摘要：水电站为我国基础建设中的重要能源提供设施，其产出的电能占社会电能总量约22%。在水电站建设中，可以通过电气自动化技术的应用，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。本文对水电站电气自动化技术的应用进行探讨。
关键词：水电站；电气自动化技术；应用
引言：电力能源是社会发展和进步的基础所在。我国的电力能源主要由火电、水电、核电以及新能源发电构成，其中火电和水电占据了较大的比重。而在强调环保的今天，水力发电成为了加快电力体系改革，优化电力生产结构，实现绿色环保生产的关键所在。因此，为达到提高水利发电的综合质量和效益，国家不仅加大了建设水电站的力度，更大力推动了电气自动化技术在水力发电事业中的广泛应用。电气自动化技术的应用，不仅降低了运行人员的劳动强度，提高了生产效率，而且还有利于降低生产成本，提高电站的经济效益。
1电气自动化技术在水电站中应用的意义
1.1提高运行效率
将电气自动化技术应用到水电站中，就可以利用自动化技术代替传统人工操作，减少工作人员对工作的参与性，精简水电站现有的工作人员，形成良好的劳动环境，从而使管理者更好的管理水电站。人员不直接参与，能够减少由于工作人员技术水平、操作态度等不足而对水电站设备运行产生影响，使水电站工作能够达到较高的标准和质量。
1.2提高工作安全系数
水电站自动化技术能让水电站所有设备具有快速、准确、高效的进行自动工作，这样不但能够有效的防止不安全工作的恶化程度，也能让设备事故在监控系统中及时发现，及时处理。从而确保水电站的工作可以正常进行下去。另外，将水电站自动化系统有效的引入到各个流程里，可以降低人力资源的成本，从而增加人工安全系数，降低工作人员的失误操作的事故几率。
1.3创造运行效益
自动化技术是以计算机作为辅助，从而开展的控制、操作工作，使水电站在无人值班的情况下也能够顺利运行，使运行效率得到提升，进而减少运行的整体成本。为使水电站能够高效的运行，必须要提高发电机组的工作效率和效果。工作人员利用自动化技术科学、准确的分析研究电网系统的情况以及工作的开展情况，计算出水电站电能的有效负荷数值，保证使用的发电机组数量、型号等更加科学，并使发电机组达到最佳的运行状态，从而让水电站能够以最小的投入获得最高的电量生产数量，保证水电站的运行更加经济，帮助水电站创造更好的效益。
2水电站电气自动化技术的应用
2.1自动监控技术
水电站中利用电气自动化技术可以进行监控，实现自动监控水电站中运行的所有设备。其监控技术分为三个模式：远程监控模式、集中监控模式以及总线监控模式。其中远程监控是指利用多个CPU一起运行进行监控，避免某处发生故障影响整个监控系统，且该监控模式使用的电缆量相对较少，经济投入少，但其使用的CAN总线对通讯的速度有一定程度的影响。集中监控是指水电站内所有的设备集中与一个处理器进行监控。该监控模式对处理器的质量要求极高，否则会影响实际监控效率和降低处理器的运行效率，但其较大程度上降低了经济成本。除此之外，集中监控模式需要多条电缆的支持，加之电缆易发生破损，存在安全隐患。总线监控模式是指利用局域性网络、现场总线以及以太网等先进网络技术对水电站中的设备运行状态进行监控，该监控模式具有低经济成本、通讯量高、监控装置易安装等特点，且较大程度上增加了水电站自动化技术的可靠性。
2.2 PLC技术的应用
2.2.1在涡轮螺旋桨调速中的应用
多数轴流转浆式水轮机在中低水头水电站建设中具有良好的协调作用，能够在很大程度上提升水轮机的运行效率。实际使用中，水电站中水轮机的水头和水位会发生相应的变化，必须根据商家提供的有关参数利用可编辑逻辑控制器-PLC技术对其进行动态调整。PLC能够通过相应的操作指令，进行水轮机内部信息的执行和逻辑运算，实现调节速度和传输数据的目的：①当下游水位发生变化时，利用手动方法将叶片进行重新组合，保证叶片的组合曲线最佳；②优化先前叶片的组合曲线，并对具体的PLC单元进行适当调整，确保水轮机涡轮螺旋桨的速度最佳。
2.2.2 PLC技术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。因此，对橡胶坝进行升降控制和状态监测显得尤为重要，多地水电部门根据自己的实际情况开发了基于PLC技术的小型自动监控系统。实践表明，PLC技术使得自动化系统结构更加简单，也使得修改控制更为容易。
2.2.3在水库式电站调速中的应用
水库式水电站运转过程中，其运转水头会产生较大范围的波动变化，造成水下运行汽轮机的液压调节装置不稳定，一旦水头减少，汽轮机的液压调节器就无法控制发电机组进行额定转速的运转，直接影响水电站的运行效率和供电质量。针对这一情况，可在水库式电站的调速器上应用PLC装置，对水库式电站的调速器系统进行科学的优化和改善，合理调整水头高度，实现机组的自动开启和关闭，为水电站的稳定供电提供有效的保障。
2.3数字化监测技术
数字化监测技术是将多媒体、计算机、网络和自动控制技术集为一体。在水电站当中，采用先进的数字监测技术，针对重点区域，实施全天候监管，将所有的信息共享给所有工作人员，充分发挥出它的精确化和智能化，使得操作过程简便直接，操作人员更容易地掌握、更便捷地了解全部信息，操作上的简便提高了对数据处理的速度，就意味着更省时省力，提高了工作效率和质量。在新形势背景下，通过电气自动化技术的合理运用，可以保证水电站当中的各个主要系统实现自动化管控，使得水电站人力资源成本不断下降，减少水电体系运行环节出现的漏洞。通过运用数字化监测技术，电站各项设备的安全性得到明显提升，具体数据见表1。
表1运用数字化监测技术前后水电站各项设备安全性对比/%
3结语
综合来看，电气自动化系统已经成为了水电站不可或缺的一部分。各类先进自动化技术会不断与水电站的发电体系相融合，其自动化程度也会相应得到提高。实践证明，电气自动化水平的持续提高会进一步提高水电站的生产效率，降低生产成本，为社会创造更大的效益。水电站方面需要正确看待时代发展的趋势，重视电气自动化技术的引进以及人才的培养，积极顺应时代发展趋势，实现自身自动化水平的不断提高。
参考文献
[1]谷雷.水电站中电气自动化技术的运用分析[J].黑龙江水利科技,2017,45(02):140-142.
[2]刘利群.电气自动化技术在水电站中的应用研究措施[J].建材与装饰,2016(49):268-269.
[3]李健.在水电站中电气自动化技术的运用探讨[J].科学技术创新,2018(29):36-37.
[4]王勇征.关于水电站电气自动化应用问题研究[J].科技风,2017(13):204-204.
[5]谷峥,李珅,赵洪峰.水力发电厂电气自动化技术及误操作原因的对策分析[J].科技风,2019(07):182.