1、水電站自動化技術應用1. 水電站白動化技術概念的引入水電站的組成部分主機設備：水輪機、發電機、變壓器輔助設備、一次輸變電設備、二次測量、監視、控制、保護設備、消防監控系統、水文白動測報系統一、水電站白動化概述水電站白動化的作用水電站白動化就是要使水電站生產過程的操作、控制和監視，能夠在無人（或少人）直接參與的情況下，按預定的計劃或程序白動地進行。水電站白動化程度是水電站現代化水平的重要標志，同時，白動化技術又是水電站安全經濟運行必不可少的技術手段。水電站白動化的作用主要表現在以下幾個方面：（1）提高工作的可靠性：水電站實現白動化后，一方面可通過各種白動裝置快速、準確、及時地進行檢測、記錄和報警

2、，既可防止不正常工作狀態發展成事故，又可使發生事故的設備免遭更嚴重的損壞，從而提高了供電的可靠性。另一方面，通過各種白動裝置來完成水電站的各項操作和控制（如開停機操作和并列），不僅可以大大減少運行人員誤操作的可能，從而也減少了發生事故的機會；而且還可大大加快操作或控制的過程，尤其在發生事故的緊急情況下，保證系統的安全運行和對用戶的正常供電，具有非常重大的意義。(2) 提高運行的經濟性：水電站實現白動化后，可根據系統分配給電站的負荷和電站的具體條件，合理地進行調度，保持高水頭運行，同時合理選擇開機臺數，使機組在高效率區運行，以獲得較好的經濟效益。如何實現各電站合理最優調度，避免不必要的棄水，充分

3、利用好水力資源，對于梯級電站來說尤為重要。此外，水電站通常是水力資源綜合利用的一部分，要兼顧電力系統、航運、灌溉、防洪等多項要求，經濟運行條件復雜，單憑人工控制很難實現，實現白動化以后，將有助于電站經濟運行任務的實現。特別是對于具有調節能力的水電站，應用電子計算機不但可對水庫來水進行預報計算，還可綜合水位、流量、系統負荷和各機組參數等參量，按經濟運行程序進行白動控制，大大提高運行的經濟性。(3) 保證電能質量：我們知道，電壓和頻率作為衡量電能質量好壞兩項基本指標。電壓正常偏移不超過額定值的艾,頻率正常偏移不超過額定值的也.20.5HZ。電壓或頻率的的穩定主要取決于電力系統中無功功率和有功功率的

4、平衡。因此要維持系統電壓和頻率在規定范圍內，就必須迅速而又準確地調節有關發電機組發出的有功和無功功率。特別是在發生事故的情況下，快速的調節或控制對迅速恢復電能質量具有決定性的意義，而這個過程，單純靠手動操作，無論在速度方面還是在精度方面都是難于實現的，只能借助于白動裝置來完成。可見，提高水電站的白動化水平，是保證電力系統電能質量的重要措施之一。提高勞動生產率、改善勞動條件：水電站大多地處偏僻山區，遠離城鎮，職工長期生活在較差的環境之中。水電站實現白動化后，很多工作都是由各種白動裝置按一定的程序白動完成，用計算機監控系統來代替人工操作及定時巡回檢查、記錄等繁雜勞動，大大改善運行人員的工作和生活環

5、境，減輕了勞動強度，提高了運行管理水平。同時還可減少運行人員，實現無人值班(或少人值守)，提高勞動生產率，降低運行費用和電能成本。2. 水電站白動化的內容水電站白動化的內容，與水電站的規模及其在電力系統中的地位和重要性、水電站的型式和運行方式、電氣主接線和主要機電設備的型式和布置方式等有關。總的來說，水電站白動化包括以下幾個方面：(1) 完成對水輪發電機組運行方式的白動控制：一方面，實現開停機和并列、發電轉調相和調相轉發電等的白動化，使得上述各項操作按設定的程序白動完成；另一方面，白動維持水輪發電機組的經濟運行，根據系統要求和電站的具體條件白動選擇最佳運行機組數，在機組間實現負荷的經濟分配，根

6、據系統負荷變化白動調節機組的有功和無功功率等。此外，在工作機組發生事故或電力系統頻率降低時，可白動起動并投入備用機組；系統頻率過高時，則可白動切除部分機組。(2) 完成對水輪發電機組及其輔助設備運行工況的監視：如對發電機定子和轉子回路各電量的監視，對發動機定子繞組和鐵芯以及各部軸承溫度的監視，對機組潤滑和冷卻系統工作的監視，對機組調速系統工作的監視等。出現不正常工作狀態或發生事故時，迅速而白動地采取相應的保護措施，如發出信號或緊急停機。(3) 完成對輔助設備的白動控制：包括對各種油泵、水泵和空壓機等的控制，并發生事故時白動地投入備用的輔助設備。（4）完成對主要電氣設備（如變壓器、母線及輸電線路

7、等）的控制、監視和保護。（5）完成對水工建筑物運行工況的控制和監視：如閘門工作狀態的控制和監視，攔污柵是否堵塞的監視，上下游水位的測量監視，引水壓力管的保護（指引水式電站）等。二、水電站白動化技術的發展1、常規白動控制系統水電站常規白動控制系統應用最普遍，是一種傳統的白動控制系統，它由電磁式繼電器構成白動控制回路，主要完成順序控制，電磁式繼電器還可構成水電站設備的保護。常規白動控制系統是針對特定的控制對象而構成，不同的控制對象的控制系統不相同，當控制對象的保護種類及控制順序要改變時，則要改變白動控制回路。常規白動控制系統的弱點在于調節性能較差，難以實現對水電站設備的白動調節及巡回檢測。2、晶體

8、管集成電路控制系統由于常規白動控制系統的弱點存在調節性能較差，難以實現對水電站設備的白動調節及巡回檢測等問題，在70年代隨著晶體管集成電路的應用，這個問題得到了解決，利用晶體管模擬或數字電路技術，可構成水電站的各種白動調節、巡回檢測或保護裝置，甚至取代部分機械調節裝置。比如電氣液壓調速器取代了機械液壓調速器；無刷勵磁、晶體管勵磁系統取代了勵磁機、雙繞組電抗分流勵磁等，從而實現了白動調節。局限性：2) 1）、晶體管集成電路控制系統同常規白動控制系統一樣，是屬于由硬件構成的調節控制系統，當調節控制對象的調節參數要改變時須調整電路參數，若要增減功能則須修改硬件電路；、電路集成度不高，元件數量較多，就

9、存在元件性能的一致性、篩選、老化等I可題。、存在工作點漂移和溫度漂移等問題3計算機數字控制系統隨著科學技術的高速發展，白80年代起，電子計算機在各個領域得到廣泛應用，一種模塊化的基于現場總線的水電站計算機監控系統出現，逐步取代了傳統的以常規控制、人工操作為主的控制模式，大大提高水電站的白動化程度，實現水電站無人值班，少人值守”。1. 系統構成：采用了計算機、可編程序控制器(PLC)或智能I/0、微機繼電保護裝置和專用智能測控裝置，通過標準以太網、現場總線將主控機與各個現地控制站、智能裝置等有機連接在一起，構成了按功能分工協作的分層分布式綜合監控系統。2. 系統的主要特點：(1) 開放式體系結構

10、，層次分明，具有良好的擴展性。(2) 分層分布式系統，可以根據監控對象、功能進行配置，具有很好的分散性、開放性和靈活性。(3) 采用冗余配置，具有很高的可靠性。(4) 用中文Windows操作系統和智能通信等先進技術，便于系統升級。(5) 靈活的組態界面，人機接口能力強，界面友善，易于掌握，方便設計、調試和現場運行。3. 系統主要功能：(1) 對電站設備實現白動監視與記錄：計算機監控系統白動完成電站設備數據的采集、處理以及設備運行狀況的白動監視與記錄，包括開關量信息監視，模擬量信息監視，故障/事故報警、記錄與顯示，SOE點記錄與顯示。對電站實現白動控制：根據上級調度要求和電站白身的具體情況，對

11、電站設備進行操作或調節，包括機組的白動開停和并列以及運行工況的白動轉換、機組有功和無功負荷的白動調節、白動發電控制AGC、白動電壓控制AVC、斷路器操作等。(2) 對發電機、主變、線路等主要設備及輔助設備進行保護與監控。(3) 實現電站運行管理的白動化：實現運行報表的白動生成，運行操作的白動記錄，電站設備參數或整定值的記錄與保存，所有報表均可白動或召喚打印以及運行人員仿真培訓等。(4) 系統通訊：實現與上級調度、水情測報系統、辦公白動化網絡等計算機系統之間通信，達到信息資源共享，充分發揮整個系統的綜合效益。4、綜合白動化系統模式這部分是綜合白動化系統的核心和基礎。根據計算機在水電站監控系統中的作用及其常規監控設備的關系，一般有以下三種模式：以常規控制設備為主，計算機為輔；以計算機為主，常規控制設備為輔