【摘要】在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，人們對電力系統(tǒng)的可靠性以及自動化程度的要求越來越嚴格，對此文章主要對水電站自動控制系統(tǒng)進行了改造，希望可以提升整個水電站的安全性、穩(wěn)定性，進而增強其整體的經(jīng)濟價值與效益。

【關(guān)鍵詞】水電站；自動控制系統(tǒng)；設(shè)計及改進；思路研究

水電站自動控制的主要目的就是要保障水電站水輪發(fā)電機組的可靠性、穩(wěn)定性、運行的安全性，保障整個水電站區(qū)域電網(wǎng)以及電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性以及安全性，真正的實現(xiàn)水電站的“無人值班、關(guān)門運行”的效果。

1、水位監(jiān)測系統(tǒng)

在發(fā)電系統(tǒng)中，不僅僅需要電氣數(shù)據(jù)，也需要傳感器，這樣才可以實現(xiàn)對其他相關(guān)數(shù)據(jù)進行的有效測量。但是在多數(shù)的水電站中并沒有遠程的水位監(jiān)測系統(tǒng)，沒有實現(xiàn)與導(dǎo)葉開度的聯(lián)控，同時在電網(wǎng)允許的狀況之下，其整體的來水量要小于發(fā)電用水量的時候，發(fā)電機組單位水量的發(fā)電量就會顯著下降；其來水量高于發(fā)電的用水量的時候，整個發(fā)電機組則沒有實現(xiàn)全負荷的運行，導(dǎo)致其多余的水量被浪費掉，直接的降低了用戶的整體經(jīng)濟效益。

而水位監(jiān)測系統(tǒng)在實踐中主要就是通過具有高度的可靠性以及高分辨率的智能化的儀表開展作業(yè)，可以實現(xiàn)持續(xù)的、無間斷的對前池液位的實際變化數(shù)值的采集，在通過通訊以及遠傳信號將其傳送到自動化控制的系統(tǒng)中使其完成量化以及智能化的計算，這樣就可以為導(dǎo)葉的開度以及機組的運行數(shù)量提供較為重要的數(shù)據(jù)信息支撐。

2、水輪機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的水電站自動控制系統(tǒng)中并沒有水輪機轉(zhuǎn)速測量的控制系統(tǒng)，直接導(dǎo)致其轉(zhuǎn)速并不是穩(wěn)定的狀態(tài)，同時因為勵磁系統(tǒng)為恒磁場運行模式，導(dǎo)致整個供電站的服務(wù)質(zhì)量相對較低。水輪輪轉(zhuǎn)速無法及時有效的檢測，如果在一些失磁以及電網(wǎng)負荷出現(xiàn)劇變的狀況之下，就會導(dǎo)致較為嚴重的安全隱患問題。

現(xiàn)階段我國對于電力系統(tǒng)的正常頻率標(biāo)準(zhǔn)進行了規(guī)定，而水輪機轉(zhuǎn)速與發(fā)電的頻率有著直接的關(guān)系。穩(wěn)定、可靠的轉(zhuǎn)速測量可以為電網(wǎng)提供較為穩(wěn)定的支持。轉(zhuǎn)速在整個發(fā)電系統(tǒng)中有著重要的作用，在整個發(fā)電系統(tǒng)的啟動、停機以及運行過程中有著積極的作用與影響。在啟動的過程中，合適的轉(zhuǎn)速就會可以穩(wěn)定電壓，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在運行過程中，可以直接的反應(yīng)其實際的負荷變化狀況，進而有效的避免出現(xiàn)飛車問題。而在停機的過程中，轉(zhuǎn)速測量數(shù)值可以為手動制動動飛輪提供相關(guān)數(shù)據(jù)支撐，加強對導(dǎo)葉控制機構(gòu)的管理，進而做到自動關(guān)閉導(dǎo)葉，提升整體操作的安全性。

3、勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的控制中并沒有自動的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，無法基于電網(wǎng)與機組的實際狀況的變化而產(chǎn)生變化，無法保障其整體的功率比，進而導(dǎo)致供電功率因數(shù)無法滿足實際的電網(wǎng)需求，導(dǎo)致其供電質(zhì)量的降低，考核標(biāo)準(zhǔn)無法達標(biāo)。

勵磁系統(tǒng)是整個發(fā)電機機組中較為關(guān)鍵的調(diào)節(jié)設(shè)備，其主要技術(shù)就是選擇合適的勵磁裝置。將原有的恒磁場勵磁力方式變?yōu)榇艌鲎詣觿畲?。只要通過一鍵啟動的方式就可以實現(xiàn)勵磁控制的全自動，可以真正的實現(xiàn)無人值守。

4、導(dǎo)葉開度控制系統(tǒng)

導(dǎo)葉的開度控制系統(tǒng)在實踐中可以與水位監(jiān)測、智能采集、勵磁等相關(guān)系統(tǒng)可以實現(xiàn)共同的聯(lián)動，可以在出現(xiàn)水頭、負載、機組運行狀態(tài)等變化中對其進行及時的調(diào)整，進而保障整個機組的安全性、穩(wěn)定性以及高效性。在實踐中基于經(jīng)濟性的基礎(chǔ)原則，可以通過三相異步交流電動機作為主要的執(zhí)行機構(gòu)，而三相電就是利用電源切換開關(guān)的方式對電網(wǎng)電源的狀況進行判斷，然后在利用在變速箱之上安裝的角度對導(dǎo)葉角度進行系統(tǒng)的反饋。同時在實踐中也可以通過遠程的方式實現(xiàn)對整個導(dǎo)葉開關(guān)的手動動作，進而對導(dǎo)葉開度進行實時的監(jiān)督。

5、智能監(jiān)測及自動化系統(tǒng)

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要就是通過機械式的現(xiàn)場儀表開展工作，缺乏遠傳以及控制性特征，無法真正的做到實時監(jiān)控、對相關(guān)關(guān)鍵部位進行自動的調(diào)節(jié)。自動化的水平相對較低，勞動強度較大，其投入相對較高。同時一些設(shè)備相對較為老化，機組安全運行的水平較低，在非正常狀態(tài)之下對機組以及電網(wǎng)設(shè)備進行有效的保護。

自動化控制系統(tǒng)在實踐中對其進行部分改造，合理的選擇控制器、控制模塊以及開關(guān)電源等，監(jiān)控部分在改造之后可以實現(xiàn)實時的監(jiān)控，對于數(shù)據(jù)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)顯示在人機操作界面之上，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的歸檔，進而進行歷史數(shù)據(jù)信息的查詢以及實時趨勢等相關(guān)功能。一些設(shè)備在實踐中可以實現(xiàn)遠程操作，可以對于一些較為重要的機組參數(shù)進行低限報警。

人機界面的主界面在實踐中主要就是對機組中各個采集點的數(shù)據(jù)進行監(jiān)視以及顯示，通過遠程的方式對數(shù)據(jù)信息進行觀察，進而實現(xiàn)遠程操作現(xiàn)場的設(shè)備動作。其自動狀態(tài)就是通將設(shè)備動作通過PLC程序的邏輯進行自動的完成；手動的狀態(tài)，就是可以單獨的對相關(guān)設(shè)備進行操作。

歷史趨勢查詢界面可以對特定時間段中的機組參數(shù)進行自動的歸檔記錄，可以為用戶提供良好的數(shù)據(jù)支撐、報警畫面可以實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的報警歸檔處理，讓相關(guān)用戶可以在第一時間了解實際狀況，進而及時處理，這樣才可以在根本上保障其整體的安全性。

在改造之后的智能化儀表參數(shù)，可以實時采集各個信息參數(shù)，在機組狀態(tài)轉(zhuǎn)變的狀況之下，自動化控制系統(tǒng)的各項動作、保護以及操作指令，進而在根本上降低人們的勞動強度。

結(jié)束語：

對水電站自動控制系統(tǒng)進行設(shè)計與改進，可以在根本上實現(xiàn)自動化的控制與管理，可以有效的降低設(shè)備的故障幾率，體恒整個機組運行的安全系數(shù)，增強其整體的經(jīng)濟價值與效益。

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