石育弟（懷集縣水利水電勘測設(shè)計室，廣東　懷集　526400）

農(nóng)村小型水電自動化設(shè)備技術(shù)研究

石育弟
（懷集縣水利水電勘測設(shè)計室，廣東懷集526400）

隨著時代的進步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國農(nóng)村小型水電站也取得了突飛猛進的發(fā)展，小型水電站的單機容量和總?cè)萘颗c以前相比也變得越來越大。小型水電自動化設(shè)備技術(shù)為水電站的安全運行與經(jīng)濟運行在一定程度上起到了重要的作用，但是我國當(dāng)前水電站自動化設(shè)備技術(shù)，在提高水電站各種設(shè)備工作的可靠性，確保電站的穩(wěn)定運行與電能質(zhì)量，以及減少運行人員等多個方面仍然有進一步提升的空間。基于此，針對農(nóng)村小型水電自動化設(shè)備技術(shù)進行探討。

農(nóng)村；小型水電；自動化設(shè)備

1　小型水電站自動化設(shè)備技術(shù)的發(fā)展

我國地域遼闊，河流眾多，蘊藏水能資源非常豐富。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國民用電量也在逐漸增加。所以，在當(dāng)前形勢下，加快開發(fā)清潔、生態(tài)、可再生的水電資源（即電能）是非常有效益的。其中，電能的特點是能夠同時完成發(fā)電、供電和用電，這是由于其生產(chǎn)、傳輸、分配與消費是一個連續(xù)的過程。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率不足情況時，會降低系統(tǒng)頻率。如果電力系統(tǒng)內(nèi)的無功功率盈缺時，那么將會使得系統(tǒng)電壓降低或者升高。

目前，我國小型水電站自動化設(shè)備已經(jīng)具備比較扎實的基礎(chǔ)，這也是我國小型水電站自動化發(fā)展前景更加廣闊的必要條件。小型水電站生產(chǎn)的安全性與經(jīng)濟性和電力系統(tǒng)電能的質(zhì)量，主要是由水電站自身的自動保護裝置和遠方控制、手動操作來進行保證的［1］。隨著水電站電力系統(tǒng)的逐步擴大，電力系統(tǒng)運行的方式和結(jié)構(gòu)也變得非常復(fù)雜。因此，水電站綜合自動化設(shè)備技術(shù)的實施是水電站的安全性與可靠性的一項有力保證。我國的小型水電站自動化是以計算機監(jiān)控技術(shù)作為平臺，后經(jīng)20多年的發(fā)展已經(jīng)逐步走向成熟，從而使得水電站實現(xiàn)了綜合自動化。所以，當(dāng)前我國小型水電站的自動化設(shè)備技術(shù)正處于一個推廣應(yīng)用快速發(fā)展的階段。

2　小型水電站自動化控制過程

2.1自動開機

小型水電站自動化系統(tǒng)采用的是一鍵開機方式，就是在用戶按下一體自動化屏上的開機按鈕鍵或者在上位機上發(fā)出開機指令時，假如開機條件成立，自動化控制裝置就會自動發(fā)出開機指令，那么自動化系統(tǒng)發(fā)信號給水輪機機械液壓操作器，然后打開水輪機導(dǎo)葉開度，這時開機就完成了。

2.2調(diào)速、啟勵、調(diào)壓和并網(wǎng)

在開完機之后，水輪機械液壓操作器就會自動進行調(diào)節(jié)水輪機導(dǎo)葉行程到空載位置，如果頻率達到勵磁啟勵水平時，水電站自動化裝置發(fā)出啟勵信號，在勵磁系統(tǒng)接收到啟勵信號后使發(fā)電機建壓，微機勵磁裝置會受到自動化裝置控制，這樣才能夠調(diào)節(jié)勵磁的大小從而使得發(fā)電機電壓與網(wǎng)電電壓非常相近。在壓差合格、相差合格及頻差合格時，自動化裝置會自動發(fā)出合閘指令，然后斷路器合閘，機組和電網(wǎng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)［2］。

2.3自動運行

經(jīng)過同期并網(wǎng)之后，小型水電站自動化系統(tǒng)會按照整定功率來進行自動調(diào)節(jié)水輪機導(dǎo)葉行程與勵磁，從而讓水輪發(fā)電機組能夠非常快速且穩(wěn)定地達到整定的有功功率與功率因數(shù)下運行，在運行的一系列過程中，用戶也可以按照自身需要來調(diào)整整定功率，改變整定值以后系統(tǒng)就會自動調(diào)節(jié)到整定值。

2.4自動關(guān)機

當(dāng)用戶在上位機上發(fā)關(guān)機指令或者按下關(guān)機按鈕時，小型水電站自動化設(shè)備開始降低其功率；當(dāng)其功率自動下降到一定的數(shù)值以后會發(fā)出分閘指令，斷路器分閘，然后給水輪機機械液壓操作器發(fā)出關(guān)機指令，接力器自動關(guān)到全關(guān)位置，轉(zhuǎn)速會慢慢下降到0。

3　小型水電自動化設(shè)備改造技術(shù)

為了提高水電站自動化設(shè)備技術(shù)水平，采用微機監(jiān)控保護系統(tǒng)。這種監(jiān)控保護系統(tǒng)是由工業(yè)控制和計算機共同構(gòu)成的。其作用是對水電站運行的操作、信息管理和監(jiān)視以及優(yōu)化控制，來對全廠的事件和事故進行記錄、報警、畫面顯示和報表打印，以及進行開關(guān)站與公用輔助設(shè)備的遠方操作控制［3］。現(xiàn)在的控制單元采用的是集中組屏布置，然后完成對于各個對象的數(shù)據(jù)采集、自動控制及繼電保護的功能。直流系統(tǒng)所選用的是微機控制的高頻開關(guān)電源，這種系統(tǒng)的電池所采用的是鉛酸免維護蓄電池，電池的總?cè)萘繛?0Ah，微機控制器能夠經(jīng)過通信接口和計算機監(jiān)控系統(tǒng)通信，從而實現(xiàn)遠方控制。

小型水電站室內(nèi)外高壓變配電系統(tǒng)大多數(shù)都是屬于20世紀(jì)80年代末90年代初的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都是淘汰產(chǎn)品或者是高能耗產(chǎn)品，并且由于多年的運行，都已經(jīng)達到了電氣設(shè)備的使用期限。但受到資金阻礙，僅對高低壓配電設(shè)備和戶外多油斷路器等進行更換。例如，高壓開關(guān)柜更換少油斷路器為VS1-10真空斷路器，對部分損壞互感器進行更換，戶外斷路器改為ZW8-40.5型真空斷路器。

4　結(jié)語

針對小型水電站建設(shè)工期短、見效快以及水電站遠離城市等特點，從控制投資規(guī)模、提高供電質(zhì)量和供電可靠性上，應(yīng)當(dāng)積極推廣使用通過網(wǎng)絡(luò)，把監(jiān)控、調(diào)速、勵磁與水電站的其他控制系統(tǒng)融為一體化設(shè)計，并且采用組屏或者就地分散式來構(gòu)成水電站綜合自動化系統(tǒng)。

［1］梁榮彩.探討農(nóng)村小型水利水電自動化設(shè)備技術(shù)［J］.技術(shù)與市場，2013（3）：66-68.

［2］胡勇峰.淺析水利水電工程中的施工技術(shù)管理［J］.管理觀察，2011（26）：187.

［3］駱國棟.探討農(nóng)村小型水利水電自動化設(shè)備技術(shù)［J］.科學(xué)之友，2013（8）：43-44.

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