1.水电站电气工程自动化技术要点

 

1.1.PLC技术

 

自动化技术适用于水电站电气工程的应用场景，包括PLC技术(可编程控制器)。该技术涵盖编程器、接口、主机等多个部分，以及PLC技术的应用过程。在应用过程中，该技术应首先了解PLC系统的预留余量。通常，在确定I/O点数的过程中，应设置至少10%的预留余量，然后分析水电站电气工程PLC负载输出电流的类型和输出渠道，从晶闸管或晶体管等不同的输出渠道中选择，每一个选择都会影响PLC系统的运行稳定性。此外，PLC技术的应用还应选择合适的COM点。由于COM点的输出点数量不同，适用范围不一致，应根据电流规模确定。如果水电站的电气工程属于大电流，应主要使用一个或两个输出点的COM点。如果是小电流，建议选择四个或八个输出点的COM点。同时，PLC技术需要选择与之匹配的PLC编程器。常用的编程器主要包括手持、图形编程和兼容的软件产品。第一种更适合小容量PLC系统。二是操作方便。对于水电站电气人员来说，他们可以在短时间内快速掌握编程器的使用技巧，但相应的成本太高。最后一个属于高效编程器。但是，在选择这种编程器时，也要考虑消耗的成本是否符合水电站电气工程的施工条件。PLC技术中的电源部分主要是DC24V或AC240V。为了增强电源的抗干扰性，需要提前安装1:1隔离变压器。此外，在大电流电气设备中应用PLC技术时，必须注意晶体管的有效保护，提前计算模拟范围和脉冲量，以提高PLC技术的适应性。

 

PLC系统中模拟单元的分辨率为1，标准电量为0V，分辨率为32767，标准电量为10V，PLC系统的检测温度范围为0℃至100℃。在计算模拟量阶段，应参照电压或电流参数确定。例如，在-10V至10V范围内，分辨率为6000的PLC系统的转换值在F448至0BB8Hex之间，而0V～10V电压值对应相同分辨率的转换值为0hex至1770hex。其中，在触发控制端的指导下，可以连接连接的管氙灯，摆脱传统手动闭合开关的束缚。0ma～20mA电流参数下的转换值和0V～10V电压范围相同，模拟物理量应根据分辨率的差异计算。脉冲量的计算可与水电站步进电机相结合进行分析。

 

1.2计算机技术

 

计算机技术也可以应用于水电站的电气工程中。在过去，在电气控制过程中，它更依赖于人工力量。计算机技术的应用可以简化自动化程序。测控装置和机电保护装置都可以依靠计算机技术来优化性能。

 

计算机系统具有远程监控、数据采集调试、数据分析等功能。在水电站自动化控制过程中，可以根据电气模拟量的综合分析，根据历史数据判断当前水电站电气控制系统是否有异常运行迹象，绘制模拟曲线，借助专家分析结果确定水电站的运行稳定性。此外，还需要计算水电站的输出，以便在自动调节输出过程中保持水电站的运行安全。供电与发电保持协调关系。在不考虑水电站装机容量的前提下，Q可视为水电站水库的排放流量，从而在计算机技术的指导下促进水电站的自动化发展。如果计算机技术干预下取值结果小于1，说明水电站无功补偿能耗值不大，可通过降低无功补偿能量的自动化，加强水电站电气工程的节能效果。

 

1.3实时监控技术

 

通过实时监控技术建立的专家系统本身有两台计算机，并建立了备用关系，还涵盖了操作员工作站、语音报警装置和GPS时钟系统，可以随时记录监控时间，引导相关人员根据时间点估计设备的运行稳定性。此外，还需要定期自动打印实时监控数据，上传到水情测报系统，方便水情测报员结合实时监控数据分析是否需要调度。在实时监控系统运行过程中，需要在计算机、打印机和电气设备之间建立连接关系，通过TCP/IP网络完成实时通信，实现实时监控数据的有效利用。

 

水电站电气工程自动化技术的应用方向

 

2.1应用于涡轮螺旋桨调速

 

水电站电气工程采用自动化技术，最关键的方向是PLC技术在涡轮螺旋桨调速中的应用。通过自动水位控制，提高水能利用率。PLC技术的实际应用主要是在该技术的帮助下，协调水位和水轮机水头的设计，从而促进涡轮螺旋桨的旋转角度和旋转频率能够满足当前发电机组的运行需要。此外，PLC技术还可以仔细显示水位变化的规律。调整涡轮螺旋桨后，优化水力发电状态，避免涡轮螺旋桨因异常运行而干扰发电进度。

 

2.2应用于橡胶坝监测系统

 

自动化技术可用于橡胶坝监测系统。在水电站建设阶段，橡胶坝经常被用来加强拦水功能。虽然橡胶坝确实可以更有效地利用水资源，但也会诱发共振后果，造成大坝和大坝袋反复摩擦造成的损坏，加剧溢流风险。自动化技术可以有效地监测橡胶坝袋的高度和压力，自动调整橡胶坝的升降高度，改善水资源利用的现状。

 

2.3应用于水电站调速器

 

在水电站运行过程中，需要使用调速器来控制水轮机水头的升降空间。在传统的控制技术下，经常采用芯片替换法来控制水轮机水头的启动开度，从而降低了应用效率。自动化技术可以通过编程设计微调调速器的参数值。程序运行后，其启动开度可依靠调速器科学调节速度进行自动调节，不易出现快速启动问题。为了更全面地确保自动化技术符合工作条件，还应准确地发现水电站水能的变化特征。

 

2.4应用于水轮机控制系统

 

水电站电气工程自动化技术可应用于水轮机控制系统，有效节约人力资源，保证水资源的高度利用。事实上，水轮机控制系统主要是指油、气、水的自动化控制。为保证水电站水力发电价值的持久性，根据水电站建设规律，结合自动化技术，达到水利动能设计标准。一般水电站水电容量比例高于50%，要求水利功能设计值保证率至少为95%。水电容量小于25%的水电站，保证水利功能设计保证率80%左右，满足油气水资源自动化控制要求。

 

2.5应用于电气设备维护

 

当水电站以水资源为发电能源时，应确保变压器等电气设备在自动化技术的帮助下降低故障率，并根据维护数据评估故障风险水平。电气设备常见的短路故障应首先结合短路电流计算网络阻抗，采用PLC技术和实时监控技术统计电流变化范围，判断是否有短路迹象。

 

3.结束语

 

综上所述，随着经济的快速发展和人们物质生活水平的提高，人们对用电的需求越来越大，对用电质量的要求也越来越高。长期以来，我国电力工业自动化程度一直很低，难以满足社会对电能质量的需求。因此，必须将传统的控制方法与人工控制方法相结合，进行微机控制与监控相结合的综合自动化改造；建设新的水力发电厂，要按照综合自动化的要求，逐步实现小规模水力发电厂的无人值守。