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【摘 要】 随着计设算机及电子信息技术的迅猛发展，技术先进、性能可靠的电气自动化系统逐渐开始得到了广泛的应用。水电站自动化主要表现在通过计算对整个水电站生产全过程度越来越高，程进行监控，通过自动化设备自动监测机组和辅助设备的状发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。与发达国家相态，我国水电站自动化水平还很低。因此，对于水电发展十分迅速，但设计保守、运行时间长、装置落后的中国小水电站来说，通过水电站自动化，可以提高农村小水电安全性、提高发电效益，不断提高困山区农村用电水平，改善民生，促进农村经济社会可持续发展所以本文主要以水电站应用的电气化技术为主题，通过分析其应用的优势意义，着重探讨了此项工作开展的相关内容，以及具体的设计应用。
【关键词】 电气自动化技术；小水电站；应用
小水电作为重要的民生工程和可再生能源之一，受到国家的高度重视，是我国农村和边远山区发电的主力，也是国民经济的动力，但是水电站的运行工作以及各项机械设备极其复杂，在运行过程中往往容易受到各种因素的影响，继而出现运行故障，不利于水电站中各项工作的正常开展，也无法满足当前国家发展对水电站工作的重要需求。為了改变这一状况，目前，我国水电站负责部门开始积极地将电气自动化的技术引进水电站。水电站的电气自动化技术是一门综合性较强的科学技术，它担负着自动监测发电机组辅助设备和发电机组和的状态，并执行操作、监视在没有人自动操作相关任务，发出事先拟定的报警信号。水电站的电气自动化过程就是能够让水电站在生产过程的控制、接参与的状态下，按照预定的程序和计划自动地进行操作。水电站的电气自动化水平是水电站安全运行的重要手段，也是衡量水电站现代化水平的标志。
一、水电站电气自动化的定义与内容
1.水电站电气自动化的概念
小水电站的电气自动化概念主要是指用电气、电子设备、机械，能够在无人直接参与的情况下按预定程序对水电站主要电气设备进行自动操作、控制，并按预定的计划或程序自动地进行监控。
2.水电站电气自动化包含的内容
水电站自动化的主要内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的运行方式、型式、主要机电设备的布置方式、型式和电气主接线等有关。通俗来说水电站自动化包括对水电站辅助设备运行状况的监视、自动检测，对水电站水轮发电机组运行状况的自动监测和控制，以及对水电站主要电气设备的控制、监视、保护等方面的作用。
二、小水电站开发现状
我国小水电资源居世界首位。作为清洁能源，小水电具有“就地开发、就近供电”的成本优势，尤其在山区农村，小水电在解决农村无电缺电问题、取代烧柴和烧煤等方面发挥了重要作用，被誉为山区的“小太阳”。截至2012年底，全国建成小水电站4.5万多座，装机容量6500多万千瓦，全国农村水电县1531个，其中有400个县主要依靠小水电供电。依靠开发小水电，全国1/2的地域、1/3的县市、3亿多农村人口用上了电。小水电照亮广袤山村，也照亮了农民脱贫致富之路。根据最新全国农村水能资源调查评价成果，我国小水电技术可开发量为1.28亿千瓦，资源分布在30个省（市、自治区）的1715个县，主要集中在西部边远山区、少数民族地区和革命老区。其中西部地区小水电资源最为丰富，可开发量占全国的62.1%。小水电开发应坚持“生态优先、有序开发”的方针，统一规划、科学管理，明确重点开发、优化开发、限制开发和禁止开发区。实现四个转变：一是要用有序、有限、有偿开发水能资源代替过去强调水能的充分利用的思想；二是要重视发挥水电工程的生态功能和环境效应代替过去强调发电功能；三是要重视地方发展和农民利益代替过去注重经济效益的思想；四是要注重对老电站的增效扩容改造和持续利用代替过去重视新建项目开发的思想。
三、小水电站电气自动化技术特征
小水电站的自动化重点不在于高性能，也不能像大中型水电站那样追求功能的完善化，不能照搬大、中型水电站自动化系统的模式和配置，而要根据小水电站的特点选择适合自身要求的自动化系统，重点是在实现基本的控制、操作和保护功能的基础上，提高系统的可靠性。就目前的技术发展和人们的认可情况，小水电站的自动化也应采用计算机监控系统，但在监控系统的配置上要进行适当的简化。
1.低压机组自动化注重高性价比
对于小水电低压机组，根据实际情况，有选择地将功能模块进行组合设计，节约成本，提高性价比，在保证可靠性和高性能的同时，适当降低成本。一般的做法是将部分功能进行集成，但励磁、调速、保护仍然分开配置。
2.高压机组自动化注重高性能
对于小水电中的高压机组，其自动化系统绝大部分还是采用监控、调速、励磁、保护相互独立的系统，以保证机组运行的安全性、可靠性及自动化系统的实时性、高性能。
四、电气自动化对小水电站的作用
1.提高水电站发电、供电的可靠性
水电站的主要工作就是发电，水电站的电气自动化主要通过自动控制装置对水电站各个系统进行及时、快速、精确的检测，自动记录运行数据，如果遇到突发情况就会立即报警，及时排除故障。不但能够避免发电机组因非正常工作状态不能得到及时解决而酿供电可靠性，还能够避免发电机组因故障而遭受破坏。同时还提高了水电站发电机组的发电、通过电脑控制的自动装置对水电站的发电机组及其辅助设备进行控制和操作，能够有效避免因操作员的错误操作而导致的生事故发生。
2.确保电能的质量
工频和电压是衡量电能质量最主要的指标，电网中的工频主要受到电网系统中有功功率的平衡状况影响；而电压则要取决于电网系统中的无功功率。电网系统的状况随时都在变化，只有通过电气自动化的自动装置对发电机组进行及时、准确地调节，让发电机组所发电能的工频与电压维持在规定的范围之内。 3.提高水电站电力运作
水电站中自动化装置通过对发电机组进行实时、动态、自主的监控、保护、调节，可以使发电机组的电压、工频始终处于标准数值中，进而有助于水电站中电网运行的有功以及无功功率的平衡性，可以达到对于电能质量的优化。同时，自动化控制装置通过对水电快速、动态的检测、记录与报警，可以使发站中所有系统实施精准、电机组免遭各类故障侵袭，并能够达到对于各项已发事故的及时有效处理，进而使发电机组的工作实现稳定性以及规范性，最终提升了发电以及供电的可靠性能。
4.提高工作效率
如果仅依靠人工操作，是无法较好实现电能质量稳定的，自动化的应用能较好的帮助水电站确保调度精度，保证电压或频率维持在规定所要求的范围。实现电气自动化后的工作内容、性质不再与早期以人工为主的水电站工作内容分配相符。而且水电站电气自动化对于水电站相关工作，科学、有效执行起着不可或缺的作用，比如通过电气自动可以可以对各项设备进行系统控制，同时减少由于人工操作不当引发的事故并及时给出预警等。再者通过计算机系统可以及时、准确、快速的进行相关设备、状态、事故学的自动配置，通报、记录等。一旦出现紧急事故，也可以通过自动化系统来控制相关设备，保障整体水电站生产系统安全，从而确保最电气自动化应用对于最终电能质量终用户用电安全。
五、结语
电气自动化在小水电站的广泛应用对于水电站生产效率、经营效率、经济效益都有较大的提升，并能极大的改善现有员工的工作条件、工作环境，从而实现电能质量的保障、设备运转可靠性的保证。随着我国工业升级改造工作和经济转型拉开序幕，我国各类型水电站应当充分考虑到自身有的放矢地将电气自动化应用到生产和经营的实践经营中，帮助水电站提升水资源的开发使用程度的效率，避免资源浪费，造成污染。电气自动化对我国水电站的工作而言，已經成为其未来获得顺利发展的必要保证，要努力地结合水电站工作状况，积极推动自动化相关技术的有效运用，争取借助此种技术实现对于水电站工作效益的有效提升。此外，由于自动化系统对于水电站经营管理者，操作人员的电气自技术水平要求较高，所以企业应尽可能在有能力的条件下重视设备操作人员的技术水平提升的需求，定期安排技能培训课程，保证相关操作人员的综合能力和素质，及时更新相关人员的技术水平和知识结构，尤其需要避免由于人工操作不当或技术水平不到位所造成的安全隐患或事故。目前我国农村小水电市场前景广阔，在自动化控制技术日新月异的今天，随时掌握当前技术发展趋势，根据市场需要，分析实际情况，及时调整产品结构，研发新产品，提高产品质量，降低成本，才能顺应发展潮流，在市场和技术上获得领先，取得良好的社会和经济效益。
参考文献：
[1]薛宏林.小水电综合自动化系统的发展现状及趋势[J].江淮水力科技，2008，（6）.
[2]崔明.变电站与水电站综合自动化.中国水利水电出版社，2005.
[3]郑曲全.浅谈水电站自动化技术及其应用[J].大众科技，2008.
[4]刘忠源.水电站自动化[M].第二版.北京水利水电出版社，1998.
[5]王亦宁.小水电综合自动化系统技术现状与发展趋势[J].中国农村水利水电，2009，（08）.
【关键词】 电气自动化技术；小水电站；应用
小水电作为重要的民生工程和可再生能源之一，受到国家的高度重视，是我国农村和边远山区发电的主力，也是国民经济的动力，但是水电站的运行工作以及各项机械设备极其复杂，在运行过程中往往容易受到各种因素的影响，继而出现运行故障，不利于水电站中各项工作的正常开展，也无法满足当前国家发展对水电站工作的重要需求。為了改变这一状况，目前，我国水电站负责部门开始积极地将电气自动化的技术引进水电站。水电站的电气自动化技术是一门综合性较强的科学技术，它担负着自动监测发电机组辅助设备和发电机组和的状态，并执行操作、监视在没有人自动操作相关任务，发出事先拟定的报警信号。水电站的电气自动化过程就是能够让水电站在生产过程的控制、接参与的状态下，按照预定的程序和计划自动地进行操作。水电站的电气自动化水平是水电站安全运行的重要手段，也是衡量水电站现代化水平的标志。
一、水电站电气自动化的定义与内容
1.水电站电气自动化的概念
小水电站的电气自动化概念主要是指用电气、电子设备、机械，能够在无人直接参与的情况下按预定程序对水电站主要电气设备进行自动操作、控制，并按预定的计划或程序自动地进行监控。
2.水电站电气自动化包含的内容
水电站自动化的主要内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的运行方式、型式、主要机电设备的布置方式、型式和电气主接线等有关。通俗来说水电站自动化包括对水电站辅助设备运行状况的监视、自动检测，对水电站水轮发电机组运行状况的自动监测和控制，以及对水电站主要电气设备的控制、监视、保护等方面的作用。
二、小水电站开发现状
我国小水电资源居世界首位。作为清洁能源，小水电具有“就地开发、就近供电”的成本优势，尤其在山区农村，小水电在解决农村无电缺电问题、取代烧柴和烧煤等方面发挥了重要作用，被誉为山区的“小太阳”。截至2012年底，全国建成小水电站4.5万多座，装机容量6500多万千瓦，全国农村水电县1531个，其中有400个县主要依靠小水电供电。依靠开发小水电，全国1/2的地域、1/3的县市、3亿多农村人口用上了电。小水电照亮广袤山村，也照亮了农民脱贫致富之路。根据最新全国农村水能资源调查评价成果，我国小水电技术可开发量为1.28亿千瓦，资源分布在30个省（市、自治区）的1715个县，主要集中在西部边远山区、少数民族地区和革命老区。其中西部地区小水电资源最为丰富，可开发量占全国的62.1%。小水电开发应坚持“生态优先、有序开发”的方针，统一规划、科学管理，明确重点开发、优化开发、限制开发和禁止开发区。实现四个转变：一是要用有序、有限、有偿开发水能资源代替过去强调水能的充分利用的思想；二是要重视发挥水电工程的生态功能和环境效应代替过去强调发电功能；三是要重视地方发展和农民利益代替过去注重经济效益的思想；四是要注重对老电站的增效扩容改造和持续利用代替过去重视新建项目开发的思想。
三、小水电站电气自动化技术特征
小水电站的自动化重点不在于高性能，也不能像大中型水电站那样追求功能的完善化，不能照搬大、中型水电站自动化系统的模式和配置，而要根据小水电站的特点选择适合自身要求的自动化系统，重点是在实现基本的控制、操作和保护功能的基础上，提高系统的可靠性。就目前的技术发展和人们的认可情况，小水电站的自动化也应采用计算机监控系统，但在监控系统的配置上要进行适当的简化。
1.低压机组自动化注重高性价比
对于小水电低压机组，根据实际情况，有选择地将功能模块进行组合设计，节约成本，提高性价比，在保证可靠性和高性能的同时，适当降低成本。一般的做法是将部分功能进行集成，但励磁、调速、保护仍然分开配置。
2.高压机组自动化注重高性能
对于小水电中的高压机组，其自动化系统绝大部分还是采用监控、调速、励磁、保护相互独立的系统，以保证机组运行的安全性、可靠性及自动化系统的实时性、高性能。
四、电气自动化对小水电站的作用
1.提高水电站发电、供电的可靠性
水电站的主要工作就是发电，水电站的电气自动化主要通过自动控制装置对水电站各个系统进行及时、快速、精确的检测，自动记录运行数据，如果遇到突发情况就会立即报警，及时排除故障。不但能够避免发电机组因非正常工作状态不能得到及时解决而酿供电可靠性，还能够避免发电机组因故障而遭受破坏。同时还提高了水电站发电机组的发电、通过电脑控制的自动装置对水电站的发电机组及其辅助设备进行控制和操作，能够有效避免因操作员的错误操作而导致的生事故发生。
2.确保电能的质量
工频和电压是衡量电能质量最主要的指标，电网中的工频主要受到电网系统中有功功率的平衡状况影响；而电压则要取决于电网系统中的无功功率。电网系统的状况随时都在变化，只有通过电气自动化的自动装置对发电机组进行及时、准确地调节，让发电机组所发电能的工频与电压维持在规定的范围之内。 3.提高水电站电力运作
水电站中自动化装置通过对发电机组进行实时、动态、自主的监控、保护、调节，可以使发电机组的电压、工频始终处于标准数值中，进而有助于水电站中电网运行的有功以及无功功率的平衡性，可以达到对于电能质量的优化。同时，自动化控制装置通过对水电快速、动态的检测、记录与报警，可以使发站中所有系统实施精准、电机组免遭各类故障侵袭，并能够达到对于各项已发事故的及时有效处理，进而使发电机组的工作实现稳定性以及规范性，最终提升了发电以及供电的可靠性能。
4.提高工作效率
如果仅依靠人工操作，是无法较好实现电能质量稳定的，自动化的应用能较好的帮助水电站确保调度精度，保证电压或频率维持在规定所要求的范围。实现电气自动化后的工作内容、性质不再与早期以人工为主的水电站工作内容分配相符。而且水电站电气自动化对于水电站相关工作，科学、有效执行起着不可或缺的作用，比如通过电气自动可以可以对各项设备进行系统控制，同时减少由于人工操作不当引发的事故并及时给出预警等。再者通过计算机系统可以及时、准确、快速的进行相关设备、状态、事故学的自动配置，通报、记录等。一旦出现紧急事故，也可以通过自动化系统来控制相关设备，保障整体水电站生产系统安全，从而确保最电气自动化应用对于最终电能质量终用户用电安全。
五、结语
电气自动化在小水电站的广泛应用对于水电站生产效率、经营效率、经济效益都有较大的提升，并能极大的改善现有员工的工作条件、工作环境，从而实现电能质量的保障、设备运转可靠性的保证。随着我国工业升级改造工作和经济转型拉开序幕，我国各类型水电站应当充分考虑到自身有的放矢地将电气自动化应用到生产和经营的实践经营中，帮助水电站提升水资源的开发使用程度的效率，避免资源浪费，造成污染。电气自动化对我国水电站的工作而言，已經成为其未来获得顺利发展的必要保证，要努力地结合水电站工作状况，积极推动自动化相关技术的有效运用，争取借助此种技术实现对于水电站工作效益的有效提升。此外，由于自动化系统对于水电站经营管理者，操作人员的电气自技术水平要求较高，所以企业应尽可能在有能力的条件下重视设备操作人员的技术水平提升的需求，定期安排技能培训课程，保证相关操作人员的综合能力和素质，及时更新相关人员的技术水平和知识结构，尤其需要避免由于人工操作不当或技术水平不到位所造成的安全隐患或事故。目前我国农村小水电市场前景广阔，在自动化控制技术日新月异的今天，随时掌握当前技术发展趋势，根据市场需要，分析实际情况，及时调整产品结构，研发新产品，提高产品质量，降低成本，才能顺应发展潮流，在市场和技术上获得领先，取得良好的社会和经济效益。
参考文献：
[1]薛宏林.小水电综合自动化系统的发展现状及趋势[J].江淮水力科技，2008，（6）.
[2]崔明.变电站与水电站综合自动化.中国水利水电出版社，2005.
[3]郑曲全.浅谈水电站自动化技术及其应用[J].大众科技，2008.
[4]刘忠源.水电站自动化[M].第二版.北京水利水电出版社，1998.
[5]王亦宁.小水电综合自动化系统技术现状与发展趋势[J].中国农村水利水电，2009，（08）.