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        試論機(jī)電一體化技術(shù)在水電站的應(yīng)用

        2021-01-07 14:41:05劉楊青
        河南建材 2021年12期
        關(guān)鍵詞:油位微機(jī)測控

        劉楊青

        吉安市白云山水利水電中心(343062)

        0 前言

        機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用主要在于機(jī)組測量與自動(dòng)控制方面。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于水電站中,可以實(shí)現(xiàn)對水電站的遠(yuǎn)程控制,使工作人員隨時(shí)了解和掌握水電站運(yùn)行情況,并在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用下,使水電能源能夠得到合理的開發(fā)和運(yùn)用,為人們提供更好的電力供應(yīng)服務(wù)。

        1 機(jī)電一體化概述

        機(jī)電一體化是電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合所衍生出的名稱,其中細(xì)化分屬有多個(gè)現(xiàn)代化技術(shù)類別,將這些技術(shù)融合起來就構(gòu)成了機(jī)電一體化技術(shù)。由此也可以看出,此項(xiàng)技術(shù)也具有一定的系統(tǒng)性。機(jī)電一體化技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備中,不論是生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備,還是作業(yè)化設(shè)備,都可以對機(jī)械設(shè)備信息進(jìn)行有效的處理及性能方面的控制,使機(jī)械設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)真正的智能化,提高工作效率和質(zhì)量。目前,在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,機(jī)電一體化已經(jīng)應(yīng)用廣泛,并也需求更多的機(jī)電一體化人才,因此為了迎合我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,很多高校專門設(shè)立了機(jī)電一體化專業(yè)和課程,為機(jī)電一體化行業(yè)培養(yǎng)了更多的人才,進(jìn)而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。目前,將機(jī)電一體化應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中,都取得了一定的成效,在水電站中的應(yīng)用效果尤為突出。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用在不僅提高了電力企業(yè)的管理質(zhì)量和水平,而且還使我國水電事業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。因此,水電站相關(guān)部門還應(yīng)將機(jī)電一體化應(yīng)用重視起來,并對其應(yīng)用給予深入分析與研究,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,使機(jī)電一體化技術(shù)作用可以被完全挖掘出來,并被充分利用[1]。

        2 水電站機(jī)電一體化應(yīng)用的位置

        2.1 測控系統(tǒng)

        2.1.1 水文水系統(tǒng)監(jiān)測

        此系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成,分別是水文監(jiān)測、技術(shù)供排水和消防用水。水文監(jiān)測利用安裝于水電站上下游的投入式液位計(jì)測量水位,在通過液位變送器傳達(dá)于控制室,同樣利用壓差變送器,按一定的原理測量出上下游水位的凈高差,一并傳于控制室。技術(shù)供排水測控是利用機(jī)組運(yùn)行的排水系統(tǒng)進(jìn)行測控,壓力由管道上的電接壓力表控制,流量由管道式流量測控儀測量并控制,二者所獲取的數(shù)據(jù)最終都會通過變送器傳于控制室,并由控制值班人員通過對獲取數(shù)據(jù)分析,判斷出機(jī)組水系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。滲漏排水測控系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成,分別是集水井液位變化測控系統(tǒng)和水泵自動(dòng)起??刂葡到y(tǒng)。前者主要采用多接點(diǎn)浮球水位測量儀,根據(jù)測量儀器起伏位置,發(fā)出不同的信號傳至水泵起停控制系統(tǒng),通過系統(tǒng)的全面分析,判斷是否啟動(dòng)、關(guān)閉或停止水泵。消防系統(tǒng)主要包括氣體和水消防,根據(jù)不同指示啟用消防報(bào)警系統(tǒng),進(jìn)而控制水泵的狀態(tài)[2]。

        2.1.2 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控

        此監(jiān)控主要包括機(jī)組各部分的軸承溫度、冷卻油溫、冷卻油槽油位、機(jī)組轉(zhuǎn)速,通過對機(jī)組和油溫的實(shí)時(shí)監(jiān)測,自控系統(tǒng)實(shí)時(shí)溫度與整定溫度分析得到結(jié)果。如果達(dá)到整定報(bào)警溫度時(shí)就會通過系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)警,將故障問題及時(shí)傳達(dá)于監(jiān)控值班人員。如果已經(jīng)超過整定報(bào)警溫度,將會直接停機(jī)。冷卻油槽油位是通過油位計(jì)上的電子接點(diǎn)檢測油位位置的,主要檢測油位是否在規(guī)定范圍內(nèi),如果與規(guī)定范圍存有一定的偏差,就要及時(shí)給予適當(dāng)調(diào)整。自動(dòng)檢測系統(tǒng)也會發(fā)出油位異常警報(bào),提醒工作人員及時(shí)查看,避免影響其他工作的正常進(jìn)行。通過機(jī)組上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速測量儀器來對轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制,當(dāng)轉(zhuǎn)速上升使PLC微機(jī)調(diào)換器不能夠在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速并及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速時(shí),PLC微機(jī)就會直接進(jìn)行停機(jī)處理,使機(jī)組可以保持在安全的范圍內(nèi)。

        2.1.3 壓縮空氣系統(tǒng)自動(dòng)控制

        空氣系統(tǒng)主要是給機(jī)組各部分提供壓縮空氣,進(jìn)而來穩(wěn)定機(jī)組的正常運(yùn)行所需的壓力。電場中主要安裝空氣壓縮機(jī)、儲氣罐和相應(yīng)的自動(dòng)控制系統(tǒng),在儲氣罐上同樣安裝有壓力變送器和電接點(diǎn)壓力表,自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行主要就是根據(jù)兩者來確定是否啟動(dòng)壓縮空氣機(jī),通過對實(shí)時(shí)壓力與啟動(dòng)壓力比較來對壓縮及進(jìn)行有效的控制。

        2.2 PLC微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能

        PLC微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在水電站中主要就是起到自動(dòng)控制的作用,當(dāng)然也是機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中應(yīng)用的最多的系統(tǒng),此系統(tǒng)是多種技術(shù)的融合體現(xiàn),可以使水電站得到有效的控制。因此,在水電站工作中,PLC微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也緩解了工作人員的不少壓力,并頻繁在電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻機(jī)組中使用。由此可以看出,PLC微機(jī)調(diào)速系統(tǒng)自身應(yīng)擁有大量的絕對化優(yōu)勢,如高度的靈敏性及連續(xù)性等。PLC微機(jī)調(diào)速器裝有電子測控裝置,可以對電機(jī)實(shí)時(shí)頻率等方面命令,使機(jī)械液壓裝置帶動(dòng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)狀態(tài),通過調(diào)整水輪機(jī)導(dǎo)水葉開度達(dá)到調(diào)速的目的。與此同時(shí),將液壓裝置導(dǎo)桿位置數(shù)據(jù)傳于PLC微機(jī)調(diào)速器中,再將反饋得到的數(shù)據(jù)與機(jī)組轉(zhuǎn)速、功率與導(dǎo)葉開度曲線判斷調(diào)節(jié)位置與電子監(jiān)控裝置測得的頻率是否一致,下調(diào)命令能否下達(dá)[3]。

        3 機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的作用

        機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了水電站無人值班的狀態(tài),也使水電系統(tǒng)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化,提高了各個(gè)機(jī)組的運(yùn)行效率,使水資源達(dá)到了高效的利用,為人們提供更優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。在水電站運(yùn)行當(dāng)中,要根據(jù)不同的情況設(shè)置不同的機(jī)組運(yùn)行數(shù)量,使機(jī)組運(yùn)行科學(xué)合理而又有效,發(fā)揮出自身更大的作用。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于水電站中,也是水電站控制更為自動(dòng)化、智能化,為水電站管理部門降低了人力資源成本,也使水電站工作更加的簡單便利,可以節(jié)省大量的勞動(dòng)力,幫助工作人員減輕工作量,使工作人員在工作之余可以努力提升自身專業(yè)素質(zhì)和能力。另外,機(jī)電一體化技術(shù)還可以改善工作人員的工作環(huán)境,提高水電站工作效率。

        4 水電站機(jī)電一體化集成

        水電站的機(jī)電一體化技術(shù),可使水電站始終保持安全平穩(wěn)的狀態(tài)運(yùn)行,水電站各系統(tǒng)間彼此獨(dú)立又互相關(guān)聯(lián),互相配合,實(shí)現(xiàn)了無人控制的自動(dòng)化狀態(tài)。當(dāng)水電站某個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),在系統(tǒng)自動(dòng)識別和控制的基礎(chǔ)上,可以根據(jù)儀器狀態(tài)、獲取數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合分析,從而對某個(gè)系統(tǒng)對應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行有效的控制。同時(shí)系統(tǒng)也會將故障信息傳至工作人員,使工作人員也可以作出準(zhǔn)確的判斷,并制訂相應(yīng)的解決措施,保證水電站的正常運(yùn)行。各大系統(tǒng)都有本身的優(yōu)勢和獨(dú)特的作用,通過中央控制室集成在一起,這樣雖然各項(xiàng)系統(tǒng)互相獨(dú)立,但是卻可以形成互相監(jiān)督,為水電站穩(wěn)定安全運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。系統(tǒng)為水電站提供了有效的監(jiān)測與自動(dòng)控制保障,可以避免一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題整個(gè)系統(tǒng)全部受牽連的現(xiàn)象發(fā)生,避免給水電站造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,給人們的日常生活帶來嚴(yán)重的影響[4]。

        5 結(jié)語

        機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用獲取了很多的益處,使水電站整體運(yùn)行系統(tǒng)得到了很大程度上的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了水電站在無人值守情況下的正常運(yùn)行。目前,新型技術(shù)不斷涌現(xiàn),這不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)上的不足,而且對水電站自動(dòng)化、智能化起到了推動(dòng)的作用。通過上述對機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用分析可以看出,機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用有著重要的意義,為水電站指明了發(fā)展方向,使各個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成化的同時(shí)也可以使機(jī)電一體化技術(shù)在其中能夠發(fā)揮出巨大作用和優(yōu)勢,高度迎合我國資源可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略,使水資源能夠得到高效運(yùn)用。目前,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,這在一定程度上對水電站發(fā)展有著十分重要的意義,所以,為了使機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用可以長久發(fā)展下去,就必須對機(jī)電一體化技術(shù)在水電站中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析與探究,切實(shí)將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于水電站各項(xiàng)系統(tǒng)中,進(jìn)而為社會提供更好的供電服務(wù),滿足現(xiàn)階段人們用電需求,推動(dòng)我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

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