水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)是特別重要的，了解實(shí)際狀況才能更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)，將全部細(xì)節(jié)做到達(dá)到預(yù)期效果。我就水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)和大家說(shuō)明一下。

隨著當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)展，水電站的綜合自動(dòng)化對(duì)于水電站的開(kāi)發(fā)和進(jìn)展具有極其重要的意義。其中，實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化是水電站綜合自動(dòng)化的最核心部分，是整個(gè)水電站的中樞大腦，這也就要求其必需更好的做好監(jiān)測(cè)機(jī)組和幫助設(shè)備的功能，在遇到突發(fā)狀況的時(shí)候能發(fā)出指示信號(hào)，并且能夠自主獨(dú)立的解決。水電站的規(guī)模程度化很大程度上就是由水電站綜合自動(dòng)化所打算的。

水電站自動(dòng)化的含義，從字的表面看其含義就是自己能夠掌握運(yùn)行的意思，用專業(yè)的話語(yǔ)即為水電站在生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際過(guò)程中，在遇到突發(fā)性的大事的時(shí)候，能夠不經(jīng)過(guò)人的參加來(lái)獨(dú)立自主的完成任務(wù)。自動(dòng)化技術(shù)在水電站安全運(yùn)行過(guò)程中有著非常重要的作用，它的作用不僅是可以提高水電站工作的牢靠性、提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而且對(duì)于保證電能質(zhì)量、提高工人效率等方面也有很大的作用。

1水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

水電站的綜合自動(dòng)化最基層的設(shè)施即為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，改系統(tǒng)對(duì)整個(gè)水電站的水文測(cè)報(bào)、工況監(jiān)視、負(fù)荷的合理分支，以及在輸電線路運(yùn)行全過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)控都起到了很大的作用，并且能夠準(zhǔn)時(shí)精確?????的進(jìn)行核實(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的精確?????性。一般綜合自動(dòng)化包含有五個(gè)子系統(tǒng)

1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：這部分是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。

2）工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)：準(zhǔn)時(shí)精確?????地反應(yīng)被監(jiān)控對(duì)象的實(shí)際信息。

3）消防監(jiān)控系統(tǒng)：全部的火情信息由水電站消防計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)經(jīng)信息處理后送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采納異步通信方式實(shí)現(xiàn)通信。

4）基礎(chǔ)自動(dòng)化元件及自動(dòng)裝置：基礎(chǔ)自動(dòng)化元件對(duì)監(jiān)視水電站設(shè)備的運(yùn)行狀況、推斷其工作狀況是否良好具有重要的意義。

5）水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)：通過(guò)計(jì)算機(jī)在很短的時(shí)間內(nèi)做出洪水預(yù)報(bào)。

2水電站綜合自動(dòng)化的核心內(nèi)容

水電站的規(guī)模、水電站的型式和運(yùn)行方式、機(jī)電設(shè)備的型式以及機(jī)組的布置方式等都與水電站綜合自動(dòng)化的核心有著直接的關(guān)系。一般而言，水電站綜合自動(dòng)化核心內(nèi)容有三個(gè)方面，以下即為其詳細(xì)的內(nèi)容解析。

2.1完成對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)掌握

首先，要實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)開(kāi)停機(jī)、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電等的自動(dòng)化，確保這些主要程序能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；其次，能夠自動(dòng)維持水輪發(fā)電機(jī)組的合理運(yùn)行，可以依據(jù)當(dāng)時(shí)的詳細(xì)狀況合理的調(diào)整最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)，而且對(duì)機(jī)組間產(chǎn)生的負(fù)荷進(jìn)行合理安排。此外，當(dāng)電力機(jī)組發(fā)生故障或系統(tǒng)程序反應(yīng)慢的時(shí)候，能進(jìn)行合理的起動(dòng)備用組或者關(guān)閉已開(kāi)組。

2.2完成對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組及其幫助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視

這些檢測(cè)主要包括對(duì)發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子回路各電量的監(jiān)視，當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生一些變化的時(shí)候能準(zhǔn)時(shí)的自動(dòng)停止。對(duì)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)工作的監(jiān)視，當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)速度發(fā)生變化的時(shí)候，能夠通過(guò)轉(zhuǎn)變一些程序來(lái)更好的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行愛(ài)護(hù)。

2.3完成對(duì)幫助設(shè)備的自動(dòng)掌握

這種掌握包括完成對(duì)各種油泵、水泵和空壓機(jī)等的掌握，但發(fā)生故障的時(shí)候能自動(dòng)的合理配置；完成對(duì)主要電氣設(shè)備的掌握、監(jiān)視和愛(ài)護(hù)；完成對(duì)水工建筑物運(yùn)行工況的掌握和監(jiān)視，當(dāng)突發(fā)大事來(lái)臨時(shí)（如跳閘大事），能自動(dòng)的調(diào)整以確保工作狀態(tài)的穩(wěn)定；也要完成對(duì)機(jī)組水輪的監(jiān)視，確保其無(wú)堵塞現(xiàn)象發(fā)生；也要完成對(duì)上下游水位的測(cè)量監(jiān)視，對(duì)壓力管自動(dòng)調(diào)整，確保安全性等。

3水電站綜合自動(dòng)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)際運(yùn)用

當(dāng)今社會(huì)，隨著綜合水電站自動(dòng)化水平的不斷提高，水輪發(fā)電機(jī)組所需的部件也越來(lái)越多，技術(shù)要求也越來(lái)越高。但由于當(dāng)前技術(shù)性問(wèn)題，許多主機(jī)部件自動(dòng)化元件在性能方面存在有不穩(wěn)定、反應(yīng)度差等制約性因素。而且在自動(dòng)化設(shè)計(jì)方面的不完整性也簡(jiǎn)單使水電站的自動(dòng)掌握不同程度的受到影響，這就要求我們對(duì)水電站綜合自動(dòng)化進(jìn)行不斷的創(chuàng)新。

3.1水電站自動(dòng)化在混流式水輪發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

混流式水輪機(jī)由美國(guó)工程師弗朗西斯于1849年創(chuàng)造的，所以也稱弗朗西斯水輪機(jī)，是目前世界上使用最廣泛的一種水輪機(jī)。與軸流轉(zhuǎn)槳式相比，這類水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，效率更加高效。

混流式水輪機(jī)的工作原理，是由水流直接進(jìn)入到導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，然后軸向流出轉(zhuǎn)輪；混流式的轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般用是由低碳鋼和合金鑄造而成，有的也用焊接結(jié)構(gòu)。有的水電站為了提高其防腐蝕性往往外層會(huì)消失鍍層或者直接不銹鋼，更有甚的水電站會(huì)消失整個(gè)轉(zhuǎn)輪采納不銹鋼。在這些方法中經(jīng)常會(huì)采納鑄焊結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)往往能節(jié)省資本，流淌也能更加精確?????化，對(duì)于水輪機(jī)本身效率的提高有很大的關(guān)心，往往也會(huì)用不同的材料制造葉片、上冠和下環(huán)。

混流式水輪機(jī)在中低水電站應(yīng)用很為廣泛。這是由于水輪機(jī)上葉片自覺(jué)性依據(jù)水量的大小來(lái)調(diào)整使用水輪機(jī)的動(dòng)行水頭范圍。轉(zhuǎn)輪是混流式水輪機(jī)將水流能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的核心部件。水流通過(guò)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪?；炝魇剿啓C(jī)適用水頭范圍極廣。在實(shí)際狀況中水頭和流量的不同往往是不同的，所以轉(zhuǎn)輪外形是不相同的。通過(guò)自動(dòng)化的調(diào)整，水頭愈高轉(zhuǎn)輪葉片高度減小，能夠自動(dòng)的使長(zhǎng)度增加，水流在轉(zhuǎn)輪中也能更趨于幅向。隨著工作水頭降低，轉(zhuǎn)輪葉片變短，也能自動(dòng)化的高度增加，水流愈趨于軸流方向。

3.2PLC在調(diào)整水庫(kù)式電站調(diào)速器中的應(yīng)用

水庫(kù)式水電站的調(diào)速器和開(kāi)度的大小一般會(huì)依據(jù)水輪機(jī)本身來(lái)設(shè)計(jì)水頭變化范圍。當(dāng)水電站水頭降低的時(shí)候，此時(shí)水輪機(jī)中的電液調(diào)整器往往不能使機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，這種狀況往往使調(diào)整器的起動(dòng)開(kāi)度增大，這時(shí)候也就需更換芯片或在開(kāi)度指示儀中的串接電阻，通過(guò)這樣的調(diào)整來(lái)使調(diào)整器輸出值與開(kāi)度指示產(chǎn)生差值開(kāi)機(jī)組。當(dāng)電站水頭更小的時(shí)候（甚至小于設(shè)計(jì)水頭時(shí)），這種狀況下PLC能很好的調(diào)整，調(diào)整器輸出值與開(kāi)度指示產(chǎn)生差值來(lái)使機(jī)組開(kāi)機(jī)不致過(guò)速，也可以省去換回芯片或撤除串接電阻帶來(lái)的麻煩，這種PLC可編程掌握器，通過(guò)修改程序即可完成。

3.3水電站綜合自動(dòng)化對(duì)線路失壓的應(yīng)用

由于現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)熔斷器熔斷的故障處理操作不當(dāng)，會(huì)引發(fā)全站失壓事故，對(duì)于許多愛(ài)護(hù)設(shè)施要進(jìn)行全方位的修正。例如安裝檢測(cè)線路有壓，母線無(wú)壓功能的愛(ài)護(hù)裝置，還有對(duì)設(shè)備進(jìn)行不斷的升級(jí)等方法，通過(guò)增加這樣的新設(shè)施來(lái)對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的愛(ài)護(hù)，以便更有效提高供電牢靠性。

當(dāng)母線由于母差愛(ài)護(hù)動(dòng)作而失壓時(shí)，按下列方法處理：

1）自動(dòng)化設(shè)備能快速隔離故障點(diǎn)，并拉開(kāi)母聯(lián)斷路器及兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)及故障母線電壓互感器二次小開(kāi)關(guān)，直接將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

2）與調(diào)度聯(lián)系，將跳閘的分路斷路器恢復(fù)到非故障母線上運(yùn)行。

4總結(jié)

總而言之，在當(dāng)今我國(guó)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在著肯定的差距，我們也就需要吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)閱歷，結(jié)合自身實(shí)際，因地制宜，力求有用，以提高水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。值得興奮的是近年來(lái)隨著我國(guó)電力科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)展和計(jì)算機(jī)監(jiān)控水平的不斷提高，很多新建水