张广灿

【摘 要】近年来我国社会行业的不断发展，电气工程项目在我国各行各业都得到了较为广泛的用。水电站建设中，可以通过电气工程自动化技术的应用，对发电装置进行自动化改进，实现水电站的全面自动化建设，即在无人操作的情况下，系统自动运行发电。还可以整体提升水电站的工作效率，降低因人为操作失误造成的故障发生率，保证电力质量，为水电站带来更高的经济效益和社会效益。本文就水电站电气工程自动化技术的应用展开探讨。

【关键词】电气工程;自动化技术;水电站

引言

随着我国科技水平的持续提升，电气工程自动化技术应用于水电站中的范围愈加广泛，这样的运用主要体现在对水电站管理及生产的自动化。水电站想要全面实现自动化，就一定要对其中的发电机组开展电气自动化的改善。自动化系统主要有监控水电站中设备的工作情况、产生问题立即发出警报等任务。其实，水电站实行自动化的目的在于能够在没有操作人员的情况下，自行完成某些环节，从而提升运转的安全性与经济性，确保电力的质量。

1电气工程自动化概述

现今工业生产领域中，电气工程自动化是应用较为广泛的技术之一，其涉及计算机技术以及电子电气技术等多个技术领域，具备较强的核心实力。电气工程自动化主要的优势在于其自身具备的自动化理念和技术模式，这也是电气自动化在工业生产领域中被广泛应用的主要原因。从电气工程及其自动化技术的发展现状来看，现今的技术水平已经不能彻底满足市场的急切需求，智能化技术则是其今后发展的首要趋势。（1）随着科学技术的不断发展，电气工程自动化技术已经在多个领域中被广泛应用，并取得了显著的应用效果，尤其在电力行业中的应用更为普遍，不但能够降低员工的工作压力，提高行业工作效率，还有助于有效提升行业的经济效益和社会信誉，备受青睐。（2）我国现今已经颁布了电气工程自动化的相关应用标准，在很大程度上促进了电气工程自动化的通用性、标准性发展，实现了对操作系统的进一步优化。并且形成了平台开放式的发展模式，在促进相关设备通用性发展的同时，还有效解决了不同厂商产品间存在的内部结构差异问题，为电气工程自动化提供了更加舒适的应用条件。（3）与计算机信息技术进行相互融合，例如与PLC控制技术的结合等，有效地提高了电力工程自动化的智能程度，使自动化控制系统的操作更为便捷，充分满足了各行业对自动化技术的需求，降低了电气工程自动化系统的运行成本。

2在水电站中运用电气工程自动化技术的措施

2.1将可编程逻辑控制器应用于涡轮螺旋桨的调速中

轴流转浆类型的水轮机发电普遍运用于中低水头的电站中。因为其具有差异的导叶水轮机能够在水中进行协调作用，从而及大地提升效率，能够给水电站带来更大的经济收益。生产水轮机的商家，提供了许多有差异的涡轮叶片及改善叶片角头关联的曲线，生产调节器的商家依据这些曲线来设计处于叶片上的调速器的位置以及其与叶片间的关系，进行更好的调速。但是，因为水电站中水轮机上的水头与水位时刻都在变化，一定要依据商家所提供的有关参数的变化来进行调速，如此，在运转时的性能曲线产生的差别才能维持在一个最佳的状态。所以，对这些方式的改变与单位的调整，都能够运用可编程逻辑控制器来进行调速。在调节运转机组及在有差别的水头的联合作用下，要在下游水位产生变化时通过手动的方式来组合叶片，为叶片提供最好的组合曲线，接着更改原先的组合曲线及具体的PLC单元来进行调速，使涡轮螺旋桨时刻处于最佳的状态。

2.2油气水系统控制应用

在水电厂施行自动化系统具备多个益处，能够大量减轻人力资源的工作量，以及工作压力，还能够有效的提高工作的准确度，比如可以有效的完成对于油气水的控制系统，还能确保整个自动化系统的正常运转，并且对设备的运作有着严格的要求。工作人员需要给每一个自动化设备输入对应的参数，要求确保自动化技术的精确度在规定的范围内，水电站自动化系统在正常的运行过程中，当油气水系统出现问题的时候，自动化系统必须要能够快速的找到故障的所在地，并且可以在辅助设备控制系统的保护措施得到控制。

2.3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。

2.4在水电站橡胶坝监控系统中的应用

随着社会的发展，用水用电规模不断扩大，许多水资源丰富的地区都建立了小型水电站，橡胶坝作为该类水电站的拦水构筑物，具有强大的节水功能，但也存在很多问题。如，坝顶溢流可能引起共振，使坝袋与坝体之间的水泥基础产生剧烈摩擦，导致坝袋破损;泄漏、自排、热胀冷缩等情况使坝袋内外部压力超出相关规范标准规定值，或因坝袋高度不够，使溢流增大，落差降低。

2.5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。

3技术展望

（1）网络系统通用化发展。通用化网络系统的建设也是自动化发展的重要内容之一。网络系统向着通用化方向发展，不但能够更加合理的进行资源配置，还能实现不同平台之间的信息共享，提高信息的精准程度，对电气工程的稳定安全运行提供坚实基础。同时，网络系统通用化发展还能提高电气工程及其自动化技术数据传输工作的效率，为电气工程企业提供更加良好的发展环境，从而进一步推进此项技术的创新发展。（2）平台统一且独立化发展。电气工程自动化技术在实际水电站建设应用中，因需求不同，致使应用效果存在很大差异，电气工程自动化技术应用应具备针对性的系统平台，以满足不同领域的多方面需求。但因这些平台的维护工作花费较高，在一定程度上造成了严重的资源浪费。因此，随着自动化技术在水电站电气工程中应用的进一步发展，这类平台必定会朝着统一化、独立化的方向发展。（3）向节能环保化方面发展。环境保护及能源浪费问题是我国新时期急需解决的问题之一，各个领域发展的关注重点都应以节能环保为导向。电气工程自动化在其发展进程中必须提高对节能设计的研发力度，使其朝着生态环保及能源节约的方向持续发展。在確保实现节能环保战略目标的同时，还应降低电气工程的运行成本，实现利益最大化，为相关工程建设创造更高的经济效益和社会效益。

结语

总之，就现在来看，我国的水电站运行效率不高，运行不稳定等问题还是比较严重的，有效的加强水电站的电气工程自动化系统运行技术，可以有效的解决这些问题。因此，有效的提高水电中使用电气工程的自动化技术，从而提高水电站的自动化生产管理水平，有效的提高水电站电能的生产效率。为我国水电站可持续发展道路提供坚实的基础。

参考文献：

[1]王向辉.基于PLC控制的水电站起重机变频调速系统应用研究[D].重庆大学，2017.

[2]唐跃.向家坝水电站1200/125t桥式起重机电气控制系统总体设计[D].重庆大学，2015.

（作者单位：贵州万峰电力股份有限公司）