水電站電氣自動(dòng)化應用的意義論文
1水電站電氣自動(dòng)化的主要內容
1.1對水電站主要電氣設備的監視、控制、保護
輸電線(xiàn)路、變壓器、母線(xiàn)是水電站的主要電氣設備，水電站自動(dòng)化的重要內容之一就是保護、控制、監視這些設備，并以它們的運行數據為依據對輸電線(xiàn)路是否暢通、母線(xiàn)是否異常、變壓器工作是否正常進(jìn)行判斷。對于潛在的安全事故，電氣自動(dòng)化系統能夠通過(guò)及時(shí)的設備故障排除有效避免運行故障，進(jìn)而為供電安全工保證。自動(dòng)保護的情況包括對發(fā)電機組不會(huì )立即產(chǎn)生危害的非正常情況；在發(fā)電機組過(guò)速并且調速器失靈等情況時(shí)太靠斷路器并關(guān)閉進(jìn)水閘門(mén)。
1.2自動(dòng)監測和控制電站水輪發(fā)電機組運行狀況
機組監控設備是實(shí)現水電站發(fā)電機組運行狀況控制和的主要設備，控制室計算機從監控設備及時(shí)接受機組的監控數據，根據預先設定的程序計算機對發(fā)電機組的運行情況進(jìn)行判斷，并發(fā)出處理相應問(wèn)題的命令。
1.3監視和自動(dòng)檢測水電站輔助設備運行情況
實(shí)現水電站自動(dòng)化技術(shù)的基礎之一是檢測水電站運行設備各項參數，其中控制設備、監測設備、控制節點(diǎn)是水電站輔助設備運行狀況自動(dòng)檢測和監視的基礎，計算機接受輔助設備的運行數據，最終對輔助設備工作狀態(tài)和輔助設備的電流進(jìn)行判斷。
2水電站電氣自動(dòng)化應用的重要意義
2.1提升水電站運行的可靠性
發(fā)電站運行的根本任務(wù)是發(fā)電，在有效應用電氣自動(dòng)化技術(shù)和設備的條件下，水電站對各個(gè)系統的檢測工作可以通過(guò)自動(dòng)控制系統精確、快速、及時(shí)的實(shí)現。同時(shí)各個(gè)系統的運行數據還能夠被自動(dòng)控制系統準確記錄，對于異常數據該裝置可進(jìn)行自動(dòng)報警，進(jìn)而保證水電站運行故障的迅速排除。所以水電站電氣自動(dòng)化應用不僅能夠形成對發(fā)電機組故障的有效預防，還可以防止水電站因發(fā)電機組故障而產(chǎn)生了運行事故，實(shí)現了水電站發(fā)電機組運行可靠性的有效提升。與此同時(shí)，在自動(dòng)裝置控制、操作水電站發(fā)電機組和輔助設備的情況下誤操作能夠大幅降低，改變了過(guò)去由于工作人員誤操作產(chǎn)生運行事故的情況。
2.2保證電能質(zhì)量
衡量電能質(zhì)量的主要指標是電壓和工頻，電網(wǎng)系統中有功功率的平衡會(huì )決定了工頻，而電網(wǎng)系統中的無(wú)功功率則會(huì )對電壓產(chǎn)生決定性的影響。電網(wǎng)系統的運行狀況事實(shí)發(fā)生改變，只有在電氣自動(dòng)裝置的控制和作用下發(fā)電機組工作狀態(tài)才能實(shí)現及時(shí)、準確調節，進(jìn)而在規定的范圍內維持發(fā)電機組所發(fā)電能的電壓和工頻。
2.3提高水電站運行是的經(jīng)濟性
只有水輪發(fā)電機的運行處于最佳狀態(tài)時(shí)，水電站才能提升運行的經(jīng)濟性。當水電站具有多個(gè)機組時(shí)，要提升運行經(jīng)濟性還要依據電網(wǎng)系統分配給水電站負荷大小和水電站的具體情況確定機組最佳運行狀態(tài)，通過(guò)最佳運行機組數量的確定實(shí)現發(fā)電效率的最大限度提升。對水電站經(jīng)濟運行造成影響的因素較多，綜合性的利用水力資源是水電站運行的特點(diǎn)，在人為控制的情況下水電站經(jīng)濟運行要求很難得到滿(mǎn)足。只有應用電氣自動(dòng)化的條件下，才能夠通過(guò)水電站自動(dòng)控制裝置的充分利用提升水電站運行的經(jīng)濟性。
2.4提高水電站勞動(dòng)生產(chǎn)率
通過(guò)電氣自動(dòng)化的應用，水電站日常運行中的工作量大幅降低，只需要較少的工作人員就能實(shí)現水電站的正常運行，同時(shí)工作人員的勞動(dòng)強度也得到降低，勞動(dòng)環(huán)境得到有效改善。這種條件下的水電站運行、管理水平也獲得了大幅提升。與此同時(shí)，少量工作人員通過(guò)電腦對自動(dòng)化設備進(jìn)行控制和操作，不需要過(guò)多人員的參與，這樣水電站的電能生產(chǎn)成本和運行成本就得到降低，最終實(shí)現水電站勞動(dòng)生產(chǎn)率的提升。
3水電站電氣自動(dòng)化監控模式選擇
3.1調節水庫式電站調速器中PLC應用
通常來(lái)說(shuō)，水庫式電站具有較大變化的水頭，其調速器和啟動(dòng)開(kāi)度的設計以水輪機為依據。但在發(fā)生水電站水頭降低或者水輪處于低水頭運行的條件下，氣動(dòng)開(kāi)度需要通過(guò)更換新片或者開(kāi)度指示儀中串接電阻實(shí)現。如果電站出現水頭遠小于設計水頭時(shí)，就應當將芯片換回或者將串接電阻撤除。當在運用PLC可編程控制器的情況下，就能夠以水頭的高低進(jìn)行相應程序的修改，通過(guò)起動(dòng)開(kāi)度和合理改變?yōu)槠浣】颠\行提供保障。
3.2遠程控制模式
當前我國水電站的電氣自動(dòng)化運用中較為普遍的是遠程控制方式，遠程監控通過(guò)多個(gè)CPU共同實(shí)現，這樣一個(gè)地方發(fā)生故障而影響整個(gè)控制系統的弊端就能夠得到有效避免，同時(shí)遠程監控具有控制更加合理、精確的優(yōu)勢，這不僅實(shí)現了降低成本的目的，還能夠大量減少電纜材料的應用。由于遠程監控模式運用的是CAN總線(xiàn)設計，這使得通訊速度受到一定影響，而水電站的通訊量很大程度上取決于水電站的規模。當前，我國的水電站規模普遍較大，因為集中監控模式具有限制通訊量的問(wèn)題，所以在大型水電站的電氣自動(dòng)化應用中價(jià)值不大。
3.3現場(chǎng)總線(xiàn)控制模式
以太網(wǎng)、局域網(wǎng)、現場(chǎng)總線(xiàn)等計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是現場(chǎng)總線(xiàn)監控模式實(shí)現的重要基礎，現場(chǎng)總線(xiàn)控制模式具有針對性強的特點(diǎn)，它在充分滿(mǎn)足水電站運行需求的同時(shí)，在進(jìn)行間隔設計的基礎上使擬量變送器、隔離設備等字段設備數量大幅降低，并通過(guò)直接連接通信線(xiàn)減少了電纜的使用數量，在成本和通訊量上優(yōu)勢明顯。該系統中各個(gè)裝置具有相對獨立的功能，這樣系統的可靠性大幅提升，裝置間不會(huì )因為彼此發(fā)生故障而受到影響。當前在水電站電氣自動(dòng)化的計算機監控系統中已經(jīng)廣泛的應用了電廠(chǎng)總線(xiàn)監控模式。
3.4軸流漿式水輪機調速器中PLC的應用
軸流漿式水輪機的葉片會(huì )隨著(zhù)水不同能和導葉協(xié)聯(lián)動(dòng)作，這樣大幅增加了水輪機動(dòng)行水頭范圍，進(jìn)而使水電站的經(jīng)濟效益大幅增加，所以當前廣泛運用于水電站中。但是由于水電站運行過(guò)程中水輪機水頭變化和上下游水位變?yōu)榻?jīng)常和該設備的固定參數存在一定差距，所以發(fā)電機組經(jīng)常處于非最佳狀態(tài)運行。因此，必須選擇能夠便程序的PLC作為發(fā)電機組的調整期，能夠變成控制器是PLC變速器的重要特點(diǎn)，可針對發(fā)電機組運行中不同水頭、上下游水位、手動(dòng)協(xié)聯(lián)獎葉、手動(dòng)協(xié)聯(lián)導葉，在PLC輸入獲得最佳協(xié)聯(lián)曲線(xiàn)，進(jìn)而對原來(lái)的協(xié)聯(lián)曲線(xiàn)進(jìn)行修改，這樣發(fā)電機組就能夠處于最佳運行狀態(tài)。
4結束語(yǔ)
本文分析了水電站電氣自動(dòng)化應用問(wèn)題，以求為提升我國水電站運行水平貢獻綿薄之力。但本文還存在一定局限，希望電力行業(yè)人員能夠加強重視，不斷提升水電站電氣自動(dòng)化水平，最終提升水電站運行效率和穩定性。
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