劉巧英

（湖南省資興市楊洞水庫管理所，湖南 資興423400）

水電站自動化是一門龐大的科學(xué)技術(shù)，不僅關(guān)聯(lián)到計算機，還有包括繪圖建造等多個方面的綜合技術(shù)。而且現(xiàn)如今受到了政府和社會各界的關(guān)注，得到了政策的支持。水電站需要兼顧技術(shù)與資源共享，因此要引進電氣制動的技術(shù)就顯得尤為重要。如何在水電站進行自動化管理是一項巨大的工程，需要每個人齊心協(xié)力的完成。

1 電氣制動在我國的生存環(huán)境

當(dāng)今的時代不止科技的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)工程與計算機系統(tǒng)也在不斷完善，尤其是以計算機技術(shù)為核心的機器自動化技術(shù)也不斷地更新和發(fā)展。水電站自動化電氣制動技術(shù)是通過網(wǎng)絡(luò)通信與計算機結(jié)合，對水電站的電氣制動進行遠程監(jiān)控，測量和數(shù)據(jù)更新。其實從20 世紀(jì)起大部分西方國家就已經(jīng)對水電站電氣制動的自動化進行研究，但是由于當(dāng)時的技術(shù)條件達不到要求，直到近年來利用電氣制動的自動化管理模式才開始逐漸發(fā)展。為了跟隨世界的潮流發(fā)展，我國也在自主研發(fā)電氣制動，不僅引進西方先進的理念，而且還買進了許多國外先進的經(jīng)驗技術(shù)，發(fā)展迅速。然而我國的電氣制動的發(fā)展還是存在著信息數(shù)據(jù)量低，數(shù)據(jù)利用率低，技術(shù)含量不高，應(yīng)用環(huán)境不夠穩(wěn)定等缺點。

2 水輪發(fā)電機組的電氣制動的原理和特點

電氣制動是利用電磁感應(yīng)原理工作運行的一種制動方式。它并不需要通過人力的操作，而且安全性高，可以承擔(dān)更高強度的工作。應(yīng)用到水輪發(fā)電站中就相當(dāng)于當(dāng)在完全關(guān)閉導(dǎo)葉后，勵磁開關(guān)與出口開關(guān)瞬間被斷開，轉(zhuǎn)速下降到約30%額定轉(zhuǎn)速以下，定子線圈就會加入到相反的電流當(dāng)中，這時發(fā)電機雖然轉(zhuǎn)動方向相反，但實際變成了電動機運行，這時就可以以快速制動。由此可以看出，這與發(fā)電機短路完全不同，發(fā)電機短路是三相聯(lián)結(jié)在一起。不僅可以提高工作效率，還能減少人員的工作量從而降低勞動力成本，提高自動化的水平。因為這樣的制動方式，還大大的減少了噪聲污染，對周圍的生態(tài)環(huán)境進行了變相的保護。但是由于電氣制動會消耗一些電力，需要安裝對應(yīng)的設(shè)備，因此一旦出現(xiàn)了電路故障，發(fā)動機將會停止運行。所以發(fā)展自動化技術(shù)的同時還需要預(yù)備機械制動裝置。水輪自動化通過機械制動，將原動能轉(zhuǎn)換為電能，當(dāng)水流經(jīng)過傳導(dǎo)機時，將水能轉(zhuǎn)換成機械能，再利用電氣設(shè)備將機械能轉(zhuǎn)換成電能從而實現(xiàn)自動化。

3 利用電氣制動實現(xiàn)水電站自動化可行性辦法

3.1 制動控制系統(tǒng)的嚴(yán)格把關(guān)

水電站電氣制動停機控制是水電站自動化的動力設(shè)備之一。水電站電氣制動技術(shù)的作用就是加快機組正常生產(chǎn)與停機過程、降低機器能耗、提升設(shè)備的穩(wěn)定性。以機器特性為基石進行設(shè)備調(diào)試和生產(chǎn)，平衡制動與自動的關(guān)系，以保證水電站機電設(shè)備的穩(wěn)定性為標(biāo)準(zhǔn)。電氣制動通過在電動機停轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生一個相反的電磁力矩，從而促進制動力使電動機停止轉(zhuǎn)動。它擁有多種制動辦法，水電站自動化管理則使用在水輪發(fā)電機上。水電站一般沒有超出負荷，發(fā)電機端往往會采用發(fā)電機-變壓器單元接線而不設(shè)母線，這樣操作有線路比較方便、短路電流不會太大的特點。這樣的方式是在變壓器的高壓側(cè)造成短路從而使發(fā)電機電氣制動，或者在發(fā)電機解列滅磁后，通過滅磁電阻或直接短接的方式使勵磁繞組斷連，以負序低電壓的三相交流電通入定子繞組中。這時負序電流在定子側(cè)產(chǎn)生了一個新的旋轉(zhuǎn)磁場與發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，它與轉(zhuǎn)子有N0+N 的相對運動。為同步外加電流，新的感應(yīng)電勢就會在勵磁繞組，阻尼繞組，轉(zhuǎn)子本體和磁極鐵心的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。對發(fā)電機起制動作用的就是轉(zhuǎn)子損耗從而形成反方向的力矩。一定要嚴(yán)格進行監(jiān)控管理，以便使其在緊急狀況對機器進行制動，讓發(fā)電機停止運行。

3.2 設(shè)計好水電站自動化管理模式

水電自動化是一項具有環(huán)境治理和科技發(fā)展等多重社會效益的大工程，其管理模式也是一項必不可缺的環(huán)節(jié)。在建國以后，我國水電工程基本都采用機械制動的方式，由國家投建設(shè)、國家進行管理維護。新型的自動化管理為無接觸的制動，不用耗能就可以達到制動，以電磁感應(yīng)達到自動化制動的目的，制動的投切是通過控制電路中斷和電磁力矩實現(xiàn)的，容易實現(xiàn)水電站停機制動的遠程自動化控制。在但是由于經(jīng)濟發(fā)展的不均衡，水電站本身也具有特殊性，在實際運營方面還是有一定的缺陷。水電站一般都建在偏遠山區(qū)，各方面條件都比較落后，其自動化水平較低。為了謀求發(fā)展，水電站只能不斷擴大自身規(guī)模，這就形成了人員復(fù)雜、勞動力成本高的管理模式。水電站管理人員越來越多，管理成本也就越來越高，機構(gòu)的運營成本提高但效率卻沒有顯著提升，這和現(xiàn)代化水電站的管理目標(biāo)相差太遠。水電站想要自動化管理，需要深化改革舊體制，以新的公司形式，形成市場化管理，明確部門每個人的責(zé)權(quán)和任務(wù)，共同構(gòu)建水電開發(fā)及自動化的道路。同時可以利用市場監(jiān)察和人員劃分為水電站的現(xiàn)代企業(yè)管理模式創(chuàng)造連良好條件，這種方式可以很大程度上提高水電站自動化的水平。

3.3 培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員

電氣制動的操作需要專業(yè)的人員，所以職工的專業(yè)水平需要很高。一是可以進行崗前培訓(xùn)、跟班實習(xí)，讓職工盡快熟習(xí)工作環(huán)境以及技術(shù)操作。專業(yè)的操作不僅要學(xué)習(xí)操作技術(shù)要點，還要學(xué)習(xí)電氣設(shè)備的構(gòu)造，原理以及操作規(guī)范等方面。通過培訓(xùn)嚴(yán)格把控操作人員的專業(yè)素養(yǎng)，同時還要不定期的考察培訓(xùn)，要經(jīng)過統(tǒng)一考試和數(shù)次學(xué)習(xí)實習(xí)，評價合格后方可上崗。二是可以定期開展全員技術(shù)糾察培訓(xùn)，不斷更新職工對設(shè)備技能的掌握和熟練度。由于計算機技術(shù)不斷更新，設(shè)備以及技術(shù)也會不斷研發(fā)，員工需要結(jié)合水電站的實際情況加深對新技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握。在水電自動化工程中，由于技術(shù)含量較高，必須要求技術(shù)人員以踏實、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待工作，善于學(xué)習(xí)，做到精益求精。企業(yè)應(yīng)帶頭創(chuàng)造良好的工作氛圍，形成踏實肯干的企業(yè)文化，通過不斷地學(xué)習(xí)，腳踏實地，對機器的自動化管理才能更加安全。通過在現(xiàn)場檢查、監(jiān)督，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從而促進水電站自動化的不斷發(fā)展與進步。

3.4 國家政策及時扶持

我國現(xiàn)在正在開發(fā)的水電項目有數(shù)百個之多，未來10 年內(nèi)都將是水電開發(fā)的高潮。國家發(fā)布了《關(guān)于鼓勵社會資本投資水電站的指導(dǎo)意見》：不僅要規(guī)范完善水電運行環(huán)境，也在同時確立了以企業(yè)投資為主體地位的市場機制。同時為貫徹落實《國務(wù)院關(guān)于創(chuàng)新重點領(lǐng)域投融資機制鼓勵社會投資的指導(dǎo)意見》，鼓勵水電自動化及電氣制動技術(shù)引進社會投資，完善水電環(huán)境的同時促進水電自動化的發(fā)展。由于水電站是結(jié)合經(jīng)濟性和公益性的基礎(chǔ)設(shè)施，要在做好保護生態(tài)環(huán)境和確保安全的前提下，國家進一步鼓勵和支持市場資本投資常規(guī)水電站的建設(shè)，拓寬社會資本投資渠道，減輕了政府的壓力，建立政府與社會資本利益共享和風(fēng)險分擔(dān)機制，促進水電的健康發(fā)展。發(fā)揮市場在資源配置中的作用。以中小河流為例，通過市場方式自由選擇投資者；統(tǒng)籌流域梯級實際情況，實現(xiàn)梯級捆綁與資源綜合有效利用。

4 結(jié) 語

我國水電站電氣制動的自動化需要歷經(jīng)一個規(guī)范和科學(xué)化發(fā)展的階段。不僅對體制、技術(shù)、和模式的不斷改進與成長，也給水電自動化管理帶來良好的發(fā)展機遇。時代的發(fā)展對水電產(chǎn)業(yè)的管理提出了更高的要求，而利用電氣制動對水電進行自動化管理顯得尤為重要。水電行業(yè)要與時俱進地不斷升級轉(zhuǎn)型才能提高工作效率，促進水電產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展勢頭，從而實現(xiàn)自動化的目標(biāo)。