电气工程自动化技术应用在智慧水电站中的研究
王英

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王英,. 电气工程自动化技术应用在智慧水电站中的研究[J]. 中国电气工程,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.157024.
摘要:
电气工程及其自动化技术在水电站的发展和运行过程中的融合和渗透,能为国家经济的发展提供强有力的支持,能够全面提升水电站电力系统的运行效率,降低人为因素对电力系统的干扰,为水电站内部各种工作的正常运行提供可靠的支撑,大大提高了水电站的运行安全性。
关键词: 水电站;电气工程;自动化技术;应用分析
DOI:10.12721/ccn.2024.157024
基金资助:

1电气自动化技术

电气自动化技术的基础理论涉及多种学科的相关内容,具有很强的综合性。该技术主要实现两大功能,即检测与控制,精准度很高。此外,该技术与计算机网络技术结合可以实现远程控制、监控、调节等功能。在电力工程中应用电气自动化技术必须对该工程相关的信息、所要实现的功能等各方面的信息进行全面地分析,这样有助于创建更加稳定的电力自动化系统,提高整个工程运行的稳定性和安全性。另外,这种技术一般需要与计算机网络技术进行联合使用,主要是通过网络系统对搜集到的数据信息进行分析、处理、传递、反馈对比等,有助于缓解相关工作人员的压力,准确率与工作效率也会得到一定程度的提升。电气自动化技术能够实现自动化和一定程度的自主化,不仅能够对工程系统的运行状态进行实时监控,还能够对一些紧急情况自动采取相应的措施,降低高风险事故出现的概率。

2电气工程自动化技术在水电工程中的作用

2.1增强水电站的发电能力

水电站自动化系统可以实现对水轮机、发电机和变电站等设备的监控和控制,能够实时获取设备的运行状态和参数,从而实现对设备的智能化管理和优化控制。这样可以减少人工干预,提高运行效率,降低能耗,提高发电效率,从而提高水电站发电能力。

2.2提高水电站的安全运行

水电站是一个复杂的系统,涉及大量的机电设备及管路,如果没有自动化系统的监控和控制,只靠人工监视水电站运行,容易出现疏漏和盲区。而自动化技术可以实现对水电站的实时监控和控制,能够及时发现设备的异常和故障,采取相应的措施,保障水电站的安全运行。

2.3缩减水电站的维护成本

电气工程自动化技术可以实现对水电站设备的远程监控和诊断,及时发现设备的故障和缺陷,可以提前进行维护和修复,避免设备的损坏和停机造成的经济损失。此外,自动化技术还可以对设备的运行状况进行评估和分析,提供数据支持,帮助优化设备的运行方式,延长设备的使用寿命,减少维修和更换设备的次数,降低水电站的维护成本。

3剖析电气工程自动化技术在水电站中的运用

3.1应用PLC技术,提高水电站整体控制能力

自动化技术的介入大大减少了水电站电气工程对人力的需求,但做好电站的管理监控依然是核心要求,这是水电站得以长久稳定发展的重要基础。目前,自动化技术在水电站电气工程的主要表现之一就是PLC技术的应用,作为一种可编程的逻辑控制器,在水电站电气工程的控制、调试等方面起到了非常有效的推动作用。受水位等因素的影响,水头处于随时变化的过程中,工作人员就要依靠水轮设备参数进行调试设计,倘若水轮机在作业时并未达到标准状态,或因水头下降导致水库运行出现问题,此时工作人员要考虑将电阻串联保障水电站常规运行,办法是开启指示器或更替芯片。在某些情况下,由于工作人员的主观意识致使水头设计不符合运作要求,此时就必须将串联电阻撤走或将原芯片送回。

综上可知,针对现状对水库运行程序进行修改是关键问题,PLC技术的运用强化了水电站系统的整体控制能力,具有自动监控、即时修改、科学调试等功能。除此之外,以远程控制为主导的自动化监控也常用于小型水电站的工作之中,其原理为发电机组受多种CPU协力管控开展运行,其优点是局部产生故障不会影响大局,但受限于CAN设计的特点和缺陷,导致通信速率受到一定程度的制约,因此目前并未广泛用于大中型水电站。

3.2引用电气工程自动化技术,实现水轮机启闭的智能化

在水电站的日常运行过程中,水轮机扮演着至关重要的角色,自动化技术的应用实现了水轮机的智能开停,为水电站电气工程自动化全覆盖打下了基础。如螺旋式水轮机的运行是依靠叶片划桨而不断运行,叶片随着水的流动方向及速度变化而变化,如此有效扩增了水轮机水头的波及范畴,带有明显的节能促收等经济作用,被有关人士一致看好。然而在实际工作中,还要考虑到水头、水位以及水轮机参数等因素对水电站机组状态的影响,这些客观因素决定着运行的整体效率。因此必须结合适性要求优化机组配置,如采用PLC技术科学调整机组的参数和指标,提取水轮机的叶片运行数据、不同水位及水头的信息资料,键入系统生成相对精确无误的工作命令,尽量减少其他因素对发电机组的影响,保证良好的运行态势。作为水电站电气工程的工作人员,必须在了解机械设备参数信息等重要数据的前提下,科学使用自动化技术优化资源控制、提升机组运行水平,为水电站的持续发展提供重要助力。

3.3辅助设备在自动化技术支持下,能自动地识别出故障并自动建立保护机制来防止故障

水电站电气工程的运行能力是随着技术及设备的升级而提升。传统的操作运行模式非常考验操作者的业务能力,长期的人工处理方式自然而然就会产生工作误差,不仅耗时耗力,对水电站而言更是一笔不小的成本压力。推进自动化技术在水电站运行管理环节的渗透使用,无疑是水电站未来发展的一个重要标志,为早日实现智能化、安全化的运行管理夯实了基础。自动化技术加持下的工作系统及相关辅助设备,可自动识别故障问题并自主建立保护机制进行预防。

比如,发生异常故障之际,安全管理系统直接产生对应信号通知管理者,辅助设备在自动化技术的引导下合理使用开停功能,最大程度减少故障对水电站运行的干扰。同时维修人员观察报警信号合理提取关键信息进行设备维护,如此一来不仅仅有利于降低水电站的损失,而且还保证了操作人员的人身安全。此外,长时间的高速运作导致相关机械设备逐渐老化、功能减弱,为保证设备及系统性能健全、安全可靠,还要定期进行更新检修,在第一时间寻找故障的根源所在。

4电气工程自动化技术发展

电气工程自动化技术是水电站走向管理智能化、现代化的基础,在未来,网络信息技术将贯穿于始终,成为水电站稳定发展的重要助力。随着自动化技术的渗透介入,用于安全管理方面的运营成本将逐渐减少,水电站企业将全力投入到智能管理平台的一体化建设之中,用于更为精准、全面地采集设备运行数据,实现对电力系统的全面管控。同时,加强业务渗透、领域联合,用于提升不同业务部门的互动能力,借助自动监控、获取信息、重点决策的方式分享关键数据,如勘测水利环境、调查设备性能、分析资源配置以及生态建设等项目因素。此外,自动化技术将随着科技的进步而不断进化,在提高发电能力、控制运行效率、改善工艺水平等方面将起到决定性作用,自动化、一体化的水电站工作模式带动发电运作效率稳步增收。

5结束语

综上所述,以往的水电站大多存在着大量的人力物力投入,工作精细化程度不高的缺陷,因此,创新和探索科学高效的运行管理模式显得尤为迫切。近几年来,随着电气工程的自动化水平越来越高,新的自动化技术的开发与应用已经成为水电站的一个重要研究方向。在此基础上,提出了一种基于自动控制技术的新方法,并将其应用于水电工程中。

参考文献

[1]陈永崇.自动化技术在水电站电气工程中的运用与展望[J].光源与照明,2021,(06):97-98.

[2]程浩.探讨电气工程自动化技术在水电站的应用[J].内蒙古水利,2018,(07):68-69.

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