曹跃

摘要：随着科学技术的不断发展，各种新型技术被广泛应用于各个领域，电气自动化技术同样如此，在很大程度上提高了水电站的管理水平和经济效率。本文根据电气工程及其自动化技术在水电站中的应用作用和主要环节，深入研究了水电站电气自动化技术的具体应用措施，从而为提高水电站的生产效益提供有效参考。

关键词：水电站;电气工程;自动化技术

现如今，人们的生活水平越来越高，对生活环境和工作环境的要求也在日益提高，为了提高水电站日常工作的安全、可靠和智能化运转，我国的水电站迫切需要引进先进的电气工程自动化技术，加强對水电站电气工程的有效管理和实时监控，从而提高水电站的工作效率和供电质量，并降低人力和劳力的投入，保证在整个运行流程中最大限度的脱离人工操作。

1 电气自动化技术应用于水电站的重要作用

1.1提高了水电站的工作效率

在水电站的日常工作中，经过先进的电气自动化技术的大量引进，大大降低了员工的工作强度和工作难度，力争能够用最少的时间超额完成最大的工作量并获得事半功倍的效果。除此之外，可靠、快捷的电气自动化技术可以最大限度的避免工作误差和人为因素造成的不良影响，最终提高水电站的工作效率。

1.2 优化了水电站的运行状态

在水电站运行过程中，必须要将发电机组的电压和工频控制在规定范围以内，电压是保证电力系统正常运转的关键，而工频会受到无功功率的影响，这就需要通过自动化技术对发电机机组进行实时监控，同时及时反馈和响应发电机组的运行情况，从而确保发电机组的正常发电，并且优化电能质量，在水电站具体运行过程中，电气自动化技术不仅能够调节有功功率和无功功率之间的平衡，还能够在一定程度上保证水电站运行的经济性和操控规范性[3]。除此之外，水电站电气自动化技术还能对水电站的运行进行动态监测，并及时应对和处理一些突发故障，从而提高水电站在发电和供电过程中的可靠性。

2水电站电气自动化技术的应用环节

2.1自动控制水轮发电机组

为了实现电气工程最基本的操作程序，必须要保证从机组的开关到发电的转变过程，都根据既定的程序进行自动化运行。再加上整个电气系统和水电站的实际情况均有规定的运行标准，因此，为了确保各个发电机组运行的安全性和高效率，必须调整运行参数，实现资源和经济的优化配置，并使机组的工作符合相应的运行要求。除此之外，备用设备在机组的工作中不可或缺，一旦机组出现故障问题或者电力系统频率过高、过低等突发事件，则立即启动备用机组，进一步保证机组的正常运行。

2.2监视水轮发电机组和附属设备

监视水轮发电机组和其它辅助性设备会涉及到多方面的内容，比如发电机转子和钉子回路电量的使用情况、机组润滑效果和冷却系统的运行情况、机组调速系统的运行情况，各个零件的轴承温度等等，如果发现工作状态出现异常或突发故障时，系统能够迅速采取相应的处理措施，比如自动进行紧急停机或者及时发出报警信号。

2.3自动化控制辅助设备

在电气工程的设备运行过程中，应对空压机和各类泵机组等设备进行全面监控，从而有效的控制突出事件，一旦出现突发事件时，辅助设备能够自动启用，保证程序正常运作，从而降低水电站的经济损失，并提高设备运行的安全性和稳定性。

2.4监控主要设备

电气工程的主要运行设备包括变电器和传输电力的各种线路等设备，为了确保设备的安全运作，必须对这些主要运行设备进行全面有效的监控和维护。

2.5监控安全运行情况

传统的水电站在设备操作方面需要大量的员工进行手动操作，不仅浪费了人力资源，还加大了人为失误和安全事故的发生频率。而电气工程及其自动化技术能够降低了人力需求，还能确保设备的安全运行，从而保障员工的人身安全，并充分发挥自动化设备的应用价值[1]。

3水电站中电气自动化技术的具体应用措施

3.1结合数字化控制系统

随着互联网和信息化时代的来临，我国的水电站逐渐展开了自动化技术的深入改革，逐步建立了以计算机为主体地位的数字化控制系统。该系统从以现场主线的模块化监控作为切入点，通过计算机、PLC、微机型的继电保护装置、智能监控装置和以太网装置等，将水电站电气工程的主要现场和其他各个控制站进行连接，进而使水电站的工作脱离了对人工操作的依赖，在严明体系和开放逻辑结构的系统指导下，构建自主运作的现代化运行模式。该模式下的水电站工作能够有效监控各个环节的机械设备，除此之外，还能充分发挥最大化的扩展性能，并顺应了我国水电站未来的发展趋势。

3.2首选PLC自动化技术

PLC也就是可编程的逻辑控制器，随着安全生产和信息化技术等功能的普及，具有强大功能的PLC自动化技术成为多种系统的首选。从水电站电气工程及其自动化技术的应用来看，PLC自动化技术比较先进，应用也较为广泛，该技术借助可编程的专用存储器而支撑设备的运行，根据存储器中的既定程序、定时、顺序控制、逻辑运算和算数操作等程序指令，通过数字化系统，直观、多维、动态化的模拟和展示生产过程，并专用于工业控制，从而辅助相关工作人员高效、精准的完成工作任务。

（1）、PLC自动化技术在水库式水电站调速器中的应用

水库式水电站的运行水头变化范围较大，传统的调速器和起动开度是在水轮机的水头基础上进行设计。如果水电站中的水头降低，在此情况下运行的水轮机时，水电站中的电液调整器就必须自动调整机组运作，以实现额定状态并提高起动开度，同时工作人员应串接指示仪的电阻或者更换芯片。除此之外，水电站的实际水头处于设计水头以下时，为了确保机组运作的正常速度，工作人员还应及时撤除串接的电阻并换回芯片。该控制状态加大了水电站的运行的难度和不稳定因素，而工作人员在调速器中应用PLC自动化装置，能够通过PLC中的可编程功能属性，根据水电站工作中水头的高低变化情况，借助程序控制进行自主更换和调整，保证起动开度的合理状态，从而确保水电站的稳定运行。

（2）、PLC自动化技术在轴流桨式水轮机调速器中的应用

我国的中低水头水电站主要是以轴流转浆式的水轮机作为工作机组，该机组的水轮机叶片能够随着水头的变动，和导叶进行协联运转，增加运行水头的运行范围，进而调节水电站中的水头。然而，由于水电站运行中的水头和上、下游的水位变化比较多变，很难进行控制，厂家在生产水轮机时，已有的参数往往很难达到和中水位、水头实际变动相符合，从而导致在协联运转状态下，机组无法达到最佳的运行状况。而PLC自动化程序在该机组调速器中的应用，能够通过PLC中的可编程的功能，实时、有效调整调速器，保证协联动作曲线的合理状态，从而使机组运行和水电站水位变化保持一致。在机组试运转和后期运行过程中，应根据不同的水头及上、下游水位，手动协联导叶和浆叶，以获取最佳的协联曲线，然后更改原有的协联曲线并输入PLC，从而保证机组的最佳状态[2]。

4结语

综上所述，水电站电气工程的自动化是新时代的必然发展趋势，进一步实现水电站运行的智能化，不仅能够提高水电站电气工程的工作效率和经济效益，还能保证水电站运行过程中的安全性和稳定性。电气自动化技术在水电站电气工程中的应用，应结合数字化控制系统，加强对水轮发电机组和其他辅助设备的监控，实时发现故障并及时进行解决，同时优先选择PLC自动化技术，从而保证水电站运动的最佳状态。

参考文献：

[1]韩臣.水电站电气工程自动化技术的应用[J].百科论坛电子杂志，2019，（18）：277-278.

[2]吴云彤.水电站电气工程自动化技术及其应用研究[J].建筑工程技术与设计，2017，（22）：2360-2360，2369.

[3]练建灵.探讨电气工程自动化技术的应用[J].低碳世界，2015，（21）：284-285.