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水电站电气自动化应用不足点分析及解决措施李业昌

发表时间：2021/9/10 来源：《时代建筑》4月上作者：李业昌

[导读] 随着我国社会主义市场经济的持续发展，以及我国可持续理念的深入推广，国内的水电站无论是在规模还是在数量上都得到了长足的进步。

阳春市东湖水库管护中心李业昌 529600

摘要:随着我国社会主义市场经济的持续发展，以及我国可持续理念的深入推广，国内的水电站无论是在规模还是在数量上都得到了长足的进步。在信息化技术持续发展的影响下，水电站也逐渐向着自动化、智能化的方向发展，在提高水电站本身运行质量和效率的同时，为国民经济的发展起到了重大的推动作用。但需要注意的是，由于目前信息技术发展所限，水电站的电气自动化发展存在一定的缺陷。本文立足于水电站电气自动化应用不足的分析，就如何解决这些问题提出了相应的措施。
关键词:水电站；电气自动化应用；不足点；解决措施
        水电站作为我国水能资源开发的重要媒介，随着我国信息技术的持续发展及自动化、水平也逐渐得以提高，而这也是我国水电站现代化发展的主要方向。随着我国可持续发展理念的深入推行，水能作为清洁能源的一种，已经逐渐在国民经济生活中占据了十分重要的地位，为了保障水电站本身的安全稳定运行，其必然要向着自动化、智能化方向发展。但由于信息技术目前的发展所限，导致水电站内部的电气自动化发展仍存在一定的缺陷，本文就如何解决水电站电气自动化发展过程中的这些缺陷进行了深入的研究和探讨，以便为今后水电站的电气自动化发展提供借鉴和参考。
        1、电气自动化技术在水电站中应用的价值的分析
        1.1水电站工作可靠性的提升
        水电站运行的主要任务便是将清洁的水力能源转化为电能，而电气自动化与水电站的紧密结合，并能够帮助相关人员实时的掌握水电站的实时工作情况。除此之外，电气自动化技术的应用也能够生成水电站内部的监控日志，一旦监测到某一程序或者是出现了问题，则系统会自动发出警报，操作人员业能够在第一时间获得发生故障的设施及其位置，从而采取措施及时解决故障，以此来维护水电站本身的稳定可靠运转[1]。换言之，水电站内部电气自动化技术的应用，不但能够有效的避免水电站运行过程中出现的过多经济损失，也能够在自动化实施监控水电站运转的前提下，保障其运行的稳定性。
        1.2水电站电能质量的提升
        对于电力能源的衡量是从其电压以及工作频率入手，水电站设施在运行的过程中，无功功率的存在会影响到整个电网的电压，从而导致有功功率对其工作频率产生一定程度的影响。由于电网工作的环节中，电能负荷处于一种相对不稳定的状态，这也就使得操作人员的控制工作难度有了进一步的提升。在这种情况下，想要保障整个水电站得以稳定安全的运行，则必须对其进行自动化改革，而这也是电气自动化技术得以引入的重要原因，该项技术能够保障水电站的运行过程中的电压和工作频率维持在一个相对稳定的状态，极大的保障了从水电站发出的电能质量。
        1.3强化水电站的经济性
        水电站在正常运行的过程中，需要在保障电能质量的同时控制其它设备运行的经济性，换言之，水电站运行的经济性便是要求整个水电站电力系统在处于稳定的状态下谋求其最好的电能质量。如此一来，相关人员必须要在考虑水电站实际运行状况的同时，全面的分析电网的分配负载，以此来选择最佳的技术运行模式，而电气自动化技术的应用能够在强化电网分配负载智能分析的同时，保障水电站运行的经济性[2]。
        2、电气自动化技术在水电站中应用分析
        2.1设施的自动化检测
        电气自动化技术在水电内的应用能够实现设备的自动化检测，从而确定水电站内的相关设施是否存在细小的故障和问题，并将出现故障的设施当时的参数进行详细的记录。除此之外，电气自动化技术的引入，能够在相关操作人员进行手动设置运行模式的同时，维持水电站的健康稳定运行，并做到实时显示水电站的运行状态，并且电气自动化的引入能够在全面检测监控影响水电的水温、水量等因素的前提下，在检测到意外情况的第一时间自动关闭运行，从而保障整个水电站运行的安全稳定。
        2.2自动水文测报系统
        电气自动化技术在水电站内引入的另一个重要表现，便是建立了水文自动测报系统，这一系统是将计算机软件作为平台，实现自动测报水电站水位数据的一个智能化系统，其中具体包括了水温自动传感器、传输器以及计算机终端。水文自动测报系统，能够在实时监控影响水文各种因素的前提下，对各项指标参数进行实时收集，从而在建立完善的水文观测资料库的前提下，预测河道的旱期以及汛期，从而为相关部门进行水利资源的调度提供完善的数据支撑。
        2.3设施运行故障的处置
        电气自动化技术在引入到水电站之后，能够对整个水电站生成自动化的保护，即便是水电站的运行过程中发生故障，也可以在被传感器检测到之后，由自动化系统自动的发送故障信息到计算机终端，随后由计算机发出指令到警报器，实现预警提醒相关人员采取措施解决故障[3]。而在水电站运行出现故障的情况下，设备故障处置系统能够在发出预警的同时，根据终端的指令关闭水闸门，从而将整个水电站的运行事故控制在一个可控范围之内，有效避免各类不良事故的扩展。
        2.4计算机监控系统
        电气自动化技术引入到电气站中的重要推动力便是计算机监控系统这一系统的建立，能够实时的监控水电站内相关电气设备的运行状态以及整个水电站的生产状态。

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这一系统能够借助各种计算机软件，合理控制水电站内的各种设施，和传统的与人工结合的控制方式相比，计算机监控系统通过融入各类先进科技技术以及设施，使得整个的设施控制过程变得更为方便且智能，不但能够进一步强化水电站内部的电气自动化水平，并且能够极大地保障水电站设备运行的安全性和稳定性。
        3、电气自动化技术在水电站的应用不足
        3.1自动化管理工作水平较低
        现阶段，国内的水电站都开始逐步推行电气自动化的运行管理方式，而且在这一时代背景下，我国的绝大部分水电站都开始针对自动化的设施以及技术给予了较高的投入，部分电站已经实现了无人值班看守。但从实际的电气自动化系统应用状况来看，一些中小型容量的水电站在自动化发展程度相对较低，早期建成的水电站，电气自动化技术发展有限导致自动化水平程度相对较低。对于这些中小型容量的水电站而言，因为其总体投资相对较低，继而资金方面也就限制了自动化元件的引入，同时电站内部的控制系统性能也会有所调低，这必然会使得部分设备的参数无法实施自动的监测以及处理，如此一来，设备一旦出现故障或者是异常，则系统无法自主的进行识别以及判断[4]。而对于那些建成时间相对较早的老式水电站而言，因为当时的技术发展局限，即便是已经引入了相应的自动化设备及控制系统，但因为新旧设备之间所存在的兼容问题，从而导致自动化系统的功能无法全面发挥出来。
        3.2电气自动化水平整体偏低
        就目前水电站应用电气自动化技术的状况看来，普遍存在着后期的维护和管理工作能力不足的问题，这就使得电气自动化系统的功能无法得到全面的发挥。作为目前电气自动化系统中应用越发广泛的人工智能技术，其处于一种快速革新发展的背景下，如果运行人员无法与时俱进的学习和培训与人工智能技术相关的理论知识和实践操作，电气自动化系统中的人工智能技术自然无法获取应有的作用。而从水电站的总体建设规划层面看来，电气自动化系统的引入不但意味着水电站需要添加全新的电气设施，更需要规划设计设备的布局、接口、冗余等，一些建成时间相对较长的老旧水电站，因为在其设计建设阶段并没有考虑到后期的先进设备升级改造问题，从而导致先进的电气自动化系统无法引入，这就直接制约了整体水电行业的电气自动化发展。
        4、解决水电站电气自动化应用不足的措施
        4.1水电站设计的整体优化
        为了保障电气自动化系统能够合理的引入水电站，并做到时代化的更新和发展，设计人员需要对水电站的设计做出合理的优化，简单而言，设计人员需要以水电站自身工作的客观环境和条件作为出发点，在全面考虑技术选型合理性的前提下，确保水电站内部的发电机组能够在各种运行状态下维持一种合理性以及最优的运行指标[5]。此外，除了水电站主机之外的其余设施，在选择型号设计的过程中，需要以系统运行的安全可靠性作为最终目标，并在始终遵循经济效益最大化的前提下，尽可能的提升整体电气自动化的配置水平，换言之，在经济条件允许的情况下，水电站内可以配置一些精度更高的自动化元件，并且也可以增加监测位置和继电保护冗余配置，进一步强化水电站内部的自动化水平。而从水电站的长远发展层面来看，水电站在初期设计的工作中，需要将未来电站的扩容和改造需要囊括其中，简单而言，设计人员需要以目前最为主流的通信规约作为出发点，合理选用设备型号，以此为后续的电气自动化站内通信和远程通信的扩容改造所带来的兼容问题解决提供便利。此外，设计人员需要在遵循无人值守原则的前提下，预留出相应的远程监控接口。
        4.2水电站的运行人员自动管理水平的强化
        水电站内部引入电气自动化技术，想要更好的发挥其效果，则必然需要进一步强化运行人员的专业素质，也正是因为部分电站运行管理人员的自动化管理意识以及操作工作实践经验不足，才会导致水电站内部的电气自动化技术无法发挥其应有的作用。在这种情况下，水电站必须要进一步强化对于运行管理人员的业务和技术培训力度，通过定期组织相关人员参加集体培训或者是外派学习，确保将电气自动化系统机器设备的运行原理和实践操作要点全部传授给基层的水电站运行管理人员，保障运营管理人员能够在掌握基本设备运行原理和操作原则的前提下，处理一些相对较为常见的问题。同时，水电站也可以通过彼此之间的定期交流和探讨，鼓励行业内的运行管理人员相互交流自身的工作经验，通过技术研讨，在解决本人工作疑惑的同时，进一步积累相应的工作实践经验。此外，为了保障全体的运行管理人员能够全面了解水电站内部的电气自动化技术运行原理和各个环节的运行状态及其故障处理知识，水电站可以在合理安排人员工作的前提下实施轮岗制度，确保每一个运行管理人员能够对各个工作岗位的基本内容做出全面的了解，以便为及时发现或者处理一些微小故障提供理论和实践经验方面的参考。对于表现突出的员工，要给予认可，可以考虑设置一定额度的物质奖励，树立典型，发挥榜样力量。
        5、总结
        就我国目前的水电站发展情况来看，部分小型的水电站仍存在自动化程度不高或是产量较少的问题，而这些因素将严重阻碍其经济效益，对其自动化发展也会有所影响。故要想实现水电站的经济收益最大化，那么就必须通过技术革新来提升其自动化的程度。技术水平始终是水电站发展的本质问题，加强领域之间的交流效果与合作程度，是提升水电站管理水平的关键，在这一发展理念的基础上予以合理经营，才能使水电站设施获得长久的发展。
参考文献
[1]马德辉.水电站电气工程自动化技术的应用分析[J].黑龙江水利科技,2021,49(04):184-186.
[2]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电气技术与经济,2021,{4}(01):36-38.
[3]魏步云.水电站电气自动化控制系统改造安装与调试研究[J].中国设备工程,2020,{4}(24):148-149.
[4]刘雪优.电气自动化在水电站中的应用分析[J].科技创新与应用,2020,{4}(34):161-162.
[5]谈洋洋.水电站电气自动化应用不足点分析及解决措施[J].科技风,2020,{4}(07):190.