张一强
（长沙光润电气科技有限公司 湖南长沙 412000）
摘要：随着我国整体对电能的需求量不断增加，为了有效满足社会不断发展进步的需要，各个发电企业也在快速的推动着发电事业的不断向前发展。水利发电作为当前一种清洁与环保的发电方式，受到了越来越多人的关注。社会各界给予了这项工程更多的厚望，同时在实际运行中，人们对于该工程提出了更高的要求。电力工程自动化技术应用于水电站实现了水电站自动化技术的合理发展，并通过这一技术的优化提高了水电站运行的可靠性。基于此，本文介绍了自动化技术应用于水电站电气工程的重要性，同时分析了水电站电气工程自动化技术的实际应用等内容，可供参阅。
关键词：水电站；电气工程；自动化技术
1电气工程自动化技术对水电站的重要性
1.1提高工作的可靠性
在日常的操作过程中，水电站运行的可靠性对于国家和地方的发展有着很大的影响，因此，提升它的自动化水平，能够有效完善实时监测的目的，如果发现异常情况能够及时发出警报SOE，降低整个发电过程中出现事故的概率，并且一旦出现事故能够及时切断，保证整个发电系统中运行的设备处于安全健康状态。而且，自动化系统的应用还能够减少值班员工的配备，用更少的人做更多的事，还能够杜绝人工监测有可能对潜在隐患的遗漏，提供更加稳定的供电。
1.2保证电能质量
通常来讲，水电站的运行状态直接影响电网的电能质量，衡量电能质量的主要指标是电压和频率。在机组处于不稳定状态下长时间运行，例如机组进相运行，这将使发电机向不稳定方向发展，易造成发电机失稳甚至系统震荡事故。电网中的无功功率不足对电压产生绝对性的影响。因此，需要通过自动控制技术来调节机组的辅助设备，使发电机所发电能的电压和频率维持在规定的范围内，确保电能质量的稳定。
1.3提高生产效率
在正常情况下，水电站的施工现场相对较远，工作环境更为艰苦。通过自动化技术的应用以及相关程序，大大减轻了员工的工作量，节省了成本资金，从而提高了水电站的生产水平效率。
1.4提高经济性
只有利用智能化设备，通过自动化控制技术将机组运行在最佳状态时，水电站才能提升运行的经济性。在实际的运行的过程中，依据电网系统分配的负荷大小、雨情系统、水位数据等智能化设备，再通过自动控制技术综合性利用水资源，可以充分提升水电站运行的经济性。
2水电站自动化技术应用现状
水电站的安全运行与自动化技术密切相关，它通常反映在各种方面，例如有设备存在主备关系，当主设备出线故障后备用设备应当及时运行，确保设备运行的可靠性，实现安全生产。水电站综合自动化向着模块化方向发展，主要体现在功能方面，每个模块独立控制某一部分，再通过自动化整合实现智能化控制。例如：闸门控制系统、稀油站控制模块、冷却水控制模块、调速器控制系统、励磁控制系统等，不同的电站可以根据自己的实际需求选择相应的模块，再通过自动化进行整合，从而提升水电站机组自动化控制的通用性和实效性。
3水电站自动化系统的技术研究
3.1水电站的监控系统
为了适应电网的发展、技术进步的需求，更好的满足实际要求，水电站计算机监控系统以实现安全监控、经济运行、实时管理等功能从而提升自动化水平、改善劳动条件、提升经济效益等方面发挥了重要作用。整个监控系统通过分布式开放系统，由中央处理机（上位机）、通讯管理设备、可编程控制器（PLC）、保护装置、测控装置、对时设备、自动化元件等构成。系统
3.2水电站中的机组自动控制系统
水电站自动化系统中，机组的控制是水电站正常运作的重要组成部分。水电站通过自动化控制技术可以实现机组的自动开停、有功、无功负荷的调节。电气自动化技术有效的对机组进行控制，以保证各机组之间的运行效率可以到提升，从而推动水电站自动化实现快速发展。
3.3水电站中的辅助设备控制
自动化控制随着功能模块化后，通过各模块独立控制各辅助设备，再通过整合从而实现全自动控制。
自动监控在设备出现问题的时候，自动化系统可以对水电站的自动运转起到一定的保护作用，确保水电站能够正常运行，一旦水电站中的设备出现问题，警报系统就会发出告警，且自动化系统就能够自行启动那些辅助备用设备来完成正常运行的工作，从而保证各项工作可以顺利完成。工作人员可以根据警报系统显示的内容，对辅助设备进行处理，保证设备的安全性，这样能够降低故障、减少水电站的损失。
3.4水电站安全性
在水电站的电力工程与自动化系统相结合之后，人员工作负担变小了，人力资源相对以前就降低了很多，这样安全隐患问题就随之减少，电气自动化技术的应用，很大程度上改善了水电站人多混杂的环境。在实际水电站的操作中，有一类油气水，容易对被动管道产生安全隐患问题，但是自动化系统相比人工更及时，可靠性也更高、稳定性也更强，可以有效的降低的危险性，为工作人员提高安全保障。自动化系统更加精确的工作方式，也可以有效的让水电站的设备延长使用年限，降低水电站的成本。
4水电站电气工程自动化技术的应用
4.1电气工程自动化技术在油、气、水辅助设备控制上的应用
为了能够保证整个系统安全稳定的运行下去，运用一些自动化设备对油、气、水进行合理的监测控制也是非常重要的。例如对各个油气水设备的开关运行以及监测，出现故障时能够发出报警并切断故障设备。对使用的管道进行流量监测控制，当流量不足时能够及时报警。对各压力气罐和油罐进行监测并实现自动控制，压力过低时打压，压力过高时泄压等。通过上述控制，能够使得整个系统正常运行，保证系统的稳定性，并能有效提升泵组的工作效率，使它们的工作寿命得到延长，节省设备的花费。最后，需要指出的是，自动化发展的许多工作都需要细致进行，通过PLC自动控制远比人工控制更加准确与高效。
4.2自动化技术中可编程逻辑控制器在电站水轮机调速中的应用
水轮机类型可分为冲击式和反冲击式，冲击式又可分为水斗式、斜流式、双击式，反冲击式可分为混流式、轴流式、斜流式、贯流式。不同的机组物理结构、控制方式都有差异，因此通过可编程逻辑控制器（PLC）对程序进行差异化编程即可实现水轮机控制。通过水位反馈数据调节导叶开度，确保水头在规定范围内实现入库流量与下泄流量基本一致，从而让机组工作在最佳状态，充分、高效、合理的利用水资源。
4.3自动化技术中可编程逻辑控制器在水电站内的整合应用
水电站监控系统模块化，因此相互之间可以采用多种方式进行协调联动，而可编程逻辑控制器（PLC）可以通过开入、开出、模拟量等实现数据的交换，也可以通过多种接口多种通讯方式进行数据交换，很容易进行整合，加上可编程控制器抗干扰性较强、稳定可靠、灵活便捷、成本经济的特点在水电站内设备的控制中广泛使用。
5结语
总之，我国小型水电站仍然存在生产能力低，自动化程度低的问题，这不仅影响到企业的经济效率，而且影响到企业的经济成本。当前，在我国科学技术和经济发展速度都不断加速的条件下，新型技术的应用拓展到了各种各样的领域，在水电站当中也有很大的使用，水电站生产的自动化通过计算机系统来完成整个控制内容，是当前水电站发展的必然趋势。自动化系统在水电工程当中的使用，不仅能够提升经济效益，还能够节省成本的花费，创造出更大的经济效益，更多地带动地方的经济发展。
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作者简介：
张一强，籍贯：湖南汉寿，学历：大专，职称：工程师，职务：工程部副经理，研究方向：自动化技术与应用；从事电力、水利水电行业设计工作十余年，具有丰富、专业的技术知识与技能。