
2.2 PLC技术
在水电站系统中，引入PLC技术，能够使得系统逐渐实现智能化。PLC技术的应用，是利用可编程存储器，支撑系统设备运作。依据存储器设置的程序以及控制顺序等指令，模拟以及展现数字化实际生产多为图，为相关人员工作，提供更为精准以及高效的数据信息，辅助其完成各类工作[1]。
3 水电站中电气自动化技术的具体应用
3.1 自动化监测
在水电站中，应用电气自动化技术，能够实现自动化监测功能。以龙羊峡水电站为例，其构建了大坝安全自动化监测系统，利用监测仪器装置、数据采集装置、采集计算机以及电源等软硬件，实现了大坝安全运行自动化监测。在2010年9月开始进行自动化系统改造，2011年9月中旬通过预验收，2016年7月正式通过竣工验收。此次改造工程中，接入自动化监测系统的项目，主要包括垂线和静力水准等。从实际应用效果来说，运行大坝安全监测自动化系统，有效减少了人工监测次数，提高了大坝安全监测的自动化水平，增强了系统的实用性，发挥着积极的作用。
3.2 自动化检测
从水电站自动化检测实际来说，主要体现为设备运行指征更加规范化，实现了针对性加技术检测。在具体实践中，利用操作平台和发电机组以及发电机组等，通过检测大轴摆度、水轮机装置运行转速以及水轮机振动等参数，将获得的数据信息，及时传送到主操作平台，以立体成像或者数字的形式清晰显现，便于运行分析以及记录。以糯扎渡水电站为例，其为世界第三高的心墙堆石坝电站。在自动化技术应用方面，引入了安全检测自动化系统，借助卫星定位系统GNSS以及测量机器人TM30，实现了对水电站大坝表面变形的动态监测，利用CNSS以及测量机器人，实现了自动化检测，能够24h不阶段，观测数据采集和传输等工作，都能够在无人值守的情况下高效完成，实现了数据计算以及分析预警一体化、自动化，具有较强的远程控制功能。此监测系统的运行，体现了电气自动化技术的应用优势，也就是精度高和自动化程度强等[2]。
3.3 自动化控制
在水电站电气自动化运行中，对于系统设备的操控，以脉冲为目标，通过强化此指标的把控，能够保证水电站正常发电以及运行。当明确水电站设备各项指征后，按照常规检测没有异常情况存在，则可以具体执行装置的运行命令。如果发生事故，电气自动化系统能够自动控制相应的设备，快速启动备用系统，恢复自动运转，并且关闭主运行系统，将系统运行故障指令，快速发送给负责的检修人员。除此之外，还能够依据设备运行的具体情况，适当进行机组数据信息分析，进行问题自查自检[3]。以黄登水电站为例，引入电气自动化技术，构建数字化监控系统，实现了对水电站运行的全面以及精细化控制。如果作业现场出现故障以及温度超标等情况，自动化系统能够自动报警，下达故障信息，通知质检人员，使得监测人员能够及时掌握水电站运行情况，快速分析故障，进行故障反馈，建立了水电站标准化操作流程，极大程度上减少了人工干扰以及误差，减少了质量风险，提高了人员工作效率，节省了资料填写的时间，使得人员能够将更多的时间以及精力放到水电站系统运行管理工作中，极大程度上增加了水电站运行的效益。
3.4 自动保护
水电站中电气自动化技术的应用，自动保护功能主要如下：①自动报警。利用自动化监控系统，能够及时发现机组不正常运行问题，比如大电机运行温度以及油槽油面过高或者过低等，自动化保护系统能够自动发出警告，或者投入相应的设备，使得运行人员能够严格把控水电站运行情况，采取隐患处理措施，消除不正常隐患，或转移负荷使得故障机组能够自动退出运行[4]。②跳闸停机。如果水电站机组出现推力轴承以及导轴承温度过高等事故时，自动保护能够自动跳开断路器并且停机。③快速关闭进水闸门或者阀。部分事故比如事故停机或者压力铜管爆破时，自动保护会快速跳开断路器并且停机，还能够及时关闭进水阀门或者动作事故配压阀。在水电站中电气自动化技术的应用，对于设备的自动保护，贯穿于设备运行的全过程，通过构建自动保护机制，使得多数运行故障情况能够预见，进而减少对机组设备性能的损坏。在水电站各类设备运行期间，依托电气自动化技术，能够实现自动化检测以及控制。若检测到影响水电站运行的指征时，自动化系统可以及时发出执行、检测以及跟踪等命令，传送警示信号，并且打开自动保护设备[5]。
4 结束语
综上所述，水电站中电气自动化技术的应用，主要包括PLC技术和数字化监控技术等，极大程度上提高了系统运行监控管理的水平和效率。基于电气自动化技术，实现了自动化控制、自动化保护、自动化监控等功能，提高了水电站运行的稳定性以及安全性。
参考文献
[1]曾云波.浅析电气自动化在水电站中的应用[J].大科技，2016（18）.
[2]黄越钿.探讨水电站电气工程自动化技术及其应用[J].消费导刊，2017（27）.
[3]王春桃.探究水电站电气自动化设计及其应用[J].华东科技：学术版，2017（11）：122.
[4]张 强.浅谈水电站电气工程自动化技术及其应用[J].商品与质量，2016（11）.
[5]司树华.小型水电站电气自动化技术的应用研究[J].工程技术：引文版，2016（24）：00124.
收稿日期：2018-4-26
作者简介：林 桂（1972-）男，助理工程师，大专，主要从事水利工程管理、施工工作。
關键词：水电站；电气自动化技术；智能化；自动监控
中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0119-02
从我国水电站实际情况来说，多数水电站建设的时间较早，经过多年的运行，存在着设备老旧情况，综合自动化水平低下，难以达到安全文明生产要求。而电气自动化技术的应用，能够实现水电站机组运行自动化监控以及自动保护，极大程度上提高了系统运行的自动化水平，确保安全生产，有效弥补了上述缺陷，具有推广应用价值。
1 水电站中电气自动化系统分析
近年来，水电站规模不断扩大，自动化水平不断提升，对其运行管理，有着更高的要求。基于此，使得电气自动化系统被引入。水电站中电气自动化系统的组成，具体如下：①基础控制元件。对于控制元件的选择，要保证自动化元件型号和自动化系统可以达到水电站设计要求。一般来说，较为常用的技术包括PLC技术以及单片机技术等。在水电站中应用，能够实现自主调节轴流浆式水轮机式调速装置以及水库式水电站使用的调速器。②计算机监控系统。作为水电站电气自动化系统的核心部分，在水电站水文和工况等方面，发挥着重要的作用。监控模式包括远程式、集中监控模式、现场总线监控模式。③工业电视监控系统。利用现代化设备，实现监控信息采集和分析，为技术人员决策提供有力的信息。除此之外，利用工业电视监控系统，可保证设备操控的准确性，极大程度上能够提高水电站运行的自动化水平，减少运行事故的发生。④消防监控系统。利用此系统，能够实现水电站火情24h连续监测。如果监测到火情，系统可以自动报警，除了能够给出火灾地点信息外，还可以自动处理火情，避免火情蔓延。
2 水电站中的电气自动化技术
2.1 数字化监控系统
在水电站自动化改造中，以构建数字化监控系统为主要内容。在具体建设时，主要是开展设备智能化和自动化建设。简单来说，水电站进行自动化建设，必须要实现整个系统的深度优化，进而达到国际化生产水平以及操作标准。利用计算机主控系统，实现对以太网以及继电保护器等的调控，发挥PLC技术的作用，使得各个控制站点之间能够实现信息共享以及交流。除此之外，现代化水电站建设，是以全方位智能控制为目标。若能够实现智能控制，对提升水电站运行效率和水平，有着重要的意义，极大程度上减少了人工作业量，朝向国际化方向发展，减少水电系统运行误差。
2.2 PLC技术
在水电站系统中，引入PLC技术，能够使得系统逐渐实现智能化。PLC技术的应用，是利用可编程存储器，支撑系统设备运作。依据存储器设置的程序以及控制顺序等指令，模拟以及展现数字化实际生产多为图，为相关人员工作，提供更为精准以及高效的数据信息，辅助其完成各类工作[1]。
3 水电站中电气自动化技术的具体应用
3.1 自动化监测
在水电站中，应用电气自动化技术，能够实现自动化监测功能。以龙羊峡水电站为例，其构建了大坝安全自动化监测系统，利用监测仪器装置、数据采集装置、采集计算机以及电源等软硬件，实现了大坝安全运行自动化监测。在2010年9月开始进行自动化系统改造，2011年9月中旬通过预验收，2016年7月正式通过竣工验收。此次改造工程中，接入自动化监测系统的项目，主要包括垂线和静力水准等。从实际应用效果来说，运行大坝安全监测自动化系统，有效减少了人工监测次数，提高了大坝安全监测的自动化水平，增强了系统的实用性，发挥着积极的作用。
3.2 自动化检测
从水电站自动化检测实际来说，主要体现为设备运行指征更加规范化，实现了针对性加技术检测。在具体实践中，利用操作平台和发电机组以及发电机组等，通过检测大轴摆度、水轮机装置运行转速以及水轮机振动等参数，将获得的数据信息，及时传送到主操作平台，以立体成像或者数字的形式清晰显现，便于运行分析以及记录。以糯扎渡水电站为例，其为世界第三高的心墙堆石坝电站。在自动化技术应用方面，引入了安全检测自动化系统，借助卫星定位系统GNSS以及测量机器人TM30，实现了对水电站大坝表面变形的动态监测，利用CNSS以及测量机器人，实现了自动化检测，能够24h不阶段，观测数据采集和传输等工作，都能够在无人值守的情况下高效完成，实现了数据计算以及分析预警一体化、自动化，具有较强的远程控制功能。此监测系统的运行，体现了电气自动化技术的应用优势，也就是精度高和自动化程度强等[2]。
3.3 自动化控制
在水电站电气自动化运行中，对于系统设备的操控，以脉冲为目标，通过强化此指标的把控，能够保证水电站正常发电以及运行。当明确水电站设备各项指征后，按照常规检测没有异常情况存在，则可以具体执行装置的运行命令。如果发生事故，电气自动化系统能够自动控制相应的设备，快速启动备用系统，恢复自动运转，并且关闭主运行系统，将系统运行故障指令，快速发送给负责的检修人员。除此之外，还能够依据设备运行的具体情况，适当进行机组数据信息分析，进行问题自查自检[3]。以黄登水电站为例，引入电气自动化技术，构建数字化监控系统，实现了对水电站运行的全面以及精细化控制。如果作业现场出现故障以及温度超标等情况，自动化系统能够自动报警，下达故障信息，通知质检人员，使得监测人员能够及时掌握水电站运行情况，快速分析故障，进行故障反馈，建立了水电站标准化操作流程，极大程度上减少了人工干扰以及误差，减少了质量风险，提高了人员工作效率，节省了资料填写的时间，使得人员能够将更多的时间以及精力放到水电站系统运行管理工作中，极大程度上增加了水电站运行的效益。
3.4 自动保护
水电站中电气自动化技术的应用，自动保护功能主要如下：①自动报警。利用自动化监控系统，能够及时发现机组不正常运行问题，比如大电机运行温度以及油槽油面过高或者过低等，自动化保护系统能够自动发出警告，或者投入相应的设备，使得运行人员能够严格把控水电站运行情况，采取隐患处理措施，消除不正常隐患，或转移负荷使得故障机组能够自动退出运行[4]。②跳闸停机。如果水电站机组出现推力轴承以及导轴承温度过高等事故时，自动保护能够自动跳开断路器并且停机。③快速关闭进水闸门或者阀。部分事故比如事故停机或者压力铜管爆破时，自动保护会快速跳开断路器并且停机，还能够及时关闭进水阀门或者动作事故配压阀。在水电站中电气自动化技术的应用，对于设备的自动保护，贯穿于设备运行的全过程，通过构建自动保护机制，使得多数运行故障情况能够预见，进而减少对机组设备性能的损坏。在水电站各类设备运行期间，依托电气自动化技术，能够实现自动化检测以及控制。若检测到影响水电站运行的指征时，自动化系统可以及时发出执行、检测以及跟踪等命令，传送警示信号，并且打开自动保护设备[5]。
4 结束语
综上所述，水电站中电气自动化技术的应用，主要包括PLC技术和数字化监控技术等，极大程度上提高了系统运行监控管理的水平和效率。基于电气自动化技术，实现了自动化控制、自动化保护、自动化监控等功能，提高了水电站运行的稳定性以及安全性。
参考文献
[1]曾云波.浅析电气自动化在水电站中的应用[J].大科技，2016（18）.
[2]黄越钿.探讨水电站电气工程自动化技术及其应用[J].消费导刊，2017（27）.
[3]王春桃.探究水电站电气自动化设计及其应用[J].华东科技：学术版，2017（11）：122.
[4]张 强.浅谈水电站电气工程自动化技术及其应用[J].商品与质量，2016（11）.
[5]司树华.小型水电站电气自动化技术的应用研究[J].工程技术：引文版，2016（24）：00124.
收稿日期：2018-4-26
作者简介：林 桂（1972-）男，助理工程师，大专，主要从事水利工程管理、施工工作。