浅谈水力发电站综合自动化的实现

摘要：水力发电站综合自动化是电力系统自动化的一个重要方面，为保证供电的电能质量，保证系统运行的安全可靠，提高经济效益等方面有着十分重要的作用。

Abstract: Hydroelectric power system integrated automation is an important aspect of power system automation, to ensure the power quality of power supply and safe and reliable system operation, it has a very important role in increasing economic efficiency .

关键词：水力发电站；自动化；大坝监护

Key words: hydroelectric power stations; automation; dam monitoring

中图分类号：TM61 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0154-01

1水力发电站的概述

水力发电站是一个庞大而复杂的工程，由于系统复杂，需要的运行人员非常多，实行自动化后，可以减少很多运行管理人员，可以大大减少电力企业的人力资源成本；水力发电站维护、检修工作非常繁琐，但是却非常重要，通过自动化可以对这些活动进行集中管理，有利于效率的提高；自动化的另外一个优点可大大减少由于人造成的失误，从而提高设备完好率。从而保证供电的电能质量，保证系统运行的安全可靠，提高经济效益。水力发电就是利用水力（具有水头）推动水力机械（水轮机）转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械（发电机）随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能，又变成电能的转换过程。将水能转换为电能的综合工程设施。又称水电厂。它包括为利用水能生产电能而兴建的一系列水电站建筑物及装设的各种水电站设备。利用这些建筑物集中天然水流的落差形成水头，汇集、调节天然水流的流量，并将它输向水轮机，经水轮机与发电机的联合运转，将集中的水能转换为电能，再经变压器、开关站和输电线路等将电能输入电网。

2水电站自动化的内容

水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。

3水力发电站综合自动化的实现

3.1 大坝计算机自动监控系统。大坝计算机监控系统由启闭机现地控制、集中控制和工业电视系统组成。控制的对象有：闸门现地单机控制、多个闸门集中控制与分组启闭，可与电站计算机中心（或水情中心等）通讯联网。主要作用在于数据采集、计算分析、和提供维护方案等。大坝设备的自动控制方式主要有：远程控制，将控制室内的自动监视控制装置设定在远程控制档，通过设在大坝控制室内的远程监视控制装置，可在控制所内对大坝闸门进行远程操作；自动控制，大坝控制室内的自动监视控制装置设定在自动控制档，则可根据测定的水位等数值，通过演算和判断，确定出是否打开或关闭闸门、闸门的开启高度值等，然后自动向闸门操作盘来发出操作指令。①闸门现地控制单元。安装在闸门启闭机室，由开度传感器、智能闸门测控仪表、控制电器、逻辑保护电路、操作按钮状态指示灯、电流电压显示表等组成，成套于一台机械，通过端子与闸位传感器、荷重传感器、机械限位、启闭机、三相交流电源进线等连接构成。②闸门集中控制系统。其对保证闸门的安全可靠运行，确保下游地区人民生命财产的安全，提高闸门运行管理水平，改善运行维护人员的工作条件，实现“无人值班、少人值守”的目标。③工业电视系统。水利电站环境条件不是很好，因此安装工业电视监视设备，可以把工作人员从恶劣的工作环境中解脱出来，改善职工的工作条件，实现远距离监视。

3.2 水库水文信息的自动监控系统。由收集、传递和处理水文实时数据的各种传感器、通讯设备和计算机等装置组合而成。分成遥测站、信息传输通道和中心控制站三部分。主要用于防汛和水利调度。在小流域范围内只需几分钟时间即能完成数据收集和处理，及时提供重点河段、水库的雨情水情。①遥测站。自动收集雨量、水位和其他水文参数的实时数据。遥测站的仪器设备有雨量计、水位计、编码器、数传机、电台和电源设备等。②信息传输通道。简称信道，是连接遥测站与中心站之间的电波传输线。无线电通道通常采用超短波频段，功率一般在1-10w之间，当有阻挡物或者距离超过50km时，一般会设中继站，把接收到的信号增大功率后，再用另一频率发射出去。测站一般是定向天线，中继站一般用高增益的全向天线，从而达到各个方向通信的需要。③中心控制站。它的功能是集中遥测系统内各遥测站的水文数据，从而进行计算并且整理，及时做出洪水预报。而且可控制闸门启闭，实现水利有效调度。根据部门以及流域面积的需要可以配置很多级控制中心。中心站主要设备有电子计算机和通信电台等。一般采用中小微机。并配置显示器、宽行打印机和磁盘驱动器等设备。应答式的特点是控制灵活、功能较多，接收中心可以定时自动巡测，也可随时指令巡测或选测，而且可以通话，使用方便。日本和意大利等国主要采用这种制式。中国这两种制式都用，或在系统中兼容。

3.3 水电站内计算机自动监控系统。水电站内计算机自动监控系统主要包括全厂机电运行设备的安全监测、发电机组的自动控制、优化运行和经济负荷分配、稳定监视和控制等。发电站的自动控制。发电站监控方式的构成依电站建设时期不同而不完全一样。其主要方式有：远程监控装置――控制盘――机器（执行机构）。电站内的远程监控装置与控制所内的远程监控装置功能类似，从控制所发来的控制命令由它传送给控制盘，发电站的各种信号、数据也通过它传送给控制所。工程设计阶段压缩输线路走廊，提高电网工程的土地利用率；输电线路穿越林区时，尽量采用高塔跨越方式。尽量减少树木砍伐，根据具体情况确定通道内树木砍伐；通道内可以保留自然生长最终高度与导线之间能够保持安全距离的树木。因此，需要工程设计人员不懈努力，坚持科学发展观，选择好线路路径，设计好杆塔、基础，以减少架空输电线路走廊占用面积，少砍树木、少征地。这对企业来说，可降低工程造价，节约投资，提发电站主要设备的控制既可在控制所内远程控制，又可在发电站内直接控制，两种方式可通过控制操作台和发电站控制盘上的切换开关进行切换。

参考文献：

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