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水电站综合自动化控制技术研究

发表时间：2020/11/13 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王伟锋

[导读] 摘要：伴随着我国的经济建设取得了良好的成绩，在水利工程建设方面也在不断做出新的成就，在水电站的运营管理当中，自动化控制技术开始逐渐展现出强大的功能，同时，在不断的应用和优化过程中，我国的水电站综合自动化控制技术也取得了很大的发展。

        中国水利水电第五工程局有限公司四川成都 610066
        摘要：伴随着我国的经济建设取得了良好的成绩，在水利工程建设方面也在不断做出新的成就，在水电站的运营管理当中，自动化控制技术开始逐渐展现出强大的功能，同时，在不断的应用和优化过程中，我国的水电站综合自动化控制技术也取得了很大的发展。本文将分析目前在水电站当中应用的综合自动化控制技术，将该技术在水电站运营当中的具体应用进行阐述，通过阐述水电站综合自动化控制技术在水电站建设当中产生的作用，为进一步改良和优化提升理论支持。
        关键词：水电站；综合；自动化；控制技术
        前言
        我国由于经济建设和人民基础生活对于电力资源的需求，在水电站的建设工作上，近年来开始逐年增多，而伴随着对于水电站综合自动化控制技术的研究不断深入，对于该技术的应用也越来越多，更多管理人员发现了自动化控制技术在水电站运营当中发挥的强大作用。通过应用水电站综合自动化控制技术能够实现对水电站当中的各项设备的监测工作进行自动化控制，能够大大提升工作效率，在长期的应用当中，相关从业人员也在不断探索者水电站综合自动化控制技术的未来发展道路，以求为水电站运营工作带来更大的帮助。
        1水电站自动化主要技术分析
        1.1自动检测技术
        水电站对综合自动化控制技术的应用，由于水电站主体本身的重要性，对于任何技术在采用时，都有着极高的要求和严格的标准，这也是水电站综合自动化控制技术在应用当中取得良好效果的重要基础。水电站综合自动化控制技术当中，自动检测技术是首要的构成部分，水电站的日常运行，需要实时监控设备的运行参数和设备运行状况，并且进行及时的状态分析，检查其是否存在异常情况，并及时反馈，保护设备的正常运行，而水电站综合自动化控制技术的自动检测技术，代替了传统的人工监测，以高效率和高质量的反馈，大大提升了水电站的运行安全性和稳定性[1]。
        1.2自动操作技术
        在水电站中应用自动化设备，可以全天候操作开关、报警、通讯等系统。相关自动化设备要对第一个机组具有的取水口、溢洪以及闸门等进行相关操作。水电站中的排水系统、压缩空气电能系统及供电系统均可以实现自动化操作。可通过机器自动化操作发电设备、开停机及其相关机械设备，并且按照提前设定好的程序运转。当前，水电站中应用数字式并列装置，将自动并列装置运行效率及性能大大提高了，有效实现了水电站中发电机自动并列操作。其中装置核心是微处理器（CPU），通过将电网与待并发电机的电压、频率等通过接口电路输送到主机而实现自动化并列操作，用变送器将交流电转换为直流电，再由A/D接口进入主机。直接采样交流电压信号，并得到其有效值[2]。
        1.3自动控制技术
        水电站的运行中，很多设备的控制都是通过脉冲控制来主导，通过这种方式，水电站控制装置能够根据提前预设的程序自动运转，这也就是水电站综合自动化控制技术中基础的自动控制技术。该技术的优势在于，当水电站机组在出现异常运行或者运行困难的情况时，将会通过设置好的程序，自动对装置和设备进行调整和修正，切断产生异常的设备，对工作人员进行报警，能够最大程度的减少出现异常情况时产生的损失[3]。
        2水电站自动化技术的应用
        2.1综合自动化系统的应用
        2.1.1基础监控设备
        为使自动化监控目标顺利实现，可以在控制室调度与管控水电站相关设备，用以监测水位的摄像头需要设置好，可以直接对各项信息进行传送，通过水电站内部自动化元件，在将这些信息全部准确、及时地输送到中央控制室内以后，对信息进行转换，使其成为相应视频影像。

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        2.1.2计算机监控网络系统
        水电站综合自动化控制技术通过将水电站的控制中心进行专门的网络连接，可以让调度人员能够通过网络及时的对系统进行修补和功能增强，同时，使系统内部网络更好的传递信息，对设备的监控形成一套更强的监控网络[4]。
        2.2自动化控制系统的应用
        水电站的PC端、水电站的分布式控制系统、计算机可编程程序控制器是自动化控制系统的三个重要组成部分，在运行过程中，通过PC端对其他系统进行主要控制，分布控制系统利用无限网络，和控制基站以及分散的设备产生连接，形成控制网络，计算机可编程程序控制器则根据控制网络中传递的信息，通过设置好的控制程序对水电站整体进行自动化控制。
        2.3PLC在涡轮螺旋桨调速中应用
        水电站综合自动化控制技术借助其强大的数据处理能力，能够实时调整水电站涡轮旋桨的速度，实现其转动效率的最大化，目前，我国的涡轮螺旋桨生产参数没有一个强制要求的固定标准，因此，不同厂家生产的涡轮螺旋桨存在一定的差别，通过水电站综合自动化控制技术的调控能够使发电效果达到最佳[5]。
        2.4PLC在水库式电站调速器中的应用
        在水库是水电站的应用中，可以通过对水头高进行根据运行情况的调整，控制式电站的运行效率，提升水电站的供电稳定性，不仅如此，当水下汽轮机液压器出现故障时，能够通过水电站综合自动化控制技术中的编辑程序存储西，重新唤醒设备，同时看，提升拖动机组的运行速度[6]。
        2.5PLC微机调速器在水电站中的应用
        为将机组运行的稳定性提高，PLC微机调速器在水电站自动化技术中应用日趋广泛。其有着特定的测频原理，经过隔离变压器（T），发电机端电压TV频率信号（A10.A11）被隔离与滤波处理，处理成方波信号（A8.com）将正弦波信号，并且输送到PLC的输入端Xo，该信号可以对PLC计数器控制。频率方波信号另一路通过集成度较高的频率或者电压，，将原先的频率信号转变为电压信号，电气柜中转速表可以利用该信号开展指示工作。
        2.6在控制油、气、水方面的应用
        水电站中应用水电站综合自动化控制技术，不止能够帮助水电站提升基本的工作效率，还能够帮助水电站提升对于资源的利用率，节约资源。例如，可以将水电站综合自动化控制技术应用当油气水资源的应用上，对油气水资源进行实时的监控，使资源的使用情况能够及时的进行反馈。同时，可以针对油气水资源的使用情况，设定程序，平衡运转效率和资源使用量，尽可能的用有限的资源，发挥最大的运行效率，使水电站的运行，尽可能的节约资源。
        结语
        因我国各地区水电站建设规模、运行情况存在差异，自动化技术水平及应用实际效果也不同。但无论如何，自动化技术都不同程度地提升了水电站工作效率，整体收益增加，生产更为稳定、安全。在未来，水电站自动化技术仍需继续改进、优化，以更好地适应水电站的发展，满足更多运行需求，使各项系统配合度更高，带来更大的经济与社会效益。
        参考文献
        [1]余兴林.基于Citect的水电站综合自动化计算机监控系统设计[J].机电信息,2020(05):86-88.
        [2]王波.基于水电站综合自动化的遥视系统与监控系统融合探讨[J].自动化应用,2018(09):122-123.
        [3]邓东,陈云明,姚磊.基于全员值守跨区域跨流域的中小型水电站群综合自动化系统探索与实践[J].水电站机电技术,2017,40(02):44-46+53+68.
        [4]李春华,聂先广.水电站自动化改造工程施工安全管理问题研究——以长顺水电站为例[J].商,2016(33):15.
        [5]梁秋艳,葛宜元,曲爱玲,马晓君,朱世伟.基于PLC的农村小型水电站闸门监控系统设计与实现[J].安徽农业科学,2016,44(21):217-219.
        [6]温金锋.横江水库坝后式水电站增效扩容改造综合自动化系统设计[J].内蒙古水利,2015(02):152-153.