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【摘 要】随着我国水电事业的发展，在水电站建设过程对于技术的要求变的越来越高，水电站日常运转中离不开电气自动化技术的应用，在水电站的自动化方面的应用极大地提高了水电站整体运行效率，因此，本文就水电站自动化的必要性、水电站自动化内容介绍及水电站电气自动化技术应用问题分析进行探讨。
【关键词】自动化技术；水电站；应用
引言
电气自动化技术在现代化的工业生产中得到了普遍的应用，水电站的建设和运行过程中同样需要自动化技术的支持，目的是保证水电站运营过程中的安全，提高运行效率，增大能源利用率。自动化技术就是在少人（或无人）的情况下，通过操作计算机达到监测、控制整个运行过程的目的。水电站的电子自动化技术在使用的过程中应该考虑电站的规模、设备的性能、具体的环境，通过最优的方案，达到保证安全高效运行、经济合理的最终目标。
一、水电站自动化的必要性
（一）提高水电站的运行效率
分为两个方面，一方面提高了员工的工作效率，水电站的建设一般都选在偏远的山区，地形地质条件都不利于员工进行现场监测和维修，因此使用自动化的设备之后，可以通过远程的监测和控制来代替传统的人力方式，大大降低了员工的劳动强度，同时提高了工作效率；另一方面对于机组等运行设备和辅助设备来说，通过建立监测-故障分析-自动维修的自动化过程，充分提高水电站整体的运行效率。
（二）确保水电站供电的可靠性
对于水电站来说，最主要的目的就是通过将水的动能转化成电能，为社会提供电力资源。因此设备的正常运行是必须重点考虑的因素，然而确保机组稳定的运转需要更为先进的监测手段，以往的传统的方式难以提前发现故障，不能及时的处理设备故障，因此只能通过停止发电来解决问题，但是通过建立自动化系统，可以利用先进的算法，及时的监测，对设备发生故障的可能性进行预判，及时的发现问题，解决问题，避免水电站的停止运行，因此从这一角度来说，自动化系统的引入能够保证水电站发电的可靠度。
（三）提高经济效益
水电站发电机机组的运行有一个最优的工况，当在这个工况时可以达到最大的发电效益。对于水电站中很多同时运行的发电机组来说，通过怎样的协作达到最大的效益也是应该考虑的问题，在实际运行过程中发现人为的调节不能使发电机组高效运转，因此只有通过建立整体的自动化系统，通过全局的考虑和控制，使得发电机组用最小的功率发出最大的电量，提高水电站的经济效益。
二、水电站自动化内容介绍
（一）实现对水轮发电机组运行方式自动控制
实现电气自动化对于水轮发电机组运行方式的自动检测，主要通过以下工作来实现。第一，实现水电站的开机与停机、发电转调相以及调相转发电等过程的自动化监控；第二，实现水轮发电机的持续经济运行，在最佳运行机位运行上根据系统要求和电站的具体条件自动选择，尤其是在机组间出现负荷时进行相应的经济分配，并以此来调节机组的有功功率和无功功率等。除了上述的内容，通过电气自动化技术的应用可以使得水电站机组发生故障停止运转时能够自动地转向另一个备用机组工作，或者当某一机组的功率过大时会自动阻止其一部分组建的运转从而降低其运转功率，以此来保障水电站工作组的正常运行。
（二）确保对水轮发电机组及其辅助设备运行检测
电气自动化被称为是仪器设备的“耳朵”或者“眼睛”，这一比喻形象地指明了当前电气自动化在水电站实际运作中的重要作用。例如，在水电站水轮发电机组实际运转过程中，实现对发电机定子和转子回路各电量的监视、对定子绕组和铁芯部件以及各部轴承部件温度的监视、对机组的冷却系统进行检测等等，而且在仪器出现故障的时候能够采取相应的补救措施，避免更大的损失发生，从而确保水轮发电机组及其辅助设备能够正常运转。
（三）监控主要辅助设备运行状态
水电站的设备包括较多的辅助器件，这些器件的正常运行是保证机组正常工作的基础。因此，要检测发电机组的转子和定子电路是否安全；检测机组电机定子绕组铁芯温度是否在正常范围；监督检查发电机组润滑度以及制冷系统、变速系统等是否正常工作。不论以上哪个部分出现故障，电气自动化系统都会根据程序迅速分析事件危害，并立即响应应急程序，启动相应的保护措施，同时将故障信息以警报的形式通知工作人员，从而降低传统应急事件处理方式导致的损失。
（四）监控和保护机组外电气设备
除了上述发电机组和主要辅助设备外，水电站还有大量的其他电气设备，如变压器、输电线路等。对这些设备进行自动化监控，对整个发电过程至关重要。电气自动化技术能在变压设备、输电线路出现故障时及时切断电源，并准确计算出故障点，通知工作人员及时处理，从而减少了因查找故障位置而花费的时间。
三、水电站电气自动化技术应用问题分析
（一） 建立电气控制系统
水电站电气自动化操作系统采取计算机控制变成方式，其主要以以太网控制与主机互联的各个终端设备，采用开放式体系结构，层次分明，根据监控对象进行配置，具有分散性，开放性和灵活性。再设计契合系统，使之易于掌握，方便调试和运行，在监控系统开展数据收集及处理工作时，设备运行的情况会自动写入计算机的硬盘中，从而保证了水电站管理及运行的时效性，报表自动生成功能也可以为水电站设备的修理及调整提供有利依据，达到信息资源共享，充分发挥整个系统的综合效益。
（二） 水轮发电机组自动控制
在水电站电气自动化应用过程中要想实现设备开停机的自动化操作，使设备各项操作都能够按照程序设定内容自动运行，确保水轮发电站运行的稳定性，依照相关标准和水电站运行的条件优选具有最佳运行效果的机组数量。保持水轮发电机组的运行的高效性。在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。同时，当工作机组在出现事故时，备用机组可以随时自动的起动并且投入到工作中，当系统出现频率过高的情况时，也能够将部分机组自动进行切除。做到上述控制，保证水电站的经济效益，实现机组间经济负荷的分配，达到经济效益最大化，促进水电站的发展。
（三） 监视水轮发电机组及相关辅助设备运转情况
对发电机的转子及定子回路进行电量监控，监控轴承定子绕组的温度，发电机组的冷却体系及润滑体系，以及机组的调速体系工作。出现事故时，迅速采取相应的保护措施，使得水电站的损失降至最低，以确保水电站能够安全的运行。在这样的自动化系统中也可以实现对上下游水位、拦污柵以及电站闸门的监控，对油泵、空压机以及水泵等一些机械设备进行控制，并且在发生事故时自动地将辅助设备投入备用工作当中。通过对其进行监控不但对管理人员的工作压力起到了缓解的作用，同时还使得管理效率得到了有效的提高，促进了自动化管理的发展。
结束语
随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。综上所述，水电站采用综合自动化系统后不仅提高水电站运行的经济性和工作的可靠性、保证电能质量；而且提高劳动生产率、改善劳动条件和减少运行人员，从而提高电站运行的效益。另外采用计算机监控在减少人员的同时也减少了相应的生活办公设备和工资支出，因而能产生巨大的经济效益。可见，水电站综合自动化系统与水电站的生产、效益密切相关，随着国家能源结构的调整，水资源开发利用程度的加大，水电站综合自动化系统在越来越多的水利枢纽工程中得到更广泛的应用，发挥更大的作用。
参考文献
[1]徐均胜.水电站电气自动化技术与应用[J].农村电气化，2013，03：55-56.
[2]黄鑫.电气自动化技术在水电站中的应用研究[J].机电信息，2013，18：95+97.
[3]林秀敏.水电站电气自动化应用问题的研究[J].河南科技，2013，08：122-123.
[4]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程，2011，06：79.
[5]苑清敏，张强.水电站电气自动化应用问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2011，27：33.
【关键词】自动化技术；水电站；应用
引言
电气自动化技术在现代化的工业生产中得到了普遍的应用，水电站的建设和运行过程中同样需要自动化技术的支持，目的是保证水电站运营过程中的安全，提高运行效率，增大能源利用率。自动化技术就是在少人（或无人）的情况下，通过操作计算机达到监测、控制整个运行过程的目的。水电站的电子自动化技术在使用的过程中应该考虑电站的规模、设备的性能、具体的环境，通过最优的方案，达到保证安全高效运行、经济合理的最终目标。
一、水电站自动化的必要性
（一）提高水电站的运行效率
分为两个方面，一方面提高了员工的工作效率，水电站的建设一般都选在偏远的山区，地形地质条件都不利于员工进行现场监测和维修，因此使用自动化的设备之后，可以通过远程的监测和控制来代替传统的人力方式，大大降低了员工的劳动强度，同时提高了工作效率；另一方面对于机组等运行设备和辅助设备来说，通过建立监测-故障分析-自动维修的自动化过程，充分提高水电站整体的运行效率。
（二）确保水电站供电的可靠性
对于水电站来说，最主要的目的就是通过将水的动能转化成电能，为社会提供电力资源。因此设备的正常运行是必须重点考虑的因素，然而确保机组稳定的运转需要更为先进的监测手段，以往的传统的方式难以提前发现故障，不能及时的处理设备故障，因此只能通过停止发电来解决问题，但是通过建立自动化系统，可以利用先进的算法，及时的监测，对设备发生故障的可能性进行预判，及时的发现问题，解决问题，避免水电站的停止运行，因此从这一角度来说，自动化系统的引入能够保证水电站发电的可靠度。
（三）提高经济效益
水电站发电机机组的运行有一个最优的工况，当在这个工况时可以达到最大的发电效益。对于水电站中很多同时运行的发电机组来说，通过怎样的协作达到最大的效益也是应该考虑的问题，在实际运行过程中发现人为的调节不能使发电机组高效运转，因此只有通过建立整体的自动化系统，通过全局的考虑和控制，使得发电机组用最小的功率发出最大的电量，提高水电站的经济效益。
二、水电站自动化内容介绍
（一）实现对水轮发电机组运行方式自动控制
实现电气自动化对于水轮发电机组运行方式的自动检测，主要通过以下工作来实现。第一，实现水电站的开机与停机、发电转调相以及调相转发电等过程的自动化监控；第二，实现水轮发电机的持续经济运行，在最佳运行机位运行上根据系统要求和电站的具体条件自动选择，尤其是在机组间出现负荷时进行相应的经济分配，并以此来调节机组的有功功率和无功功率等。除了上述的内容，通过电气自动化技术的应用可以使得水电站机组发生故障停止运转时能够自动地转向另一个备用机组工作，或者当某一机组的功率过大时会自动阻止其一部分组建的运转从而降低其运转功率，以此来保障水电站工作组的正常运行。
（二）确保对水轮发电机组及其辅助设备运行检测
电气自动化被称为是仪器设备的“耳朵”或者“眼睛”，这一比喻形象地指明了当前电气自动化在水电站实际运作中的重要作用。例如，在水电站水轮发电机组实际运转过程中，实现对发电机定子和转子回路各电量的监视、对定子绕组和铁芯部件以及各部轴承部件温度的监视、对机组的冷却系统进行检测等等，而且在仪器出现故障的时候能够采取相应的补救措施，避免更大的损失发生，从而确保水轮发电机组及其辅助设备能够正常运转。
（三）监控主要辅助设备运行状态
水电站的设备包括较多的辅助器件，这些器件的正常运行是保证机组正常工作的基础。因此，要检测发电机组的转子和定子电路是否安全；检测机组电机定子绕组铁芯温度是否在正常范围；监督检查发电机组润滑度以及制冷系统、变速系统等是否正常工作。不论以上哪个部分出现故障，电气自动化系统都会根据程序迅速分析事件危害，并立即响应应急程序，启动相应的保护措施，同时将故障信息以警报的形式通知工作人员，从而降低传统应急事件处理方式导致的损失。
（四）监控和保护机组外电气设备
除了上述发电机组和主要辅助设备外，水电站还有大量的其他电气设备，如变压器、输电线路等。对这些设备进行自动化监控，对整个发电过程至关重要。电气自动化技术能在变压设备、输电线路出现故障时及时切断电源，并准确计算出故障点，通知工作人员及时处理，从而减少了因查找故障位置而花费的时间。
三、水电站电气自动化技术应用问题分析
（一） 建立电气控制系统
水电站电气自动化操作系统采取计算机控制变成方式，其主要以以太网控制与主机互联的各个终端设备，采用开放式体系结构，层次分明，根据监控对象进行配置，具有分散性，开放性和灵活性。再设计契合系统，使之易于掌握，方便调试和运行，在监控系统开展数据收集及处理工作时，设备运行的情况会自动写入计算机的硬盘中，从而保证了水电站管理及运行的时效性，报表自动生成功能也可以为水电站设备的修理及调整提供有利依据，达到信息资源共享，充分发挥整个系统的综合效益。
（二） 水轮发电机组自动控制
在水电站电气自动化应用过程中要想实现设备开停机的自动化操作，使设备各项操作都能够按照程序设定内容自动运行，确保水轮发电站运行的稳定性，依照相关标准和水电站运行的条件优选具有最佳运行效果的机组数量。保持水轮发电机组的运行的高效性。在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。同时，当工作机组在出现事故时，备用机组可以随时自动的起动并且投入到工作中，当系统出现频率过高的情况时，也能够将部分机组自动进行切除。做到上述控制，保证水电站的经济效益，实现机组间经济负荷的分配，达到经济效益最大化，促进水电站的发展。
（三） 监视水轮发电机组及相关辅助设备运转情况
对发电机的转子及定子回路进行电量监控，监控轴承定子绕组的温度，发电机组的冷却体系及润滑体系，以及机组的调速体系工作。出现事故时，迅速采取相应的保护措施，使得水电站的损失降至最低，以确保水电站能够安全的运行。在这样的自动化系统中也可以实现对上下游水位、拦污柵以及电站闸门的监控，对油泵、空压机以及水泵等一些机械设备进行控制，并且在发生事故时自动地将辅助设备投入备用工作当中。通过对其进行监控不但对管理人员的工作压力起到了缓解的作用，同时还使得管理效率得到了有效的提高，促进了自动化管理的发展。
结束语
随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。综上所述，水电站采用综合自动化系统后不仅提高水电站运行的经济性和工作的可靠性、保证电能质量；而且提高劳动生产率、改善劳动条件和减少运行人员，从而提高电站运行的效益。另外采用计算机监控在减少人员的同时也减少了相应的生活办公设备和工资支出，因而能产生巨大的经济效益。可见，水电站综合自动化系统与水电站的生产、效益密切相关，随着国家能源结构的调整，水资源开发利用程度的加大，水电站综合自动化系统在越来越多的水利枢纽工程中得到更广泛的应用，发挥更大的作用。
参考文献
[1]徐均胜.水电站电气自动化技术与应用[J].农村电气化，2013，03：55-56.
[2]黄鑫.电气自动化技术在水电站中的应用研究[J].机电信息，2013，18：95+97.
[3]林秀敏.水电站电气自动化应用问题的研究[J].河南科技，2013，08：122-123.
[4]王李杨.浅析无功补偿技术在电气自动化中的应用[J].价值工程，2011，06：79.
[5]苑清敏，张强.水电站电气自动化应用问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2011，27：33.