计算机在小水电中的应用

【摘 要】信息技术的快速发展为各行业领域注入新鲜的活力。以小水电为例，在计算机应用下，较多如信号检测、负荷控制以及事故处理等方面都可起到突出的作用，能够为小水电创造更多的效益。本文将对单片微型计算机的相关概述、小水电计算机的应用以及小水电中计算机应用的注意事项进行探析，以期能够进一步提升小水电管理水平，促进小水电建设的健康发展。

【关键词】小水电 计算机 应用 注意事项

作为信息技术的重要产物，计算机为小水电建设提供坚实的技术支撑，无论从检修维护或事故处理等各方面，都具有明显的优势。但从计算机实际应用现状看，由于未做好机组调速、抗干扰问题解决以及输入输出I/O口处理等，使计算机的应用效果受到较大限制。因此，本文对小水电中计算机的应用研究，具有十分重要的意义。

1 单片微型计算机相关概述

关于单片微型计算机，其主要指将显示、保护、控制、选频、调速、检测以及声光报警等集于一体的终端设备。将该设备应用于小水电中，可有效避免以往小水电中机组事故跳闸后出现飞逸问题，减少压力水管承受的压力。现行单片微型计算机应用中，以8位单片机为例，在8051片内ROM上为4000字节，而RAM保持256字节，有异步通信串行口、功能复用并行口以及定时器等设置其中。同时，部分单片机也将I/O接口引入，可使显示器并行口被驱动。实际应用中，本身可以小型专用计算机的形式呈现，在引入小型水电站中，适用性极强[1]。

2 小水电中计算机的具体应用分析

2.1 小水电信号检测与显示中计算机的应用

将单片微型计算机应用于小水电中，其一般会对来自水电站机组电流互感器、电压互感器中的电流信号、电压信号采取变换措施，并将变换的结果输入到计算机系统中，在此基础上完成欠电压、过电流的分析工作。以频率检测为例，通常强调将霍尔元件设置于支架上，并将磁钢置于联轴器中。此时在发动机组处于运行状态情况下，霍尔元件会对磁钢转动情况进行检测，并将检测结果向单片机中输送，计算机会对接收的结果采取处理措施，以频率的形式呈现出来。再如水头方面，水压信号会在压力变送器应用下被转化为电流信号，同时有V/F对放大后的信号进行转化，这样最终的频率值可向计算机中输入，且水头值会被显示出来。假若水电机组处于正常运行状态，控制器在转换信号后会使水头值与频率被显示出来，但如果有故障问题存在，所显示的内容将以报警字符为主，人员可通过对这些字符的判断分析机组中有哪些异常情况存在。由此可见，小水电信号检测与显示中，计算机的应用效果极为明显。

2.2 负荷控制中计算机的应用

通常机组运行中需考虑到负荷控制问题，一般负荷过大情况下将使整个机组运行效率受到影响。而计算机应用下，首先要求做好选频工作，如45-55Hz频率值会在电源开启情况下显示出来，此时操作人员可根据实际需要操作频率按钮，完成频率选定过程。然后控制器便可对整个频率情况进行控制，如在超出选定频率的情况下，控制器会关小导叶，而在选定频率较小时，需调大导叶，这样能够保证机组稳定运行。对于负荷控制问题，若需对负荷增加，可引入的方式为机组频率的提高，将频率值设定在初始45-55Hz频率，通过按钮操作使频率被调节，进而达到负荷增加的目标。需注意的是负荷增加情况下很可能使机组因压力过大而导致性能降低，所以在控制中也可结合电网频率情况，重新进行频率调整，以此使机组在正常负荷压力下运行。综合来看，机组运行中负荷控制所带来的影响极为明显，通过单片微型计算机的应用，在频率被有效调节下，使负荷控制目标得以实现[2]。

2.3 事故处理与调试中计算机的应用

小水电机组运行中极易出现异常问题，影响机组的稳定可靠运行，而计算机应用下可使故障被有效检测或直接采取处理措施，能够及时将报警信号、控制信号发出。具体故障处理中，计算机的应用主要表现在两方面，包括：第一，外界短路情况。该情况下最明显的表现为欠电压、过电流等，电压互感器与电流互感器会向计算机输送相应的信号，计算机会通过对这些信号的分析将事故先兆信号发出，并下达控制指令。其中的控制指令主要表现在关小机组开关，并将欠电压、过电流情况写入相应的程序中，程序会发出控制指令使导水叶被关闭，而继电器将会启动。若事故问题为飞逸转速，计算机也会发出相应的停机指令。第二，计算机的关机优化操作。该操作主要强调在事故跳闸情况下，因机组处于紧急停机状态，此时在导水叶关闭情况下，压力水管中的压力将呈现不断上升趋势，计算机可对水轮机转速、水锤压力进行判断，分析事故产生的主要矛盾，并发出相应的指令，使冲击压力、机组转速都得以优化控制。此外，计算机应用中的作用也表现在调试方面，如故障处理延时、处理次序等都可在计算机软件下进行控制，为机组调试提供极大便利[3]。

3 小水电中计算机应用的注意事项

尽管计算机应用优势较为明显，但在引入小水电中也需注意做好相关问题处理工作。具体包括：第一，输入输出I/O口问题。通常单片微型计算机应用下，涉及到极多的测量与控制工作，很容易增加I/O口占有量。此时需考虑避免通过两位开关、键盘等对频率进行选择，而直接通过软件操作或按钮选定的形式。第二，机组调速问题。机组调速是否合理对导叶开度、频率检测等可能产生极大的影响，可考虑引入霍尔开关元件检测机组转动周期，在此基础上利用计算机处理检测结果，将频率显示出来。第三，抗干扰问题的解决。计算机在小水电中应用时，本身处于电磁场较强条件下，这就要求使其中的干扰问题被解决，如屏蔽措施的引入，或其他滤波与隔离技术，这样可将现场干扰对计算机运行的影响控制到最低[4]。

4 结语

计算机的应用是提升小水电机组可靠运行的关键所在。实际引入计算机中，应正确认识单片微型计算机的基本结构与应用优势，将其用于小水电信号检测与显示、负荷控制以及事故处理与调试等方面。同时，单片微型计算机应用下，应注意使输入输出I/O口处理、抗干扰以及机组调速等问题得以解决，对提升计算机应用效果可起到突出作用，有利于为小水电创造更多的收益。

参考文献：

[1]刘本希.水电富集地区大小水电协调优化调度方法研究及应用[D].大连理工大学，2015.

[2]李树山.富水电电网短期与实时节能发电调度控制方法及策略研究[D].大连理工大学，2013.

[3]喻磊.基于多理论的微电网分布式优化控制方法研究[D].重庆大学，2014.

[4]吴周刚.计算机技术在小水电站自动化控制中的应用[J].科技风，2013（8）：79.