戴正科

摘要：本文首先详细分析小型水电站自动化作用，并且以此作为基础条件，充分结合小型水电站自动化问题进一步总结出小型水电站自动化改造策略。

关键词：小型水电站;运行效率;引水系统;技术水平

小型水电站在整个行业中占据了十分重要的发展地位，普遍具备较高的发电水平和效率，为此在现代化科学技术不断发展背景下，自动化控制系统在小型水电站运转模式下得到了广泛的推广和宣传。

一、小型水电站自动化作用

（一）提升运行标准化

传统小型水电站运转过程中，一般需要通过人工操作和系统控制等技术模式开展日常管理，虽然可以有效满足水电站的日常运转基础要求，但是人为因素造成的影响则可能产生严重的遗漏问题，此种模式同样增加了小型水电站自动化运转过程中造成的安全风险和事故产生几率，最终影响小型水电站基础设备在实际运转过程中的应用水平。其中自动化系统在信息操作技术、系统控制技术以及互联网操作技术的不断支持条件下，能够针对小型水电站的运行情况开展系统化控制和管理，致使水电站各个施工项目以及运行设备在程序指令条件下可以更加稳定且安全运转，从根本上避免由于人为操作失误造成的问题产生，此种模式能够有效减少小型水电站基础运行产生的基础概率，全面提高设备运行质量水平。

（二）提高运行效率

小型水电站在自动化系统运转过程中使用先进的科学技术可以有效提高运行质量水平，进而有效完善由于人工操作存在的不足，除此之外，小型水电站在自身运转环节上体现出较强专业化特点，为此技术人员需要充分利用信息操作技术、计算机控制技术等自动化系统针对水电站设备智能化控制和管理，有效防止小型水电站在运转过程中可能产生问题以及故障的基础概率。现阶段小型水电站在发展的过程中会受到用电环境的影响，因此对其运行也提出了越来越多的要求，而自动化系统可以满足不同的需求，并体现出水电站的现代化发展水平，为水电站运行效率及质量的提升提供良好的技术支持[1]。

（三）提高运行安全性

根据目前小型水电站自动化运转系统的实际应用现状进行详细分析，具有高层次技术水平可以不断提高设备运转的安全系数，就新一步满足小型水电站多元化运行需求，同时自动化管理系统则可以利用信息监测设备、数据传输设备等针对水电站运行过程中各项信息数据进行快速监测、信息记录以及系统传递，并且针对水电站实际运行情况开展全面干预操作，进而及时且有效的针对小型水电站故障区域进行结构定位，防止由于设备故障问题对水电站带来的严重安全隐患和故障问题，同时，自动化系统在运转过程中还可以针对水电站实际运转情况开展实施且全面的监督和控制，及时反馈出水电站基础运行状态，最终为水电站的安全运行提供更加稳定的保证。

二、小型水电站自动化问题

在大多数自主建立成的小型水电站建设在20世纪90年代初期，因此以上设备和系统已经运行了至少20多年，无论是机械设备使用寿命还是零部件维护都需要进行完善和改造，以上小型水电站由于建设规模相对较小，并且引水系统建设十分简单，设备数量和种类同样较少，所以大多数小型水电站需要根据实际地形情况建立。

（一）线路电压较低

由于小型水电站系统运转环节上总体装机基础容量相对较小，所以其线路电压一般为10kV等级，并且线路传输距离不长，所以线路需要连接至其电站附近的10kV的电网系统，不能单独铺设电力线路传输结构[2]。

（二）单机容量较小

为了进一步使用基础引水数量，从根本上提升小型水电站单机利用时间，系统需要设置机台机组设备，而在总体设备基础容量不断降低情况下，其单机容量则必然会不断降低，但是所降低的设备通常情况下不会超过单机的1000kW。

（三）设备额定电压较低

由于单机设备的基础容量不断降低，为了尽可能减少经济支出成本，系统需要使用低压机组，并且额定电压一般为400 V。但是小型水电站无论是设备还是结构零部件已经经过长时间的运转，所以在设备运转过程中展现出越来越多的问题和不足，并且该问题越来越严重，甚至影响正常的生产和管理，无法满足施工现场安全运行的基础需求。

1.技术不足

在现代化经济不断发展背景下，小型水电站的技术人员和日常维护人员的老龄化问题十分严重，此种现状致使运行管理部门正面临着衔接不顺畅问题产生。

2.设备老化严重

大多数小型水电站的建设之间相对较长，所以导致机组老化问题十分稳重，其设备的运行效率不断降低，长此以往则会严重影响电站基础发电效果和质量，并且自身存在着十分严重的安全隱患和问题。

3.动化水平低

我国大多数小型水电站在基础建设过程中仍然停留在人工手动操作技术水平，其中包含：手动开机、手动停止运转、手动切换励磁以及手动刹车等，所以该设备机组的启动和停止同样处于传统的人工操作模式，此种运转方式导致自动化水平同样较低，其基础电力能量不高。

4.继电保护水平较低

现阶段大多数小型水电站所使用的继电器仍然依靠大量的小型机组设备进行继电保护，由于此种种类的继电保护线路连接相对比较复杂，并且设备故障几率相对较高，为此使用此种工作模式来说，远远无法跟上现代化时代的发展角度。

三、小型水电站自动化改造策略

（一）计算机监控系统

小型水电站在自动化系统构建环节上，视频监控系统则成为了小型水电站自动化系统的核心条件，为此计算机视频监控系统则根据水电站实际情况针对系统辅助功能进行全面完善和优化，此种模式可以致使计算机系统在实际应用环节上更好地发挥出系统控制功能。为此技术人员需要根据实际情况针对小型水电站计算机监控系统进行全面选择，通常情况下，小型水电站主要以全自动化计算机监控系统作为主要模式，然而实际针对老旧水电站进行结构改造实施环节上，一般需要利用计算机系统以及常见控制设备相互结合，最终完成对水电站计算机的监控功能[3]。

（二）消防监控系统

消防数据监控系统在运转过程中主要针对水电站的火情进行常规检测，为此该管理区域设置在小型水电站的主要厂房、副厂房以及主要管理区域等重要的核心区域，消防监控系统通常采用火情探测器，当有火情出现时，探测器就会发出一种信号，该信号经过一定的处理，进而产生相应的报警信号，并将处理的信息通过串行通信接口与水电站的计算机监视系统进行通信，确定火灾的具体位置及火灾处理措施，这种异步通信的方式对于火情的及时发现和解决有一定的积极作用。总之，水电站消防监控系统不仅具有一定的监控作用，同时在一定程度上实现了对水电站的通风以及灭火系统的控制。

（三）自动化系统

在小型水电站运转过程中，自动化系统可以能够独立指挥水电站相应设备的自动化控制和调节功能，有自动化保护装置自身属于相对独立的计算机监控系统，所以根据水电综合自动化系统来说，想要从根本上提升经济收益，就需要确保水电站自动控制设备是自身具备高效性、稳定性以及可靠性，并且需要与计算机的基础监控系统开展科学、合理的配套操作。计算机系统自动化系统操作过程中，自动化操作主要针对水电站主要设备以及辅助设备进行严密的控制和管理，进而针对小型水电站设备运转质量进行全面保证。

（四）保护系统

小型水电站的自动化操作系统在运转环节上主要针对发电设备进行全面保护，尽可能避免由于发电设备产生故障问题导致的安全风险问题，所以为了尽可能优化和完善保护系统的应用功能，需要针对其系统开展全面改革。现阶段我国大多数小型变电站应用环节上普遍使用DSA 保护和监控系统针对发电设备进行全面保护，其中系统的间隔结构层和控制结构层可以有效对小型水电站各个施工现场开展合理化管理，并且与自动化系统进行相互联合，及时将小型水电站施工现场所包含的信息和数据进行反馈处理。除此之外，将该保护系统应用至自动化运转系统结构中，不仅能够实现远程控制效果，一定程度上还可以致使设备基础保护系统可以精准的针对小型水电站的运行模式和状态开展全面监控，一旦小型水电站产生故障问题以及安全风险时，保护系统能够及时处理相关，最大程度防止小型水电站受到破坏。

结束语：

由此可见，自动化系统已经普遍应用于小型水电站中，因此需要对自动化系统进行科学合理的设计及优化，以此来对水电站进行现代化、科技化的管理，所以只有对自动化系统改造措施进行应用及调整，才能为小型水电站的运行提供保障。

参考文献

[1]汪勇、王威、黄健新、梁诗遥、朱良祖、杨杰. 基于S7-1200 PLC小型水电站控制系统设计[J]. 工业控制计算机， 2020， 33（9）：3.

[2]周培孝， 刘吕娜， 严结实. 基于可编程芯片实现半周期精确测频及其在小水电站测频稳速中改造的应用[J]. 电气技术， 2019， 20（11）：5.

[3]程淑芬， 李運良， 钟辉. 老坝表面变形监测自动化改造方案研究——以浪详水电站和岩寨水电站为例[J]. 红水河， 2021， 40（4）：5.