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【摘 要】一提起水力发电，人们总是想起宏伟的堤坝和大型的发电机组，但是类似三峡大坝一样的存在却是很少的，在我们身边广泛存在的是小型水电站。小型水电站在国民经济特别是农村经济发展中占有十分重要的地位。本文从分析小型水电站的特点开始，探讨了小型水电站的电气组成及可能出现的问题，然后研究了小型水电站电气监控的作用和具体措施，最后对小型水电站监控技术的未来的发展方向做了简单分析。
【关键字】小型水电站 电气监控 电气设备 措施
随着社会主义市场经济的不断发展，人民物质生活水平的提升，人们生活中对电能的需求日益增长。为确保人们对电能的需要，国家对水电站的建设逐渐重视。同时在水电站的建设中小型水电站的建设发挥着巨大的作用，小型水电站虽然没有大型水电站那么大的规模，但它们最大的特点在于数量众多，它们广泛存在于乡镇地区，为我们的水利发电贡献了不容忽视的力量。
一、小型水电站的特点
随着科技和经济的快速发展，小型水电站的发展速度也越来越快，人们对小型水电站的自动化技术要求也越来越高。发展的同时越来越多的问题也暴漏在我们面前。首先，小型水电站大多建设与六、七十年代，它们的主要特点是小而散，设备老化，技术含量不高，自动化程度低。由于使用年限的限制，目前小型水电站的部分设备面临淘汰，引进的新的设备不能很好的与老旧的设备结合在一起，这不但不能提升小型发电厂的效率，反而会加重它们生产负担，甚至会产生漏电、控制失灵等安全问题。其次，小型水电站大多建设在乡镇地区，面向的是乡镇消费集体，在投入建设时的资金有限，为节约成本大多数的设备都是采取分散低价够买的形式，力求设备简单，价格低廉。设备种类繁多，各生产厂家的设备之间不能很好的兼容和配合，同时由于低价购买，设备本身技术含量较低，自动化程度较低使得小型水电站不得不投入相对较大的人力，人为因素的参与不仅增加了成本也增加了生产运行过程的复杂度，这些原因的存在必然使人们对小型水电站的安全运行和生产充满担心。最后，小型水电站的技术更新投入的费用较低，小型水电站每年的维护更新费用是必不可少的，但其也不可能同大型水电站一样有计划的进行设备更新。于是，为了解决以上问题，小型水电站的电气监控问题就摆在了我们面前，接下来我们就关于小型水电站的电气监控问题来进行研究。
二、电气监控的作用
首先，我们简单研究一下小型水电站中电气监控的作用和意义。现如今人们也更加注重资源利用中的环境保护问题，小水电作为清洁的可再生能源，对它的研究拥有着很重要的价值。在我国小水电的资源非常丰富，但是其利用程度却不高。我国现在的小型水电厂大多设备老化，技术含量不高，自动化程度低，监控设备分散，管理水平低下，大量使用人力。随着计算机技术、人工智能、现代控制理论、自动化技术的不断发展，在小型水电站采用安全可靠自动的电气监控技术已经是人们所迫切期待的。在小型水电站应用电气监控可以高效的管理电气设备，采用电气监控可以实现水电站的自动化，在少量人员或无人参与的环境下，按照设定好的程序自动进行生产运行，可以使水电站生产过程更加高效、快捷、安全，提高了小型水电站的经济效益。同时自动化的水电站减少了人员参与，人为因素的减少可以更好的保障电气设备的运行，提高电能的质量与产量。电气监控的良好应用对小型水电站安全系数的提高以及提升市场竞争力上具有非常重要的影響。
三、小型水电站的电气设备组成和易产生的电气故障
安全生产是水电站的首要目标，小型水电站也不例外，小型水电站中电气设备的好坏直接影响水电站的安全运行。为了更好的进行水电站安全运行和的电气设备的监控，我们需要首先了解小型水电站的电气设备组成。在小型水电站中拥有大量的电气设备，主要分为电气一次设备和电气二次设备两部分，电气一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电气设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等。二次设备是用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、测量、调节和保护的低压电气设备，包括系统工作站、测量仪表、一次设备的控制、机组火灾报警装置、运行情况监视信号以及自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。了解了小型水电站的电力设备组成后，才能更科学合理的利用这些设备，才能更高效更安全的保证小型水电站的运行。小型水电站中，电气设备的故障问题也是一个普遍存在的问题，由于小型水电站电气设备繁多，在水电站运行过程中各种故障随时都有可能发生，我们主要分析几种常见的故障：1、在小型水电站的电气故障中最常见的就是变压器的故障，包括附件突发性故障、发电机励磁消失、发电机电压低于额定电压、发电机绝缘故障等等；2、还有可能发生铁芯短路、仪表盘示数不准、局部放电漏电、电抗器接地等，这些故障的产生都对小型水电站电气设备的安全运行产生影响，甚至会发生安全事故。
四、以及如何解决常见的电气故障
小型水电站的电气故障大多由于设备老化、设备损耗过大、人为操作不当等引起。因此做好小型水电站的电气监控工作至关重要，及时发现电气设备的故障，及时处理才能保证生产安全稳定的进行。
（1）如果断路器和励磁控制装置受到某些原因自动跳闸，那么在发电机的风道和内部极有可能会出现火星，一旦出现火星，要及时处理否则极易发展火灾。出现这种情况的原因通常是因为电压过高或者铁芯温度过高等。处理的方法是，在日常维护和检修的时候，对发电机组要格外注意，确保其电缆线的绝缘情况良好，如发现情况及时更换绝缘体。对于小型水电站发电机励磁线路出现异常，会使发电机电压无法达到额定电压。此时应该对发电机进行检修，对励磁机内部进行检查，如回路、电刷位置等，然后结合所得到的信息有针对性的进行故障排除。
（2）在对小型水电站进行电气监控过程中，发现电抗器的故障也是经常发生的，电抗器故障会使得中线电流不稳定或者失衡，同时也会发生电抗器谐振现象。对于电抗器的谐振我们可以改变电抗器电容，这样便可减弱或者消除谐振现象。 （3）对小型水电站进行电气设备监控，可以有效的降低水电站的电气故障，提高水电站的运行效率，我们应该通过电气监控有效的排除电气设备故障，对电气监控设备进行有效的养护，保证小型水电站的良好运行。
五、关于如何进行实时电气设备监控
对与以上故障的预防可以采用微机实时监控系统来实现，微机系统可以进行故障自检测和显示，根据故障产生相应的故障信号，在计算机上显示，供工作人员观察电气设备的运行情况。微机系统主要由工业控制微机、数据采集器和可编程序控制器组成。主机对电磁干扰、防尘、 防振具有良好的性能；数据采集器用单片微机变送器，有可靠性高，成本低，便于维护，测量精度高的特点；可编程序控制器构成机组控制单元，可在较恶劣的环境下 运行，输出直接控制电磁阀等执行元件，节省了中间环节，使之更为实用可靠。系统各项技术指标达到国内同类产品的先进水平，具有以下主要功能：1.数据采集和处理，包括电气模拟量、电气开关量、非电量的测量、采集和统计。2.控制和调节，按设计 程序实现机组的起停及各种运行状态的相互转换，与调速器、励磁装置配合自动调节 电压和频率，对断路器的操作控制。3.通过人机联系实现各种画面显示、报表打印與 记录，输入处理。
例如当断路器和励磁控制装置自动跳闸后， 微机系统可以及时的根据反馈数据采取措施，通过已有软件和系统设定自我检测与修复，若需要人员到场则进行信号报警，通知微机终端的显示屏或报警系统通知保护人员到场处理故障。
六、小型水电站监控技术的未来的发展
随着计算机技术、网络技术、现代自动化控制理论的快速发展，采用计算机监控和调度系统实现自动发电、优化调度是小型水电站发展的一种必然选择。电气设备的不断更新和发展、新型控制系统的不断发展、新软件的不断研发使得小型水电站的发展方向正向着智能化、网络化、自动化、人性化迈进。小型水电站电气监控的应用，大大提高了水电站的生产和管理能力，优化了资源管理和利用。
参考文献：
[1]刘法刚. 小型水电站电气设计问题的探讨[J]. 科技致富向导，2012，24：387.
[2]饶志波. 基于网络的小型水电站计算机监控系统设计与研究[D].重庆大学，2012.
[3]魏军. 浅析中、小型水电站电气设备的电气故障与排除[J]. 中国水运（下半月），2012，07：93-94.
[4]孙煜. 小型水电站计算机监控系统设计[D].内蒙古大学，2013.
【关键字】小型水电站 电气监控 电气设备 措施
随着社会主义市场经济的不断发展，人民物质生活水平的提升，人们生活中对电能的需求日益增长。为确保人们对电能的需要，国家对水电站的建设逐渐重视。同时在水电站的建设中小型水电站的建设发挥着巨大的作用，小型水电站虽然没有大型水电站那么大的规模，但它们最大的特点在于数量众多，它们广泛存在于乡镇地区，为我们的水利发电贡献了不容忽视的力量。
一、小型水电站的特点
随着科技和经济的快速发展，小型水电站的发展速度也越来越快，人们对小型水电站的自动化技术要求也越来越高。发展的同时越来越多的问题也暴漏在我们面前。首先，小型水电站大多建设与六、七十年代，它们的主要特点是小而散，设备老化，技术含量不高，自动化程度低。由于使用年限的限制，目前小型水电站的部分设备面临淘汰，引进的新的设备不能很好的与老旧的设备结合在一起，这不但不能提升小型发电厂的效率，反而会加重它们生产负担，甚至会产生漏电、控制失灵等安全问题。其次，小型水电站大多建设在乡镇地区，面向的是乡镇消费集体，在投入建设时的资金有限，为节约成本大多数的设备都是采取分散低价够买的形式，力求设备简单，价格低廉。设备种类繁多，各生产厂家的设备之间不能很好的兼容和配合，同时由于低价购买，设备本身技术含量较低，自动化程度较低使得小型水电站不得不投入相对较大的人力，人为因素的参与不仅增加了成本也增加了生产运行过程的复杂度，这些原因的存在必然使人们对小型水电站的安全运行和生产充满担心。最后，小型水电站的技术更新投入的费用较低，小型水电站每年的维护更新费用是必不可少的，但其也不可能同大型水电站一样有计划的进行设备更新。于是，为了解决以上问题，小型水电站的电气监控问题就摆在了我们面前，接下来我们就关于小型水电站的电气监控问题来进行研究。
二、电气监控的作用
首先，我们简单研究一下小型水电站中电气监控的作用和意义。现如今人们也更加注重资源利用中的环境保护问题，小水电作为清洁的可再生能源，对它的研究拥有着很重要的价值。在我国小水电的资源非常丰富，但是其利用程度却不高。我国现在的小型水电厂大多设备老化，技术含量不高，自动化程度低，监控设备分散，管理水平低下，大量使用人力。随着计算机技术、人工智能、现代控制理论、自动化技术的不断发展，在小型水电站采用安全可靠自动的电气监控技术已经是人们所迫切期待的。在小型水电站应用电气监控可以高效的管理电气设备，采用电气监控可以实现水电站的自动化，在少量人员或无人参与的环境下，按照设定好的程序自动进行生产运行，可以使水电站生产过程更加高效、快捷、安全，提高了小型水电站的经济效益。同时自动化的水电站减少了人员参与，人为因素的减少可以更好的保障电气设备的运行，提高电能的质量与产量。电气监控的良好应用对小型水电站安全系数的提高以及提升市场竞争力上具有非常重要的影響。
三、小型水电站的电气设备组成和易产生的电气故障
安全生产是水电站的首要目标，小型水电站也不例外，小型水电站中电气设备的好坏直接影响水电站的安全运行。为了更好的进行水电站安全运行和的电气设备的监控，我们需要首先了解小型水电站的电气设备组成。在小型水电站中拥有大量的电气设备，主要分为电气一次设备和电气二次设备两部分，电气一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电气设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等。二次设备是用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、测量、调节和保护的低压电气设备，包括系统工作站、测量仪表、一次设备的控制、机组火灾报警装置、运行情况监视信号以及自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。了解了小型水电站的电力设备组成后，才能更科学合理的利用这些设备，才能更高效更安全的保证小型水电站的运行。小型水电站中，电气设备的故障问题也是一个普遍存在的问题，由于小型水电站电气设备繁多，在水电站运行过程中各种故障随时都有可能发生，我们主要分析几种常见的故障：1、在小型水电站的电气故障中最常见的就是变压器的故障，包括附件突发性故障、发电机励磁消失、发电机电压低于额定电压、发电机绝缘故障等等；2、还有可能发生铁芯短路、仪表盘示数不准、局部放电漏电、电抗器接地等，这些故障的产生都对小型水电站电气设备的安全运行产生影响，甚至会发生安全事故。
四、以及如何解决常见的电气故障
小型水电站的电气故障大多由于设备老化、设备损耗过大、人为操作不当等引起。因此做好小型水电站的电气监控工作至关重要，及时发现电气设备的故障，及时处理才能保证生产安全稳定的进行。
（1）如果断路器和励磁控制装置受到某些原因自动跳闸，那么在发电机的风道和内部极有可能会出现火星，一旦出现火星，要及时处理否则极易发展火灾。出现这种情况的原因通常是因为电压过高或者铁芯温度过高等。处理的方法是，在日常维护和检修的时候，对发电机组要格外注意，确保其电缆线的绝缘情况良好，如发现情况及时更换绝缘体。对于小型水电站发电机励磁线路出现异常，会使发电机电压无法达到额定电压。此时应该对发电机进行检修，对励磁机内部进行检查，如回路、电刷位置等，然后结合所得到的信息有针对性的进行故障排除。
（2）在对小型水电站进行电气监控过程中，发现电抗器的故障也是经常发生的，电抗器故障会使得中线电流不稳定或者失衡，同时也会发生电抗器谐振现象。对于电抗器的谐振我们可以改变电抗器电容，这样便可减弱或者消除谐振现象。 （3）对小型水电站进行电气设备监控，可以有效的降低水电站的电气故障，提高水电站的运行效率，我们应该通过电气监控有效的排除电气设备故障，对电气监控设备进行有效的养护，保证小型水电站的良好运行。
五、关于如何进行实时电气设备监控
对与以上故障的预防可以采用微机实时监控系统来实现，微机系统可以进行故障自检测和显示，根据故障产生相应的故障信号，在计算机上显示，供工作人员观察电气设备的运行情况。微机系统主要由工业控制微机、数据采集器和可编程序控制器组成。主机对电磁干扰、防尘、 防振具有良好的性能；数据采集器用单片微机变送器，有可靠性高，成本低，便于维护，测量精度高的特点；可编程序控制器构成机组控制单元，可在较恶劣的环境下 运行，输出直接控制电磁阀等执行元件，节省了中间环节，使之更为实用可靠。系统各项技术指标达到国内同类产品的先进水平，具有以下主要功能：1.数据采集和处理，包括电气模拟量、电气开关量、非电量的测量、采集和统计。2.控制和调节，按设计 程序实现机组的起停及各种运行状态的相互转换，与调速器、励磁装置配合自动调节 电压和频率，对断路器的操作控制。3.通过人机联系实现各种画面显示、报表打印與 记录，输入处理。
例如当断路器和励磁控制装置自动跳闸后， 微机系统可以及时的根据反馈数据采取措施，通过已有软件和系统设定自我检测与修复，若需要人员到场则进行信号报警，通知微机终端的显示屏或报警系统通知保护人员到场处理故障。
六、小型水电站监控技术的未来的发展
随着计算机技术、网络技术、现代自动化控制理论的快速发展，采用计算机监控和调度系统实现自动发电、优化调度是小型水电站发展的一种必然选择。电气设备的不断更新和发展、新型控制系统的不断发展、新软件的不断研发使得小型水电站的发展方向正向着智能化、网络化、自动化、人性化迈进。小型水电站电气监控的应用，大大提高了水电站的生产和管理能力，优化了资源管理和利用。
参考文献：
[1]刘法刚. 小型水电站电气设计问题的探讨[J]. 科技致富向导，2012，24：387.
[2]饶志波. 基于网络的小型水电站计算机监控系统设计与研究[D].重庆大学，2012.
[3]魏军. 浅析中、小型水电站电气设备的电气故障与排除[J]. 中国水运（下半月），2012，07：93-94.
[4]孙煜. 小型水电站计算机监控系统设计[D].内蒙古大学，2013.