杨俊霞
[摘要]在上世纪50年代,自动化出现在我们生活的时候，这种先进的技术就已经被运用于泵站当中。从最初的半自动化到后来的全自动化在到如今的综合自动化,自动化技术在泵站中的运行不断的发展,为泵站的运行提升了效率,也为发展带来巨大的经济效益。本文简单的介绍了泵站自动化的发展历史，结合东宋泵站的情况简单的介绍了自动化的设计原则、泵站自动化设计中需要注意的几个问题，以及泵站自动控制系统组成和功能，综合的介绍了自动化控制技术在泵站中的应用。
[关键词]自动化；泵站；发展；应用
引言
利用江河、湖泊、海洋的水流位能发电的方式称为水力发电。水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源。水力发电是利用江河水流从高处流到低处的落差所具备的位能做功,推动水轮机旋转、带动发电机发电。水轮发电机组在电力系统中要做到持续、安全、可靠地运行必然涉及自动化技术的应用。本文主要介绍水轮机控制系统,同步发电机励磁系统,计算机监控系统基本原理、特点现状以及发展趋势。
1水电站电气自动化对现代水电站运营的重要作用
1.1有利于提高水电站工作效率
水电站引入电气自动化的相关技术以后，可以大大减少工作人员的工作强度和难度，用较少的时间超额完成任务，达到事半功倍的效果，使得水电站的工作效率得到显著提高。同时，成熟的自动化技术，可以最大程度的减小工作误差，避免了人为因素造成的影响，从而实现水电站工作的高标准、高效率。
1.2有利于提升水电站经济效益
电气自动化技术的应用，可以使仪器、仪表等设备的测量控制“自动化”，甚至在一定程度上实现“无人操作”，是实现水电站发电设备在线监控不可或缺的关键技术。即使水电站在无人值班看守的状态下，也能够保证设备的正常发电运行，减少其成本，还可保证设备的经济高效运行。通常，工作人员可以在精确计算出水电站相关设备的性能参数的基础上，按照水力发电的工作原理，通过模型试验或优化运算，设计出实用高效的控制系统，根据水电站运行水头、有效负荷等实时工况，对适当型号和数量的发电机组进行优化控制，保证其在最佳的状态下运行。只有真正的做到发电设备控制自动化，才能省时省力降低水电站运营成本，多发电量，获得最大的经济效益。这是带动我国水电站运营向高水平发展的有效途径。
2水电站中电气自动化技术的应用
水电站的类型、规模、电气主接线方式、机组型式等因素会影响到电气自动化的具体应用。但总体来说，以下几个层面是共有的。
2.1水轮发电机组的自动控制
控制过程:机组监控设备将监测数据传送至控制室计算机，计算机启动预先设定的运行程序并判断机组运行状况，然后再依照相关逻辑规则发出控制(或调整)指令。具体功能:(1)实现机组开停机、调相转发电或发电转调相等操作的智能化控制。(2)实现AGC和AVC控制，即根据实时监测到相关数据或上级调度部广]的指令，计算出最佳运行机组数量并自动控制，在机组间智能分配负荷(包括自主调节有功和无功)，从而维系水轮发电机的经济高效运行。(3)当机组出现意外或者外部系统发生事故而导致频率降低，预设程序通过启动备用机组来维持系统稳定；反之，汛期来临频率过高时，预设程序会关闭一些机组。
2.2主要辅助设备运行状态的监控
在水电站中，围绕发电机组有一些主要的辅助设备，这些设备的运行工作情况同样影响着电站的稳定生产。电气自动化在辅助设备运行中有广泛的应用。
应用过程:通过“监测设备-控制设备-控制节点”的方式，将辅助设备运行数据发送至计算机，计算机通过数据库和预设规则比对，判断辅助设备的健康状态并相应控制设备的电气参数。
2.3主要电气设备的监控和保护
水力发电的输出离不开变压器、母线、开关柜、输电线路等主要电气设备。对这些设备的监控和保护成了水电站电气自动化应用的必然内容。应用过程:通过PT、CT等设备采集到的电气量，判断设备是否有故障，并视故障情况作出相应反应，进行相关设备的自动控制操作。
2.4机组外辅助设备的监控
完整的水电站拥有数量众多的水泵、空压机、油泵等机组外辅助设备，以及浩大的水工建筑物。电气自动化在这一块的应用主要有:
(1)根据水位、气压、油压等参数控制水泵等设备的运行状态，故障时及时投入备用设备；
(2)检测大坝闸门是否可正常启动，检测拦污栅是否堵塞；
(3)被控参数异常时自动报警。
3 PLC技术应用
PLC即可编程控制器。在水电站电气自动化中，可应用PLC来控制几乎所有设备的生产过程。
3.1在轴流桨式水轮机调速器中的应用
轴流浆式水轮机厂家般会提供所谓“协联曲线”，为实现不同水头工况下浆叶转角与导叶开度的“协联控制”，从而维持水轮机运行在最佳效率区。但实际运行时，上下游水位及水轮机水头处于不断变化之中，某些情况下会远离厂家参数，因此按协联曲线运行不一定能达到最佳状态。采用PLC技术后，可先针对不同上、下游水位及水头情况，手动协联浆叶和导叶，在获得最佳协联曲线后修改原厂家曲线并输人至PLC控制器，从而使机组能时时处在最佳状态。
3.2在水库式电站调速器中的应用
水库式电站的运行水头波动范围较大，其调速器的启动开度一般按水轮机设计水头确定。但当水头降低或水头远高于设计标准时，为保证机组额定转速，往往需要更换调速器控制芯片，改变开度指示仪电阻(串接或移除)，工作量较大。在采用PLC技术后，则可依据水头高低设计出相应程序，依照程序来自动改变启动开度。
3.3在继电保护和励磁装置中的应用
水电站继电保护装置在控制电气故障范围、保护设备中起关键作用，而励磁装置对电压控制至关重要。这两者均要视各种电气参数的实时变化，按照预先设定的程序进行控制，而控制程序又往往要视电站的实际情况进行变更，对控制程序进行优化变更工作量极大，采用PLC技术后，则可轻松实现。
4结论
发电站运行的根本任务是发电，在有效应用电气自动化技术和设备的条件下，水电站对各个系统的检测工作可以通过自动控制系统精确、快速、及时的实现。同时各个系统的运行数据还能够被自动控制系统准确记录，对于异常数据该装置可进行自动报警，进而保证水电站运行故障的迅速排除。所以水电站电气自动化应用不仅能够形成对发电机组故障的有效预防，还可以防止水电站因发电机组故障而产生运行事故，实现了水电站发电机组运行可靠性的有效提升。与此同时，在自动装置控制、操作水电站发电机组和辅助设备的情况下误操作能够大幅降低，改变了过去由于工作人员误操作产生运行事故的情况。
参考文献
[1]陈波.自动化控制技术在水力发电中的应用[J].计算机产品与流通,2020(07):67.
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