水电站电气工程范文3篇

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水电站电气工程篇1

摘要:近年来，经济社会的快速发展在一定程度上推动了科学技术的研究应用，特别是电气工程自动化技术越来越成为水电站建设必不可少的部分。文章系统阐述了水电站自动化技术的应用现状及其优化，在此基础上探析了电气工程自动化技术在水库式电站调速器、水油气控制、涡轮螺旋桨调速中的应用。

关键词:水电站;自动化;电气工程;技术应用

0引言

电气工程自动化技术能够实时的监督相关设备的运作状况，从而获取系统、完善的监控日志，提高水电站工作可靠性［1］。若某一环节或设备出现异常，系统就会自动识别引起故障的原因并及时发出警报，从而为故障的及时处理和水电站的正常运作提供有利条件，详细流程如图1。从工频与电压的角度，保证水电站电能水平的关键是电气工程自动化技术拥有的稳定性能，其中有功和无功功率为干扰水电站电能质量的关键因素，这是由于不稳定状态下的电网负荷运作，在很大程度上影响了电能水平［2］。因此，该项技术的应用需要配备专业的技术人员，通过调试发电机组促使工频与电压在允许范围内工作，在此基础上保证水电站电能质量。将电气工程自动化技术应用于水电站中，能够分析负载数量及其运行状况，有利于实现以最低的成本获取最大的效益以及做好相关调度工作，因此该项技术的应用可以提高水电站的经济性。一般条件下，水电站大多建于偏远的地区，相应的工作环境较为艰苦，若将自动化技术渗透至水电站，采用相关程序就可实现相当一部分工作，由此降低了作业人员工作量和工程投资成本，并显著提升水电站生产能力［3］。

1水电站自动化技术应用

1.1现状分析

通过深入研究自动化模块发现，在实际生产工作中该模块保障了水电厂无人化管理效果的实现，这与现代化发展要求相符，详见图2。自动化计算的使用与水电站的安全运行状态密切相关，主要体现在自动化内容、应用模式等方面，且对电力系统的正常运行发挥着重要作用。从运作模式的角度，电气工程自动化技术与相关设备形式、布置模块等关系密切;从水轮电机组运作的层面，科学调整发电模块的自动化是必不可少的环节，为了保证相关程序能够顺利运作必须要求相关人员规范操作［4］。例如，应全面掌握该系统的实际情况以及工作要求，通过合理的优化机组运行、科学分配相关负荷模块、自动调节机组相关功率等，确保机组的稳定运作及其效果的最优化，为降低事故发生概率和满足相关负荷要求提供保障。在水电站中应用自动化技术，有利于全面掌握工程运行实际状况，对此需要应用到相关辅助设备以及发电机组，例如有效控制各个轴承温度、实时观察发电机定子等，从而保证其符合实际要求。此外，还要最大程度的避免无法工作的情况，确保实际工作中各项保护措施的落实，对出现信号变化的现象采取有效的对策，并科学控制相关辅助设备，主要是指对空压机的控制，确保空压机等设备符合备用机组要求。最后，随着保护、控制等各类模块的多样化发展，为企业全面掌握工程实际状况以及工程项目的顺利运行提供了重要保障，这符合现代化发展需求。

1.2技术优化

1)计算机技术。电子计算机的应用是自动化工作模块发展的必然趋势，为更好的优化设计水电站，对于该模块技术人员要不断的优化改进［5］。同时，在监控系统中应用计算机技术，有利于转变传统的人工工作模式，为优化相关自动化程序以及减少工程投资提供有利条件。考虑不同的结构功能，在系统中可编程序控制器以及计算机发挥着重要作用，技术人员有必要完善相关测控装置与微机继电保护装置间的协调性，从而为系统的顺利运行奠定坚实的基础。2)体系结构优化。通过分析自动化工作模块发现，该体系结构的拓展性较强。在搭建分布式分层系统时，相关企业要合理优化监控对象，通过科学配置相关功能确保实现其自身灵活效果。此外，为保证自动化模块处于安全工作状态，应结合具体要求科学调整有关配置;同时，为便于未来系统的升级改造，技术人员应尽量选用相关新型技术，如Windows操作系统等。3)实时监控优化。系统研究系统全部功能可知，自动化系统能够实时监控电站设备的运行情况，实时采集、及时处理相关相关，从而为监视工作提供所需要的数据信息，促使监视模块、故障报警模块等协调效果的实现，为顺利运作电站自动控制模块提供保障。在达到水电站自身发展及其有关要求的情况下，技术人员要适当调整相关设备，如断路器操作、运行工况自动转换等诸多内容。4)自动记录模块优化。结合自动化模块实际工作状况，技术人员需要适当完善线路、发电机等相关设备，从而提高水电站的管理质量，这也有利于生成高精度的运行报表，通过优化操作自动记录模块、做好整定值以及相关参数储存工作，为顺利生成有关报表提供有利条件。最后，还要整合各调度系统，从而确保各应用程序达到协调状态。5)太网构成模块的优化。在实际运作过程中，对于不同工作站的协调处理应引起相关企业的高度重视，由此保证相关设备的协调运行，确保不同工作模块均处于协调状态，并为实现太网模块优化奠定基础。另外，还要适当的控制国际标准协议，通过对竞争式通讯模式的灵活使用保证双绞线传输介质的正常应用，一般控制节点数不低于255。显然，自动化系统的应用能够促使遥调程序、保护程序等处于协调状况，有利于提高系统的精准度和控制灵活性。6)供电系统优化。在优化供电系统时相关企业取得了明显成效，大大降低了发生供电事故的概率。从优化处理程度的角度上，通过做好新型设备更新工作以及不断优化计算机监控体系状态，有利于提高企业的经济效益，为促进水电站的发展提供有力保障。然而，随着对水资源开发力度的加大和能源结构的优化调整，在相关领域中水电站综合自动化系统的应用越来越得到人们的认可，未来必将发挥更大的功能作用。

2水电站电气自动化技术应用

2.1在水库式电站调速器方面的应用

从发电站层面上，水轮机设计水头是支撑水流整个流程的内在动力，并且从开始到结束水头具有较大的变化范围。在水头持续下降的条件下，机组额定转速目标无法仅仅依靠相关汽轮机液压调节器来实现，此时就需要技术人员采取增加串联电阻或更换芯片的处理方式，同时还要以开放的形式适当调整输出产生情况。针对处理后仍然低于设计水头的情况，为了有效解决该问题技术人员要拆除串联电阻或者更换掉芯片，而PLC的应用有利于调节水头高度，并且为机组的关闭与打开提供了有力条件，实际工程中其应用效果显著［6］。

2.2对水、油、气控制上的应用

一般条件下，技术人员必须确保系统参数的精准度，通过有效的控制水、气、油以及实行自动化策略实现异常情况的精准检测。例如，加强对供水系统、设备运行启闭和关闭技术的研究，确保系统能够稳定的运行和驱动泵系统的顺利运作，为实现预期目标提供技术支持。然而，从水、天然气和石油控制的角度，技术人员必须确保泵站机组的安全运行，从而实现节约成本、控制投资的目的。

2.3在涡轮螺旋桨调速中的应用

在中低水头电站中轴流转浆式水轮发电机的应用最为常见，这是由于在水中不同的导叶水轮机可以实现较好的协调工作，从而取得可观的经济效益，并显著提升工程质量。考虑到水位的变化以及电站水轮机水头的差异，对其调整过程中必须参考厂家提供的参数值，从而实现系统的最佳运行，以上这种情况调节时通常会利用可编程逻辑控制器(PLC)实现。显然，在相关水头联合作用以及机组调试运行情况下，采用手工组合叶片的方式更加适用于下游水位变化的情况，以科学的组合曲线确保机组叶片的正常运转，然后通过调整PLC单元以及优化以往的组合曲线，可以最大程度的促使涡轮螺旋桨达到最佳的运行状态。

3结论

综上所述，目前仍有部分小型水电站存在自动化水平低、产能落后等问题，这不仅严重影响着企业的经济效益，而且会进一步加剧小型水电的缺陷，因此在改造小型水电缺陷时自动化技术的应用必将成为未来的发展趋势。文章深入探究了自动化技术在水电站中的应用现状，并结合实践经验提出一些行之有效的对策，为其他类似电站自动化技术的应用提供借鉴。

作者:马德辉 单位:本溪关门山水库实业有限公司

水电站电气工程篇2

1电气工程自动化技术对水电站的重要性

1.1提高水电站工作的可靠性

将电气工程自动化技术应用在水电站中，能够对水电站所有设备的运行情况进行实时监控，进而得到相应的监控日志。在运行过程中，如果某个环节或某个设备出现了异常，自动化系统就会自动报警，能够对故障成因进行判断，加快处理故障的速度，为水电站的安全可靠运行提供了保障。

1.2提高水电站的电能质量

在电网负荷运行情况下，水电站会受到电压与工频的影响而处于不稳定状态，影响了水电站的电能水平。可以利用电气工程自动化技术对发电机组进行调试，使电压与工频都能维持在合理范围内，进而确保水电站的电能质量。

1.3提高水电站的经济效益

利用电气工程自动化技术对水电站的负载情况进行分析，并根据水利条件进行合理调度，用最小的水动力生产出最多的电能，大幅提高水电站的经济效益。

1.4提高水电站的生产效率

利用电气工程自动化技术能够使一些工作程序实现自动化，减少了水电站工作人员的工作量，节约了人力成本，将人员配备到更需要人力操作的流程中去，实现对人力资源的合理运用，提高了水电站的生产效率。

2水电站电气工程自动化技术的应用

2.1水电站监控系统中的应用

要想全面实现水电站的自动化系统管理，可以通过电气工程自动化技术构建一个监控系统，对水电站进行自动监控，提高监控效率。目前，集中监控、远程监控、总线监控是监控系统中最为常见的三种监控方式，其中，远程监控系统的使用效率最高，因为远程系统的使用成本相对较低，应用较为广泛。

2.2水轮机自动控制系统中的应用

水轮机自动控制系统可以结合水电站的实际情况合理调整水轮机的发电机功率或自动关闭水轮机，进一步提高水电站的实际运行效率，确保水电站的可持续发展。

2.3水电站安全运行方面的应用

传统的水电站设备需要大量的工作人员进行人工操作，这不仅是一种人力资源的浪费，还增加了人为不安定因素以及安全事故的出现概率。而电气工程自动化技术使水电站逐步走向了智能化发展的道路，大大降低了工作人员的工作量，改善了传统水电站人多混杂的不利工作环境，还可以通过各种辅助设备对水电站设备进行安全保护。一旦水电站设备在出现问题，自动化系统就会启动辅助设备发出警报并进行初步处理，既保证了设备的安全运行，又降低了安全故障给水电站带来的损失，提高了水电站的实际运行效益。自动化系统相对于人工操作而言，准确性更高，有利于保障工作人员的人身安全，还能有效延长水电站设备的实际使用年限，充分发挥水电站设备的最大价值。

2.4涡轮螺旋桨中的应用

PLC编辑程序存储器的内部信息与操作指令可以对水电站自动化系统进行控制。不同的生产厂家生产出的涡轮螺旋桨各有不同，运行质量也大不相同。在涡轮螺旋桨的使用过程中，必须先对涡轮螺旋桨进行一系列改造，使其能够在运行过程中保持最佳的运行状态。可以运用PLC编辑程序存储器对涡轮螺旋桨进行编辑和调控，使不同导叶的水轮机能够在运行中保持最佳的运行状态，进一步提高水电站系统的运行效率。

2.5调速器中的应用

如果水电站的水头变动相对较大，一般都是通过水轮机对水头进行管理。如果水电站的水头变动较小，水轮机机组就无法按照原始的转速运行，使液压调节器失去了应有的作用。要想重新启动水轮机组，就需要增加串联电阻或更换芯片，对输出差别进行调节。利用PLC编辑程序存储器不但能够有效解决这一问题，还能够提升机组的运行能力。

2.6油气水控制系统中的应用

工作人员必须在每一台自动化设备上输入相应的参数，如果水电站的油气水控制系统在运行过程中出现问题，可以通过自动化系统及时找出故障位置，对故障成因进行初步判断，并与辅助设备控制系统相结合，及时对故障问题进行解决。

3结语

水电站作为重要的电能生产机构，可以利用电气工程自动化技术对自动化水平不高、电力产能相对落后的水电站进行改造，全面提高水电站的电能生产质量与生产效率，为水电站的长远发展提供帮助。

作者:罗文云 敖成彦 单位:中国水利水电第十四工程局安装分公司

水电站电气工程篇3

1水电站电气工程自动化技术的基本特征

1.1自动性

电气工程自动化技术的显著特征就是全面施行电气设备的自动监测控制，合理地取代电气工程控制监测中的人工操作方法。电气工程自动化的技术手段多样，自动化的电气监测控制模式应当置于系统的核心控制管理地位[1]。现阶段的水电站包含了庞大规模的电气设备系统，这决定了电气自动化的工程安全运行监测手段应当全面贯穿于水电站的安全管理工作，充分发挥出自动控制技术的水电站安全管理实践优势[2]。具有自动性特征的水电站电气工程在安全监测控制模式下，节约了水电站的实践成本。

1.2实时性

电气工程自动化的管理控制系统能够实时地对电气运行状况数据进行完整采集，严格确保了电气安全管理的数据信息满足实时性要求。在当前情况下，水电站现有的自动控制系统已经能够完整覆盖各类电气设备，有效确保了电气自动化的实践效益达到最优。基于自动化技术，水电站的原有控制技术方法得到合理的创新调整，避免了电气系统监测的信息存在滞后性。在各个时间段内，水电站的电气安全故障都能得到实时性的反馈，防止产生重大性的发电故障后果[3]。由此可见，实时性的工程自动化优势应当得到水电站管理人员的重视。

1.3节能性

水电站的大型工程节能环保效益日益得到人们的关注，节能控制手段融入水电站安全管理工作具有很大的必要性。电气工程自动化的基本实践思路就是科学配置运用现有的水力发电资源，防止水力发电的自然生态资源浪费。电气自动化作为水电站关键的节能管理技术手段，其能够贯穿于水电站的电气节能改造全过程。由于水电站电气工程自动化技术具有节能绿色特性，因此水电站的能源消耗呈现明显的降低趋势[4]。水电站的自动化电气控制有益于节约传统能源，切实减少了生态污染和环境破坏。

2水电站电气工程自动化技术的重要实践作用

电气工程自动化手段融入水电站的管理控制全面实施过程，对于提升水电站的发电质量效益具有显著的作用[5]。在自动控制监测技术的支持下，水电站的大型电气设备系统运行的整体安全性、稳定性得到明显提高。在远程监测与控制技术的支持下，水电站能够实现实时远程数据采集目标，发电设备系统发电运行的综合效率得以显著优化。除此之外，水电站的发电稳定性指标也要以电气工程的自动化技术为基础保障。水电站的系统发电质量取决于发电控制管理的技术手段，发电系统设备的电压电流各项指标应当得到实时性的监测传输[6]。人工控制的传统技术方法通常无法确保发电系统的数据传输与采集过程的准确性，从而损失了水电站的宝贵系统资源。在电气自动化模式支撑下的发电运行参数采集工作则能够有效保障电压与电流的平稳性，可以在最大程度上降低全过程的发电系统安全管理控制风险。自动化的发电系统监测控制还能保证水电站的基础设备达到更长的安全使用期限，全面减少了因故障产生的安全风险。

3水电站电气工程自动化技术的具体应用

3.1系统运行控制

在水电站的全面运行控制管理视角下，水力发电的系统运行控制工作应当置于核心地位。但是从目前的水力发电运行控制状况来看，水力发电的企业技术人员仍然倾向于采用人工控制方式进行水力发电过程管的[7]。因此，对于水电站的大规模基础设施要转变系统控制的模式，推广电气自动化的监测控制技术方法。在对水电站的水资源消耗过程进行自动化管理控制时应当准确把控系统能源的消耗幅度，结合水电站的基本使用需求来促进油泵等机械设备的使用期限延长，节约水电站电气自动运行控制成本。

3.2机械速度调整

水电站属于大规模的自动发电运行设施，这决定了水电站的机械设备必须进行全方位的安全使用性能检测[8]。电气自动化的机械速度调整控制方法在节约时间方面发挥着重要作用，能够实现动态调整与改变机械运行速度的效果。具体在水电站的实践工作中，动态调整水力发电的机械设备转速应当建立在以网络终端作为辅助的基础上，从而有效促进水电站机械系统最大化使用效能指标的实现。例如，针对涡轮螺旋桨的水力发电重要机械设备而言，全面展开机械自动操作控制的关键要点就是结合当前阶段的水位波动情况，准确实时监测叶片曲线的变化状态。对于远程采集获取的机械运行各项影响参数，技术人员都要予以综合性的判断分析，通过实施优化组合技术手段来保证实现良好的涡轮叶片转速效果。此外，水力发电企业也要对水轮机以及其他种类的机械设备全面施行机械速度的调整控制，切实保证大型水电站的发电过程稳定[9]。具体在调整机械速度的实践过程中，运用自动化的调速技术手段全面采集机械速度的实时数据，然后将其传输至智能控制中心系统。在此基础上，水电站的智能控制中心将会发出相应的机械速度调整指令，合理改变现有的机械运行参数。

3.3水库电站管理

近年来，水库式的水力发电站建设规模不断扩大。与传统组成结构的水电站相比，水库式的大型水电站容易产生强烈的水头波动变化。因此，水库电站的系统控制管理要点应当体现在严格确保电站运行的速度适宜。水库式的大规模电站应当配置自动化的调速器，充分依靠调速器的自动装置设备来确保水库电站管理实践效果达到最优。水电站的系统值守工作人员要对水电站的动态变化状况进行实时监测，防止出现采集数据与信息的滞后性[10]。水力发电机组必须满足良好的安全使用性能指标，严格控制与监测水力发电机组的系统运行成本，使水电站系统的综合效益得到优化[11]。

3.4设备监测与检修

水库电站的大规模机组设备经过长期的频繁使用后，机组设备比较容易产生机组的安全使用故障。电气自动化的工程保障技术手段应当能够帮助水电站的系统值守人员准确查找现有的机组运行缺陷，从而实现对机组设备的更换检修目标。水库电站水力发电系统中的某些结构部件如果突然表现为运行使用故障，将引发整个水力发电系统停机的后果。为了实现水力发电系统设备的最大化使用效益目标，必须充分重视水力发电故障的检测处理。水力发电设备的常见故障具有多样化的外在表现形式，应当结合专门性的仪器仪表设备来准确判断水力发电系统的现存故障。通过展开专门的水力发电故障检测，能够对现有的故障所在位置进行精准的判断[12]。经过一定时间的运行使用，水力发电设备会逐步趋于老化，因此水力发电系统组件必须定期更新，确保更新后的水力发电系统能维持良好的使用效能。技术人员应当针对各种类型的水力发电设备展开专业化的安全性能检测，确保在最短的时间内查找水力发电系统的安全使用故障。水力发电系统的性能测试工作应当达到常态化的开展实施程度，进而延长水力发电设备的使用期限，合理节约水力发电运维保养的技术实践资源。近年来，网络信息化的自动监测技术手段已经能够全面应用于水力发电系统故障的排查检测工作。水电站的具体负责人员应当准确把握各种自动化监测仪器的操作使用方式，促进水力发电设备的系统综合使用效能优化。水电站的管理技术人员应当完整采集水力发电设备在各个不同时段内的运行数据信息，准确判断水力发电系统的运行故障发生的规律性，据此形成更加合理科学的水力发电设备运维养护方案。水库电站设备示意图如图2所示。

4水电站电气工程自动化技术的发展趋势

从当前的自动化工艺技术发展状况来看，水电站的现有环保技术和节能技术措施都已得到全面的普及。但是水电站的发电运行安全监测工作仍然存在某些漏洞或者缺陷，导致水电站存在发生大规模发电故障的隐患。由此可见，电气工程自动化的水电站安全管理实践工作应当得到高度重视并确保技术人员能够正确操作运用，依靠远程监测的网络技术方法确保水电站达到最大化的发电综合效益指标[13]。在现阶段的实践工作中，电气工程自动化的水电站技术的发展趋势特征如下。

4.1水电站管理平台结构一体化

在自动化手段和网络信息技术的支持下，水电站电气工程的安全管理成本有所降低，构建结构一体化的水电站管理平台，实行高效的数据采集控制模式，符合水力发电的数据资源共享目标。对于实时采集得到的水力发电运行状况，电气自动化的终端监测设备应当全面共享，由此加强水电站企业的不同领域业务人员的衔接互动[14]。一体化的水电站安全管理监测系统平台有助于准确排查水力发电的故障，结合水力发电的运行空间环境、设备安全性能以及能源消耗情况等因素来促进水力发电的自动控制效益提高。一体化的水电站安全管理信息采集平台还能确保水电站达到预期的最佳安全使用效能，全面防范水电站潜在的安全故障威胁。

4.2全面提升水电站的运转效率

在未来水电站技术的发展中，水电站的发电控制效率将会大幅度地提升。发电运行效率在根本上取决于水电站的控制工艺方法，高效化与标准化的电气自动化模式将会明显带动水电站的机械与电气运转效能提高。水力发电的运转以及自动控制管理效率的提高，有利于高效节约水电站现有的发电系统资源[15]。

5结束语

综上所述，水电站的自动化技术目前已经在电气工程的系统运行中得到推广，电气工程自动化技术呈现出不断发展的趋势。电气工程自动化技术将会给水电站带来显著的综合经济效益，促进水电站的电气系统资源优化配置。在未来的技术发展中，电气工程的自动化技术应当建立在一体控制平台的前提下，全面促进水电站的电气运转使用效能提高。

作者:赵楠 单位:湖南水利水电职业技术学院