姜立軍

摘要：當(dāng)前大部分水電站安裝了自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控，并且為了保障水電站的安全運(yùn)行，必須加強(qiáng)對(duì)水電站電氣自動(dòng)化與電氣一次設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。本文簡(jiǎn)述了水電站電氣自動(dòng)化結(jié)構(gòu)以及水電站電氣自動(dòng)化的硬件配置，對(duì)水電站電氣一次設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：水電站；電氣自動(dòng)化；結(jié)構(gòu)；硬件配置；電氣一次設(shè)計(jì)

1水電站電氣自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的分析

水電站自動(dòng)化系統(tǒng)大都采用二層或三層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，第一層為現(xiàn)地測(cè)量控制層，第二層為集中監(jiān)控層，第三層為生產(chǎn)調(diào)度管理層。系統(tǒng)各單元間的測(cè)控計(jì)算機(jī)均通過(guò)TCP/IP高速以太網(wǎng)連接，其主控級(jí)與現(xiàn)地單元級(jí)以及現(xiàn)地單元級(jí)間采用星形以太網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)連接，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)大都采用了網(wǎng)線和光纜相結(jié)合的模式?？刂茩?quán)分生產(chǎn)調(diào)度管理層、集中監(jiān)控層、現(xiàn)地測(cè)量控制層三級(jí)，控制權(quán)可以進(jìn)行設(shè)置和切換，優(yōu)先順序?yàn)椤艾F(xiàn)地測(cè)量控制層—集中監(jiān)控層一生產(chǎn)調(diào)度管理層”。

2水電站電氣自動(dòng)化的硬件配置

水電站電氣自動(dòng)化的硬件配置主要包括：（1）現(xiàn)地測(cè)量控制層一般都是由現(xiàn)地傳感器或變送器、現(xiàn)地智能儀表、PLC控制系統(tǒng)等部分組成。現(xiàn)地傳感器或變送器主要包括開度傳感器、荷重傳感器、水位變送器、壓力變送器等；現(xiàn)地智能儀表主要包括開度測(cè)控儀、荷重測(cè)控儀、水位儀、電流表、電壓表等；PLC控制系統(tǒng)主要由PLC系統(tǒng)與其輸入輸出接口及其電源按鈕等部件組成。（2）集中監(jiān)控層一般都是由主控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、打印機(jī)、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等部分組成。系統(tǒng)主控應(yīng)用軟件安裝在主控計(jì)算機(jī)中，可通過(guò)主控計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作控制。（3）生產(chǎn)調(diào)度管理層一般由調(diào)度管理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、打印機(jī)、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等部分組成，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度管理和實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。

3水電站電氣一次設(shè)計(jì)的分析

3.1水電站的電氣設(shè)備布置。（1）主變布置。電力設(shè)備布置主要分為兩方面，即電纜布置的優(yōu)化工作以及主變平臺(tái)的布置工作。在對(duì)施工圖進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況，比如是否需要將高壓設(shè)備同主變?cè)O(shè)備設(shè)置為相同的高程，從而能夠更好的減少施工所需的工作量，并使工期得到良好的保證。（2）電纜的合理布置。通常在電纜實(shí)際布置過(guò)程中，如果沒(méi)有根據(jù)情況設(shè)置部分特殊的控制，就可能使控制電纜會(huì)被動(dòng)力電纜產(chǎn)生一定干擾。要想避免這種情況的發(fā)生，需要對(duì)電纜進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)能夠?qū)⒖刂齐娎|同動(dòng)力電纜以分離的方式進(jìn)行鋪設(shè)，比如設(shè)置兩個(gè)不同的豎井，其中一個(gè)用于動(dòng)力電纜的鋪設(shè)，而另一個(gè)用于控制電纜的鋪設(shè)，也是一個(gè)非常好的方式。而除此之外，我們也可以將兩者通過(guò)一定合理的設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)置在不同的樓層之中，也能夠起到相互獨(dú)立的作用。（3）開關(guān)站的合理布置。比如對(duì)于一個(gè)處于河流中游地區(qū)的水電站而言，如果其根據(jù)發(fā)展需要進(jìn)行一定的擴(kuò)建，那么就可以裝上軸流轉(zhuǎn)漿式的發(fā)電機(jī)組從而能夠以更為便利的方式對(duì)河流水進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。如果發(fā)電站需要在開關(guān)站方面進(jìn)行進(jìn)線間隔的擴(kuò)建，要想在擴(kuò)建完畢之后不會(huì)對(duì)電站的接線方式進(jìn)行改變，則依然需要單母線兼顧旁路的方式對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，我們也應(yīng)當(dāng)能夠使用雙列布置的方式對(duì)進(jìn)線間隔進(jìn)行一個(gè)替代的作用。

3.2水電站的電氣主接線設(shè)計(jì)。（1）電氣主接線設(shè)計(jì)原則。電氣主接線主要是保證供電的穩(wěn)定性。在對(duì)主接線進(jìn)行判斷時(shí)，必須全面考慮發(fā)電廠的實(shí)際情況，而在主接線運(yùn)行的過(guò)程中，如果實(shí)際情況需要進(jìn)行調(diào)度，則也可以通過(guò)具有針對(duì)性的方式對(duì)其進(jìn)行改變，從而更好的完成調(diào)度任務(wù)。（2）發(fā)電機(jī)出口斷路器配置。電氣接線設(shè)計(jì)需要對(duì)發(fā)電機(jī)斷路器出口進(jìn)行良好的配置，并盡可能避免讓變壓器的高壓測(cè)線經(jīng)常性的對(duì)單元回路進(jìn)行運(yùn)行。而如果實(shí)際情況允許，可以在發(fā)電機(jī)出口位置處去安裝發(fā)電機(jī)斷路器，從而便于發(fā)電機(jī)能夠更好的運(yùn)行。同時(shí)對(duì)于斷路器所具有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是如果實(shí)際情況需要對(duì)斷路器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，那么無(wú)論是在并網(wǎng)的發(fā)電階段還是啟動(dòng)階段都可以在不需要對(duì)電源進(jìn)行切斷的情況下就能夠保證發(fā)電機(jī)能夠以一種自由的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而以更為穩(wěn)定的方式運(yùn)行。（3）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)變壓器設(shè)計(jì)。電氣主接線設(shè)計(jì)的重要部分就是發(fā)電機(jī)變壓器方面的設(shè)計(jì)，其不但能夠有效的對(duì)由于接地電弧對(duì)電壓值進(jìn)行限制，同時(shí)其也能夠在發(fā)電機(jī)出現(xiàn)單項(xiàng)故障時(shí)對(duì)相關(guān)的電流進(jìn)行限制，從而能夠更好的對(duì)設(shè)備發(fā)電機(jī)起到一個(gè)全面的保護(hù)，并不會(huì)造成過(guò)電壓的情況出現(xiàn)。

3.3廠用電接線設(shè)計(jì)。如果將水電廠所使用的變壓器同母線進(jìn)行連接，需要全面考慮相關(guān)的設(shè)計(jì)方案，這是因?yàn)槿绻妇€在實(shí)際使用的過(guò)程中出現(xiàn)故障，那么則需要考慮其中大部分設(shè)備能夠繼續(xù)的進(jìn)行工作。通常水電站中所使用的變壓器一般在10至110kV之間，而如果僅僅通過(guò)一級(jí)電壓進(jìn)行供電，則可能會(huì)由于所具有的容量過(guò)小而出現(xiàn)切換的情況。對(duì)此，就需要通過(guò)一定操作保護(hù)設(shè)備的安裝來(lái)對(duì)高壓一側(cè)進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)對(duì)于廠用的母線而言，其也是需要以分段的方式進(jìn)行處理的，而使用的目的就是要以這種方式的操作將廠用的負(fù)荷能夠更好的在兩端母線上進(jìn)行分布，而這也需要我們能夠保證其中的每一段母線都能夠具有相對(duì)獨(dú)立的電源，從而為實(shí)際運(yùn)行所需要的電能提供保證。而在系統(tǒng)之中，備用電源也是非常重要，通過(guò)備用電源的安裝，則夠在系統(tǒng)獨(dú)立電源出現(xiàn)故障時(shí)能夠保證工作的不間斷性。最后，在對(duì)廠用電開展接線工作時(shí)我們也需要考慮如何能夠使供電線路的最短化，從而以此種方式最大程度的對(duì)工作所需的導(dǎo)線以及電纜等資源進(jìn)行節(jié)約。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水電站自動(dòng)化系統(tǒng)是水電站的輔助工程，也是水電站安全運(yùn)行的重要系統(tǒng)。在水電站實(shí)際建設(shè)的過(guò)程中，為了保障水電站的安全運(yùn)行，必須加強(qiáng)其電氣一次設(shè)計(jì)工作。