《水电站电气自动化应用不足点分析及解决措施》

发表时间:2020/7/30   来源:《当代电力文化》2020年第5期   作者:杨钧
[导读] 各行各业的发展迅速的同时,我国的水电站建设领域的发展也有了创新
        摘要:各行各业的发展迅速的同时,我国的水电站建设领域的发展也有了创新。水电站是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%。其主要的发电形式是根据水利工程的位能来供应发电,因此水电站的发电成本较低,与火力发电形式相比,仅占其成本的几分之一,能够在满足社会用电的需求上,维持生产能源的环保性,使其能够在不影响自然生态环境的基础上,实现能源的循环利用。水电站的发电量受水库量的影响,另外其发电程度受时间、气候等客观条件的影响较多,根据不同的客观发电条件要制定不同的发电计划,才能满足水电站的日总发电量计划,使其运行趋于稳定。
        关键词:水电站电气自动化应用;不足点分析;解决措施
        引言
        近年来,人们对于电力工程方面的建设需求逐渐增大,电力行业也在人们需求推动的背景下快速的发展起来。与此同时,自动化技术也在不断地发展,并且自动化技术在我国电力工程中的应用也越来越广泛,在电力工程中的作用也逐渐明显,并且受到了电力工程相关行业的青睐。目前已经逐渐形成了一套比较完善的电力自动化应用体系,使电力系统的运行效率得到了很大程度的提升,使人们的用电质量得到了有效的提高,使我国电力工程建设的可持续发展得到了很大的提升。
        1 水电站电气自动化应用的基本内容
        为满足社会发展对于电力能源的基本需求,加强对于水力资源的充分利用。我国的水电站规模处于一种不断扩大的状态,而电气设备的数量也随着规模的持续扩大而增多。由于各种电气设备之间的紧密联系性,很多设备依靠人工管理和操作的方式很难满足水电站的实际生产需求,因此电气自动化技术在水电站领域的应用要求也越来越高,水电站电气自动化成为了行业内部关注的焦点所在。水电站的主要设备包括水轮发电机组、调速器、励磁系统、辅助机械系统、发电机出口断路器、厂用电设备、变压器、输电线路等,而电气自动化系统不仅可以实现对此类设备的自动化控制,更能够加强对于此类设备的保护力度。当任何设备出现故障或异常时,电气自动化系统通过分析采集的数据自动诊断故障原因并作出相应的判断,并可以自动停止相应设备的运行,发出自动报警,等待工作人员进行现场检查,以保证在最短的时间内最大限度地保证水电站的安全性,避免故障问题扩大化。在整个过程中,运行人员可以通过PC人机界面对各个系统进行实时监测,具有较高的灵活性、直观性和集成性。
        其中,水轮发电机组作为水电站最核心的设备,其在线监测系统也尤为重要。水轮发电机组在线监测系统通过在机组的不同位置配置安装不同的自动化原件,对机组的蜗壳压力、气隙、振动摆度、压力脉动、发电机局部放电、主轴电流、转子温度、磁场强度等重要监测参数进行实时数据采集,数据采集单元通过通信系统,将采集的数据传输到水电站监控系统,对监测数据进行分析处理,并进行实时诊断。
        2 水电站中采用电气自动化中存在的问题
        水电站电气自动化的应用就是指水电站生产过程中,相关生产设备能够按照指定的运行程序和计划进行自动运行,水电站水电气自动化的应用的主要任务就是对水电站发电系统进行自动控制以及运行。对发电机组系统运行进行辅助和相关的监控,使水电站生产效率提高的同时使水电站运行的安全性和可靠性得到了有效的保障。使水电站运行过程中的人力和失误率得到有效地降低,使操作过程加快,使水电站即使在紧急的情况下,也能够保证安全和正常的运行与供电。但是,我国水电站的自动化设备运行过程中,电气自动化设备的应用效率仍然比较低,一旦电子自动化应用率降低,水电站就只能采取人工操作模式进行水电站的运行管理,人工操作模式下,水电站的管理效率较低,这一状况使水电站的发展得不到提升。水电站电气自动化应用过程中存在的问题主要体现在以下几个方面。
        (1)电气故障。水电站的电气设备是负责执行水电站运行控制命令的设备。但是在水电站电气设备布局安装的过程中,依然存在着高压低用、低压高用的问题。

在这一设备状态下,设备启动后,就很容易造成运行故障问题,导致电气设备的安全性能被破坏。
        (2)信号传输。目前水利工程中采用的信息传输系统。都是运用的电气设备进行信号式传递方法,使设备信号传输的工作范围被扩大。但是在电气信号传输的过程中,会容易被外界条件干扰,导致电器设备传输的信号中断,是电气设备运行的便捷性大大降低。
        (3)设备控制。电气设备归属于水利工程控制的设备。在进行电能分配的过程中,一直存在的调度方面的问题,尤其是电气系统层次划分不明确而影响整体效率。
        3 水电站电气自动化应用的优化措施
        3.1 对电气控制系统的完善
        水电站的电气控制系统中,电子计算机是主要的电气控制设备,维持其运行的工作方式主要是通过有线互联网络与各终端电子设备相匹配,来完成整个电气系统的自动化控制。因此其系统的管理上具有较强的分散性、开放性与灵活性的三个特点。为满足工作需求,设置其相应的配套系统,能够实现自动化控制模式下的备案记录工作,并以此来为工作人员的系统检查工作提供依据与档案,尤其是在相关电站人员分为运行人员与维护人员的工作中,电气控制系统能够将其自动化的工作特性显现出来,使其在实际工作中能够发挥出应有的作用。
        3.2 实现水轮发电机组的自动化
        为实现水轮发电机组的自动化控制目标,在其实际应用的过程中,相关工作人员要以水电站的实际运行条件为基础进行选择,要合理的选择与安排才能确保其自动化程序的有效运转,使其水电站的正常运营得以维护。此外,在各机组之间的调节与分配上,工作人员要提升自身的专业水平,使自身能够在日常操作中对设备具有全面的了解程度,并且能依照不同的情况予以合理的调节。在电气自动化设备的配置时,需要准备备用的设备器材,以防出现紧急故障的情况,若一旦发生重大故障需要进行设备替换,那么就需要通过临时的替换来弥补断档的现象,减少水电站的经济损失。
        3.3 提高运行人员的自动化管理水平
        个别电站运行人员缺乏自动化管理意识,专业技能以及操作经验不足也是导致水电站电气自动化系统运行效果不佳的主要因素之一。为达到提高运行人员的综合业务能力,水电站方面可以从以下几个方面开展工作:一是加强对于运行人员的业务及技术培训。水电站方面可以定期组织培训工作,向基层的工作人员讲解各个自动化系统及设备的运行原理和操作要点,确保运行人员在掌握基本操作要领的情况下才能批准其上岗工作。同时,定期培训可以保证运行人员了解最新的电气自动化技术,与时俱进。二是鼓励运行人员互相交流,加强技术探讨,互相交流自己在日常工作过程中所遇到的问题或现象,并通过共同探讨的方式来实现问题的解决。三是采取轮岗制度。为确保运行人员可以充分了解电气自动化系统的运行原理及各个环节的运行状态,水电站方面可以采取轮岗制度,在特定的时间周期进行岗位的轮换,让每一位工作人员熟悉每个工作岗位的基本内容。
        4 结语
        总之,随着电气自动化水平的提升,我国水电站的稳定性与安全性得到了较大进步。电气设备的自动化水平是提高水电站生产效益的关键所在。因此,水电站管理人员应重视自动化水平的重要性,引入现代管理理念,优化电气自动化控制设计,合理配置动力系统,使其满足开放性、发散性以及灵活性等运行需求,不断提升水电站的整体经济性能。
        参考文献:
        [1]耿长兴,孙云峰,冀振亚,等.自动化控制在小型水电站中的应用[J].电子技术与软件工程,2015(17):151.
        [2]张睿哲.电气工程及自动化中存在的问题以及解决对策[J].山东工业技术,2019(1):143.
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