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摘 要：随着我国水利工程建设的不断完善，自动化控制系统的改造改造大潮也席卷而来，在水利水电厂改造中自动化系统越来越受到重视。近年来，水电厂在自动化控制系统的支持下，机组运行情况良好，不但改善了生态环境、推进了农业等产业的发展，还减少了系统维护人员的劳动量，为水电厂的自动化的发展提供了保障。本文简述了水电厂的发展方向，以及自动化系统改造的相关内容，希望能够为以后的水电厂的相关工作人员提供一定的理论参考。
关键词：自动化系统；水电厂；改造要点
中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0115-02
1 水电站自动化系统的发展前景及发展意义
我国的经济现在已经进入了一个新的历史阶段，国民经济得到了高速的发展，工业现代化也在不断推进，人们对电力的需求量日逐渐增加，对其质量的要求也日益严格。而我国的电力行业的自动化水平一直比较低，难以满足当下社会的生产需求，为了提升电能的质量以及水电厂的工作效率，如今必须进行改造，把计算机监控系统技术作为基础的综合自动化系统来代替传统的老式水电站以人工操作为主的控制模式。而新建的水电站应当按照综合自动化的要求来建设，使水电站能够渐渐地实现少人值班甚至无人值班的目标。此外，在水电厂应用自动化系统，能够帮助解决能源的短缺、环境污染等问题，还能够促进区域间的经济协调发展，缩小城乡之间的差距，推动农业等产业的发展，为国民经济的发展贡献出一份力量。遵照国家电力体制改革的相关要求，使得水电站实现综合自动化系统的控制，从而适应市场的竞争。
2 自动化基础改造和元件选择
2.1 励磁系统
改进后的励磁系统必须满足以下几点要求：①系统的设备必须具备先进性以及高度的可靠性；②能够很好的匹配计算机的监控系统；③运行简单，操作方便安全，并且需要进行的养护工作少；④性价比高。
2.2 调速器
调速器的选择原则：①调速器必须具备先进性以及高度的可靠性；②与计算机的连接稳定；③运行简单，操作方便安全，并且需要进行的养护工作少；④性价比高。
2.3 自动化检测元件
自动化测量元件的合格与否直接影响到整个发电厂的运行，所以在一定程度上直接将影响着自动化系统改造的成功与否。其选择的标准：①自动化检测元件必须具备先进性以及高度的安全性、可靠性；②性价比高；③维护工作简单。
3 各单元的改造要点
3.1 计算机监控单元的改造
完成自动化基础改造之后，就要设计计算机所掌控的监控系统，然后进行选择和调试工作，完成上述的内容后才能够正式投入使用：①设置计算机所要监控的主要对象以及所要监控的信息量；②计算机监控系统的准则一般依据无人值班的原则，保证既能够实现远程的监控，又能够对站内进行全面的监控。此外需要保证监控的系统需要具高度的先进性和准确性。所应用的电脑硬件软件、网络拓扑结构等必须符合相关的标准，达到成熟、可靠、耐用的要求，并且拥有熟练的技术和充足的准备品，拥有长期服务和支持。系统需引用可拓展的模块化结构设计，从而为系统扩大规模、增加相关功能提供相应的保障。同时要有一定的冗余的容错设计，这是当系统发生局部故障时，也不会引起系统的误操作以及影响系统的有误操作，提高系统的稳定性。各发动机能够在脱离主控系统的情况下也能够独立进行运行。同时监控系统的反应速度也应当加快，拥有能够向上进行兼容的特性。安全、可靠、维护操作简单易行。监控系统具有良好的实时性，并且拥有足够顽强的抗干扰能力。同时监控系统应当同其他的系统进行连接，从而方便进行信息的通报，例如：闸门监控系统、水情测报系统、大坝监测系统、火灾报警系统、机组状态维护系统等。
3.2 辅助设备的改造
对于辅助设备的改造来说，其是水电厂进行自动化系统改造的核心，辅助系统的改造对于适应方案、优化配置的研究以及系统的整体设计有着重举足轻重的意义。
3.2.1 改造的方案
我国现阶段水电站辅助设备主要有统一的集中控制操作和分散控制集中管理两种控制系统。对于辅助控制来说，分散控制集中管理此种模式应当作为首选。在管理模式确定后，就需要制定相关的改造方案，在改造的过程中，应该要严格牢记无人值班这一原则。同样的，测控装置的功能应当稳定、质量安全可靠。具有故障自动识别、诊断自动执行等功能。同时能够及时、无误地将各个系统所收集的信息传送到计算机监控系统中，然后进行统一的处理。
3.2.2 系统优化配置
在进行自动化系统改造过程中系统的优化配置也是很有必要的，可以概括为以下几点：①编程控制器是整个系统的控制核心，其控制辅助设备是最有力的。②对于压油系统外围元器件的选择，应采用安全先进的压力变送器。③对于配置排水系统外围的元器件，由于集水井的水质环境很恶劣，淤积的现象时有发生，严重影响到了液位测量结果的准确性，同时还会对排水控制系统的稳定运行造成影响，严重的情况还可能会導致恶性事故的发生。为了避免以上的问题的发生，必须保证液位测量的可靠性，并且采用最好的软启动器和接触器组件。④对于压缩空气的系统的配置。由于压缩空气系统的组件每一个元器件都非常重要，每一个元件出现问题都足以造成系统的崩溃，所以需要对其质量进行严格的把关。
3.3 监控系统的改造目标
3.3.1 设计的原则
①尽可能的实现少人值班（甚至无人值班）的目标；②应适应当地电网自动化的相关要求；③水电站的监控都必须由计算机进行控制，不需要另设置监控设备；④确保监控系统的安全性、可靠性等功能，并且完善相关的功能；⑤采用具有冗余的配置，确保监控系统具有良好的错性；⑥监控系统应用了分层分布式机构，在不受到整体控制时，需要保证局部也能够独立的运行。
3.3.2 监控系统的目的
①对水电站的主要设备进行记录和监控；②对水电站的主要设备进行自动控制或者直接控制，其中包括机组的开关机以及功率的调整，这些基本上都需要依靠计算机来实现的；③如果机组由于事故而导致紧急停机，或公用设备进行开启/关闭等的切换动作时都需要计算机的参与，这些过程都是严禁进行人工操作的；④实现水电站运行管理的自动化；⑤当发生难以解决的重大事故，此时可以及时进行语音报警，或者电话报警；⑥在接受上级的调度部门进行联系时可以保证联系状态维持在通信的状态；⑦水电站由少人值守逐渐发展向无人值守的过度阶段。
4 结 论
水电厂自动化系统的改造能否顺利进行主要依托于管理知识和科学技术的发展水平，坚信在科技日益强大的中国，自动化技术也将越来越进步，为水利事业的繁荣提供强有力的保障，从而水利事业能够造福更多的人，为生态环境的改善贡献出一份力量。希望今后通过大家共同的不懈努力，能够让水电站的自动化的运行水平得到大幅度的提高，让水电厂实现“少人值班，甚至是无人值守”的目标提供有力的保障。
参考文献
[1]张红芳，彭文才，闽 峥.智能水电厂现地自动化系统技术分析[J].水电自动化与大坝监测，2012（02）.
[2]彭鸣周，陈炳森，罗 锋.所略一级水电站综合自动化改造[J].轻工科技，2014（02）.
[3]汪从彬.智能技术用于水电自动化改造方法分析[J].设备管理与维修，2018（02）：84～85.
[4]罗 希.水电厂自动化控制系统的PLC改造[J].技术与市场，2017，24（11）：60～61.
收稿日期：2018-9-3
作者简介：姜 昊（1991-），男，助理工程师，大学本科，主要从事自动装置检修工工作。
关键词：自动化系统；水电厂；改造要点
中图分类号：TV736 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0115-02
1 水电站自动化系统的发展前景及发展意义
我国的经济现在已经进入了一个新的历史阶段，国民经济得到了高速的发展，工业现代化也在不断推进，人们对电力的需求量日逐渐增加，对其质量的要求也日益严格。而我国的电力行业的自动化水平一直比较低，难以满足当下社会的生产需求，为了提升电能的质量以及水电厂的工作效率，如今必须进行改造，把计算机监控系统技术作为基础的综合自动化系统来代替传统的老式水电站以人工操作为主的控制模式。而新建的水电站应当按照综合自动化的要求来建设，使水电站能够渐渐地实现少人值班甚至无人值班的目标。此外，在水电厂应用自动化系统，能够帮助解决能源的短缺、环境污染等问题，还能够促进区域间的经济协调发展，缩小城乡之间的差距，推动农业等产业的发展，为国民经济的发展贡献出一份力量。遵照国家电力体制改革的相关要求，使得水电站实现综合自动化系统的控制，从而适应市场的竞争。
2 自动化基础改造和元件选择
2.1 励磁系统
改进后的励磁系统必须满足以下几点要求：①系统的设备必须具备先进性以及高度的可靠性；②能够很好的匹配计算机的监控系统；③运行简单，操作方便安全，并且需要进行的养护工作少；④性价比高。
2.2 调速器
调速器的选择原则：①调速器必须具备先进性以及高度的可靠性；②与计算机的连接稳定；③运行简单，操作方便安全，并且需要进行的养护工作少；④性价比高。
2.3 自动化检测元件
自动化测量元件的合格与否直接影响到整个发电厂的运行，所以在一定程度上直接将影响着自动化系统改造的成功与否。其选择的标准：①自动化检测元件必须具备先进性以及高度的安全性、可靠性；②性价比高；③维护工作简单。
3 各单元的改造要点
3.1 计算机监控单元的改造
完成自动化基础改造之后，就要设计计算机所掌控的监控系统，然后进行选择和调试工作，完成上述的内容后才能够正式投入使用：①设置计算机所要监控的主要对象以及所要监控的信息量；②计算机监控系统的准则一般依据无人值班的原则，保证既能够实现远程的监控，又能够对站内进行全面的监控。此外需要保证监控的系统需要具高度的先进性和准确性。所应用的电脑硬件软件、网络拓扑结构等必须符合相关的标准，达到成熟、可靠、耐用的要求，并且拥有熟练的技术和充足的准备品，拥有长期服务和支持。系统需引用可拓展的模块化结构设计，从而为系统扩大规模、增加相关功能提供相应的保障。同时要有一定的冗余的容错设计，这是当系统发生局部故障时，也不会引起系统的误操作以及影响系统的有误操作，提高系统的稳定性。各发动机能够在脱离主控系统的情况下也能够独立进行运行。同时监控系统的反应速度也应当加快，拥有能够向上进行兼容的特性。安全、可靠、维护操作简单易行。监控系统具有良好的实时性，并且拥有足够顽强的抗干扰能力。同时监控系统应当同其他的系统进行连接，从而方便进行信息的通报，例如：闸门监控系统、水情测报系统、大坝监测系统、火灾报警系统、机组状态维护系统等。
3.2 辅助设备的改造
对于辅助设备的改造来说，其是水电厂进行自动化系统改造的核心，辅助系统的改造对于适应方案、优化配置的研究以及系统的整体设计有着重举足轻重的意义。
3.2.1 改造的方案
我国现阶段水电站辅助设备主要有统一的集中控制操作和分散控制集中管理两种控制系统。对于辅助控制来说，分散控制集中管理此种模式应当作为首选。在管理模式确定后，就需要制定相关的改造方案，在改造的过程中，应该要严格牢记无人值班这一原则。同样的，测控装置的功能应当稳定、质量安全可靠。具有故障自动识别、诊断自动执行等功能。同时能够及时、无误地将各个系统所收集的信息传送到计算机监控系统中，然后进行统一的处理。
3.2.2 系统优化配置
在进行自动化系统改造过程中系统的优化配置也是很有必要的，可以概括为以下几点：①编程控制器是整个系统的控制核心，其控制辅助设备是最有力的。②对于压油系统外围元器件的选择，应采用安全先进的压力变送器。③对于配置排水系统外围的元器件，由于集水井的水质环境很恶劣，淤积的现象时有发生，严重影响到了液位测量结果的准确性，同时还会对排水控制系统的稳定运行造成影响，严重的情况还可能会導致恶性事故的发生。为了避免以上的问题的发生，必须保证液位测量的可靠性，并且采用最好的软启动器和接触器组件。④对于压缩空气的系统的配置。由于压缩空气系统的组件每一个元器件都非常重要，每一个元件出现问题都足以造成系统的崩溃，所以需要对其质量进行严格的把关。
3.3 监控系统的改造目标
3.3.1 设计的原则
①尽可能的实现少人值班（甚至无人值班）的目标；②应适应当地电网自动化的相关要求；③水电站的监控都必须由计算机进行控制，不需要另设置监控设备；④确保监控系统的安全性、可靠性等功能，并且完善相关的功能；⑤采用具有冗余的配置，确保监控系统具有良好的错性；⑥监控系统应用了分层分布式机构，在不受到整体控制时，需要保证局部也能够独立的运行。
3.3.2 监控系统的目的
①对水电站的主要设备进行记录和监控；②对水电站的主要设备进行自动控制或者直接控制，其中包括机组的开关机以及功率的调整，这些基本上都需要依靠计算机来实现的；③如果机组由于事故而导致紧急停机，或公用设备进行开启/关闭等的切换动作时都需要计算机的参与，这些过程都是严禁进行人工操作的；④实现水电站运行管理的自动化；⑤当发生难以解决的重大事故，此时可以及时进行语音报警，或者电话报警；⑥在接受上级的调度部门进行联系时可以保证联系状态维持在通信的状态；⑦水电站由少人值守逐渐发展向无人值守的过度阶段。
4 结 论
水电厂自动化系统的改造能否顺利进行主要依托于管理知识和科学技术的发展水平，坚信在科技日益强大的中国，自动化技术也将越来越进步，为水利事业的繁荣提供强有力的保障，从而水利事业能够造福更多的人，为生态环境的改善贡献出一份力量。希望今后通过大家共同的不懈努力，能够让水电站的自动化的运行水平得到大幅度的提高，让水电厂实现“少人值班，甚至是无人值守”的目标提供有力的保障。
参考文献
[1]张红芳，彭文才，闽 峥.智能水电厂现地自动化系统技术分析[J].水电自动化与大坝监测，2012（02）.
[2]彭鸣周，陈炳森，罗 锋.所略一级水电站综合自动化改造[J].轻工科技，2014（02）.
[3]汪从彬.智能技术用于水电自动化改造方法分析[J].设备管理与维修，2018（02）：84～85.
[4]罗 希.水电厂自动化控制系统的PLC改造[J].技术与市场，2017，24（11）：60～61.
收稿日期：2018-9-3
作者简介：姜 昊（1991-），男，助理工程师，大学本科，主要从事自动装置检修工工作。