水电站自动化技术应用
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水电站电气自动化技术应用发布时间:2021-11-09T07:01:20.193Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第14期作者:覃光坚[导读] 随着互联网信息技术的发展,在中小水电站中应用自动化技术已经成为了一种普遍的现象。
在水电站中运用电气自动化技术不仅有效地保证了水电站运行的稳定性和安全性,还充分地保证了水电站的效益。
大唐迪庆香格里拉电力开发有限公司云南迪庆 674400摘要:随着互联网信息技术的发展,在中小水电站中应用自动化技术已经成为了一种普遍的现象。
在水电站中运用电气自动化技术不仅有效地保证了水电站运行的稳定性和安全性,还充分地保证了水电站的效益。
本文以水电站为主要的背景,阐述水电站电气自动化技术应用的措施,供大家参考借鉴。
关键词:水电站;电气自动化;浅析引言:随着我国经济的不断发展,科技也在不断进步,水电站中采用电气自动化技术已经成为一种发展的趋势。
在水电站中采用电气自动化技术,能够充分保证水电站的安全性和稳定性,及时排查水电站中隐藏的安全隐患,避免发生安全事故。
不仅如此,在水电站中采用电气自动化技术还能够有效减少人力资本的投入,改善劳动的环境,提高劳动的生产效率和生产质量,降低运营成本,保证水电站的经济效益。
随着电子信息技术的发展,越来越多的水电站采用了“无人值守”的管理模式,有效地压缩了水电站的运营管理成本。
1水电站自动化的内涵、作用与构成 1.1水电站自动化的内涵水电站自动化就是采用机械、电气和电子设备对水电站设备进行管理,在管理过程中严格地按照预先设定的程序进行管理,以此来保证水电站运行的平稳性和安全性。
让水电站能够在“无人值守”的情况下正常运营。
1.2水电站自动化系统的作用从管理角度来讲,水电站电气自动化系统能够有效保证水电站运行的平稳性和安全性,提高了水电站的生产效率和生产质量,同时还有效地减少了人工投入,保证了水电站的经济效益。
在水电站采用电气自动化技术之后,各种电子设备能够更快速、更准确地对设备运行情况进行检测和记录,及时发现问题。
自动化技术在水力发电站建设工程中的应用水力发电作为一种清洁、可再生的能源生产方式,在全球能源领域中占据着重要地位。
为了提高水力发电站的建设效率、运行稳定性和安全性,自动化技术的应用已成为不可或缺的重要手段。
在水力发电站的建设工程中,自动化技术涵盖了多个方面。
首先是工程设计阶段,计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)软件的应用使得设计人员能够更精确地模拟和分析水力发电站的结构、水流特性以及设备运行情况。
通过这些软件,工程师可以在虚拟环境中进行各种方案的比较和优化,大大减少了实际建设中的错误和返工。
施工过程中的自动化技术应用同样显著。
例如,自动化的挖掘设备、运输车辆和起重机械能够提高施工效率,减少人力投入,并降低施工风险。
同时,基于全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的施工定位和监测技术,可以实时掌握施工进度和质量,及时发现和解决问题。
在设备安装方面,自动化的装配工具和检测设备能够保证设备的安装精度和质量。
例如,水轮机和发电机的安装过程中,采用激光测量和自动调整装置,可以确保各个部件的位置和配合精度达到设计要求。
自动化监控系统在水力发电站的运行中起着至关重要的作用。
通过在关键部位安装传感器,如压力传感器、流量传感器、温度传感器等,可以实时采集数据并传输到中央控制室。
监控系统能够对水轮机的转速、输出功率、机组振动等参数进行实时监测和分析,一旦发现异常情况,立即发出警报并采取相应的控制措施,从而避免设备损坏和事故发生。
自动化控制系统也是水力发电站的核心之一。
它可以根据电网需求和水库水位等因素,自动调整水轮机的导叶开度和转速,实现发电功率的精确控制。
同时,还能够实现机组的自动启停、负荷分配和优化运行,提高发电效率和设备利用率。
在水库调度方面,自动化技术的应用能够实现水资源的合理利用。
通过建立水文模型和预测算法,结合实时的气象和水文数据,可以准确预测来水情况,从而制定科学的水库调度方案。
水电站电气自动化技术的应用摘要:在水电站中应用电气自动化技术能够有效的对发电机设备、机组等运行情况进行自动化的监测,保证无人值班的情况下水电站设备依旧能够按照预定计划运行。
在水电站安全运行中,电气自动化水平是水电站现代化评价的重要标准,所以需要对水电站电气自动化技术的应用情况机械能分析,从而使水电站的运行更加有序。
关键词:水电站;电气自动化技术;应用我国要想保证水电站的正常运行,就需要在水电站中使用电气工程自动化技术,对自动化系统进行完善,并对水电站的自动化系统进行检修,及时找出水电站自动化系统中存在的问题,进行解决,从而保证水电站自动化系统的正常运行,提高工作效率。
一、水电站电气自动化技术运用1.自动监控技术水电站中利用电气自动化技术可以进行监控,实现自动监控水电站中运行的所有设备。
其监控技术分为三个模式:远程监控模式、集中监控模式以及总线监控模式。
其中远程监控是指利用多个CPU一起运行进行监控,避免某处发生故障影响整个监控系统,且该监控模式使用的电缆量相对较少,经济投入少,但其使用的CAN总线对通讯的速度有一定程度的影响。
集中监控是指水电站内所有的设备集中与一个处理器进行监控。
该监控模式对处理器的质量要求极高,否则会影响实际监控效率和降低处理器的运行效率,但其较大程度上降低了经济成本。
除此之外,集中监控模式需要多条电缆的支持,加之电缆易发生破损,存在安全隐患。
总线监控模式是指利用局域性网络、现场总线以及以太网等先进网络技术对水电站中的设备运行状态进行监控,该监控模式具有低经济成本、通讯量高、监控装置易安装等特点,且较大程度上增加了水电站自动化技术的可靠性。
2.PLC控制技术在水电站中电气自动化技术还应用在可编程序控制器技术中,其主要表现在以下两个方面:一方面是PLC应用在轴流浆式水轮机的调速器中,另一方面是水电站中水库式的电站调速器。
前者由于我国中低水平水电站无法确定轴流式水轮机发电的水头和水位,从而对发电机组的参数设置不准确,降低了电机组的运行效率。
电气自动化在水利水电工程中的应用解析水利水电工程是指利用水资源进行能源开发、水资源调控和水利灌溉等工程。
在水利水电工程中,电气自动化技术被广泛应用,为工程的运行和管理提供了强大的支持和保障。
以下将对电气自动化在水利水电工程中的应用进行解析。
1. 远程监控与控制:电气自动化技术可以实现水利水电工程的远程监控与控制。
通过传感器、信号采集设备和远程通信技术,可以实时监测水利水电工程的各项参数,如水位、流量、水质等,并将数据传输到控制中心。
控制中心可以根据获取的数据,对水利水电工程进行远程控制和调整,实现自动化运行,提高工程效率与安全性。
2. 水闸和泵站控制:电气自动化技术可以实现水闸和泵站的自动控制。
通过控制系统对水闸和泵站的启停、开关和运行模式进行控制,实现对水流的调节和流量的控制。
控制系统可以根据水位和流量等参数来实现自动开关泵站和水闸,提高工程的运行效率和能效。
3. 水电站调度管理:电气自动化技术可以实现水电站的自动调度管理。
通过自动化控制系统对水电机组进行实时监测和调节,可以根据水位、流量和负荷等参数进行自动调节和控制,实现最优的运行状态和发电效益。
自动化系统可以进行故障检测和预警,提醒运维人员及时处理,保证水电站的安全运行。
5. 工程故障诊断与维修:电气自动化技术可以实现对水利水电工程故障的自动诊断和维修。
通过传感器和监测装置对工程设备进行实时监测,可以对设备的运行状态进行实时诊断和判断。
一旦发生故障,自动化系统可以及时报警并提供故障诊断信息,帮助维修人员快速定位和解决问题,提高故障处理的效率和准确性。
电气自动化技术在水利水电工程中的应用,可以实现对工程运行的全面监测、远程控制和自动化调节,提高工程的效率、安全性和可靠性。
电气自动化技术也为工程的故障诊断和维修提供了有力的支持,减少了设备故障对工程运行的影响。
电气自动化技术的不断发展和创新,将进一步提升水利水电工程的管理水平和运行效益。
水电站自动化技术应用水电站自动化技术概念的引入水电站的构成部分主机设备:水轮机、发电机、变压器辅助设备、一次输变电设备、二次测量、监视、操纵、保护设备、消防监控系统、水文自动测报系统一、水电站自动化概述1.水电站自动化的作用水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、操纵与监视,能够在无人(或者少人)直接参与的情况下,按预定的计划或者程序自动地进行。
水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志,同时,自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。
水电站自动化的作用要紧表现在下列几个方面:(1)提高工作的可靠性:水电站实现自动化后,一方面可通过各类自动装置快速、准确、及时地进行检测、记录与报警,既可防止不正常工作状态进展成事故,又可使发生事故的设备免遭更严重的损坏,从而提高了供电的可靠性。
另一方面,通过各类自动装置来完成水电站的各项操作与操纵(如开停机操作与并列),不仅能够大大减少运行人员误操作的可能,从而也减少了发生事故的机会;而且还可大大加快操作或者操纵的过程,特别在发生事故的紧急情况下,保证系统的安全运行与对用户的正常供电,具有非常重大的意义。
(2)提高运行的经济性:水电站实现自动化后,可根据系统分配给电站的负荷与电站的具体条件,合理地进行调度,保持高水头运行,同时合理选择开机台数,使机组在高效率区运行,以获得较好的经济效益。
如何实现各电站合理最优调度,避免不必要的弃水,充分利用好水力资源,关于梯级电站来说尤为重要。
此外,水电站通常是水力资源综合利用的一部分,要兼顾电力系统、航运、灌溉、防洪等多项要求,经济运行条件复杂,单凭人工操纵很难实现,实现自动化以后,将有助于电站经济运行任务的实现。
特别是关于具有调节能力的水电站,应用电子计算机不但可对水库来水进行预报计算,还可综合水位、流量、系统负荷与各机组参数等参量,按经济运行程序进行自动操纵,大大提高运行的经济性。
(3)保证电能质量:我们明白,电压与频率作为衡量电能质量好坏两项基本指标。
在水电站中电气自动化技术的运用探讨水电站是利用水能转换成电能的重要设施,而电气自动化技术的应用对水电站的运行和管理起到了至关重要的作用。
本文将探讨在水电站中电气自动化技术的运用,包括其优势、应用范围以及存在的挑战。
电气自动化技术在水电站中的运用具有多重优势。
它可以提高水电站的安全性和可靠性。
通过自动化技术,可以实现对水电站设备的全面监控和自动控制,及时发现并处理设备故障,从而避免了由于设备故障引起的安全问题和停电风险。
电气自动化可以提高水电站的运行效率和经济性。
自动化技术可以实现对水电站的全过程自动化控制,减少了人工干预和操作的需求,提高了操作的准确性和效率,降低了操作成本。
电气自动化还可以实现对水电站数据的实时监测和分析,提供数据支持和决策依据,有助于优化水电站的运行和维护。
电气自动化技术在水电站中的应用范围广泛。
在水力发电过程中,电气自动化技术可以应用于水电站的各个环节。
它可以应用于水电站的水源调度和控制。
通过对水库水位、流量等数据的实时监测和分析,可以实现对水电站的自动调度,保证水电站的持续运行和最大效益。
电气自动化技术可以应用于发电机组的控制。
通过对发电机组的电流、电压等参数的实时监控和控制,可以提高发电机组的运行效率和稳定性。
电气自动化技术还可以应用于水电站的配电和输变电系统,实现对电能的传输和分配的自动控制。
电气自动化技术在水电站中的运用也面临一些挑战。
由于水电站设备的复杂性和多样性,对自动化技术的要求也比较高。
在应用电气自动化技术之前,需要对水电站的设备进行充分的调研和分析,确定合适的自动化方案。
电气自动化技术需要依托于信息技术的支持,包括传感器、仪表、自动控制系统等。
这就要求水电站具备先进的信息技术设备和网络,以便实现数据的实时监测和传输。
水电站的自动化还需考虑到安全和环境的因素,避免因自动化技术的应用而带来的安全隐患和环境污染问题。
电气自动化技术在水电站中的应用具有重要的意义。
自动化技术在水电站电气工程中的应用及展望随着我国经济的不断发展,科学技术日益完善,尤其是电气工程自动化技术在相关领域得到了广泛认可,在水电站建设中也发挥着不可或缺的作用。
自动化技术在水电站电气工程中的应用越来越广泛,在此基础上,对自动化技术在水电站电气工程中的展望也更加美好。
本文分析了将电气工程自动化技术应用于水电站的重要性,对水电站自动化技术进行了讨论和优化。
最后,阐述了自动化技术在水电站电气工程中的应用及展望。
标签:水电站;电气工程;自动化技术;应用;电气工程自动化技术在许多领域得到了广泛应用,尤其是在水电站的建设中起着至关重要的作用。
结合电力自动化技术的发展,探讨了其在水电站电气工程中的应用。
在水电站的建设中,应用电气工程自动化技术可以实现发电设备的自动化和改造,实现水电站的自动化,即系统可以自动发电。
这提高水电站整体运行效率,减少人为错误造成的障碍,保证电力质量,为水电站带来更高的经济和社会效益。
一、提高水电站电气工程自动化技术的重要性水电站自动化技术使所有设备自动、快速、准确、高效地运行。
这不仅可以有效地预防不安全工作的程度,而且还可以在监控系统中及时检测设备事故。
及时处理确保水电工程顺利运行。
此外,将水电自动化系统引入到各个流程中,可以有效降低人力资源成本,从而提高工作的安全系数,降低人员误操作事故的概率。
改善水电站的整体经济条件是我们理想的工作条件,但由于人为控制和设备故障,整个运行技术无法完全实现。
采用自动控制装置对优化后的运行数据进行控制和开发。
结合目前的水力条件,采用最小和最大水力发电法完成水电站的经济任务。
提高人员综合效率,如果充分實施,水电站自动化系统将大大减少水电站人员的操作程序,大大减轻水电站的工作量,允许人员分配到其他任务,或减少员工数量,以提高劳动生产率。
二、电力工程自动化技术在水电站中的应用2.1电力工程自动化技术在水库电站调节器自动化技术中的应用对于一些电站,水头周长较大,从头到尾的整个过程几乎都取决于水轮机水头的设计。
水电站电气工程自动化技术的应用探讨摘要:电气自动化技术大大提高了设备的工作效率,促进了设备高效、高质量的运行。
水电站施工单位应充分重视电气自动化技术的作用,加强电气自动化技术的应用,为水电站系统的运行提供符合电站需求特点的自动化设备,提高自动化设备的管理水平。
关键词:水电站;电气工程;自动化技术;应用1水电站电气工程自动化技术的基本特征1.1自动性电气工程自动化技术的显著特点是全面实现电气设备的自动化监控,合理地替代了电气工程监控中的人工操作方式。
电力工程自动化的技术手段多种多样,因此应将电力自动化监控模式置于系统的中央控制和管理位置。
目前,水电站包括大型电力设备系统,这就决定了在水电站安全管理中应充分利用电力自动化工程运行安全监测手段,充分发挥自动控制技术在水电站安全管理中的实际优势。
在安全监控模式下,降低了水电站的实际成本。
1.2实时性电力工程自动化管理控制系统能够实时采集完整的电力运行状态数据,保证电力安全管理信息满足实时性要求。
目前,水电站现有的自动控制系统能够覆盖各种电气设备,有效地保证了电气自动化的实用性。
在自动化技术的基础上,对水电站原有的控制技术进行了合理的创新和调整,避免了电力系统监控信息的滞后。
在每个时间段内,水电站电气安全故障都能得到实时反馈,避免了发电故障的严重后果。
因此,水电站管理者应重视实时自动化的优势。
1.3节能性大型水电工程的节能环保效益越来越受到人们的重视,因此有必要将节能控制措施纳入水电站的安全管理中。
电力工程自动化的基本实践思路是科学利用现有的水电资源,防止自然生态资源的浪费。
电力自动化作为水电站节能管理的关键技术,可以应用于水电站节能改造的全过程。
由于水电站电力工程自动化技术具有生态节能的特点,水电站能耗呈现出明显的下降趋势。
水电站电气自动控制有利于节约传统能源,有效减少生态污染和环境破坏。
2电气自动化技术在水电站中的应用价值提高水电站运行的安全性和经济性。
自动化技术在水电站中的运用探讨【摘要】随着我国水电站的不断发展和建设,在水电站中已经非常广泛的使用了自动化技术。
水电站作为供电系统中最重要的一部分,它的技术发展极大的影响了我国的电力系统。
本篇文章综合的叙述了水电站自动化技术的作用,在水电站中的应用,同时还探讨了水电站自动化技术存在的问题以及以后的发展方向,希望我国的供电系统可以更好的为人民服务。
随着科学技术的迅速发展,目前水电站自动化技术运营的技术越来越高,在通常情况下是不需要人工参与就可以自动运行的。
自动化系统承担着对水电站各个设备监控、发生状况及时预警等重要任务。
水电站自动化技术的水平,不仅衡量着我国的水电站自动化发展程度,其技术的发展和应用,也是水电站运营中的安全技术保障。
一、水电站自动化的作用在如今发达的科技水平条件下,绝大部分水电站已经实现了自动化运营的模式,在水电站自动运营中,使用自动化技术的设备,可以对供输电过程实现实时监控和控制,减少劳动力,进一步的提高水电站的工作效率。
水电站实施自动化技术是以技术发展为目标,水电站自动化技术的作用如下:(一)提高工作安全可靠性供电系统的可靠运行对发展人们的生活与国家经济有着很大联系,通过在不同类型的水电站中实施自动化设备的装置,可以在水电站生产运行的期间进行实时监测,在发生运营故障时可以及时的发出预警通知,水电站运营时出现问题也可以快速的控制开关,避免发生更大的故障。
对水电站自动化运营之前使用微型计算机编制好程序,规避因为人工操作对设备产生的失误,而且在发生重大故障时,自动化技术设备迅速的对其进行控制操作,提高了水电站运营的安全可靠性。
(二)保证电能的质量在水电站送电输电的过程中,通过调节无功功率和有功功率,可以控制电力的频率和电压,保证电能的质量。
假如水电站在供电的过程中出现了故障,就要迅速的对水电站功率进行调整保证电能质量,人工操作不管是在精度上还是速度上都存在着一定不足,无法高效的满足标准,但是使用水电站中的自动化技术装置就可有效快速的控制调节功率,进一步的保证电能的质量,为水电站的自动运营提供基本的保障。
分析水电站中电气自动化技术的运用发布时间:2023-03-22T07:50:38.043Z 来源:《当代电力文化》2023年1期作者:曹继鹏李晓庆[导读] 水电站电气工程自动化技术主要包括PLC技术、计算机技术曹继鹏李晓庆黄河公司积石峡发电分公司引言:水电站电气工程自动化技术主要包括PLC技术、计算机技术、实时监控技术等。
要实现电力系统的自动化改造,必须在汽轮机调速、橡胶坝监控、调速器、水轮机控制系统、电气设备检修等方面,实现电力设备的安全运行,保证当地在水力发电项目的支撑下得到高质量的供电服务,实现可持续发展战略。
关键词:水电站;电气自动化;技术运用1.水电站电气工程自动化技术要点1.1.PLC技术适用于水电站电气工程应用场景的自动化技术较为多样,包含PLC技术(可编程控制器)。
此项技术涵盖编程器、接口以及主机等多项部分,且PLC技术应用流程。
该技术在应用期间,应当先行了解PLC系统预留余量,通常在I/O点数确定过程中,应当至少设置10%的预留点数余量,而后分析水电站电气工程PLC负载输出电流类型以及输出渠道,从晶闸管或晶体管等不同输出渠道中进行选择,每一项选择都会影响PLC系统运行稳定性。
此外,PLC技术的应用还要选取适合的COM点,由于COM点带有的输出点数量不同,且适用范围不一致,故此应当根据电流规模予以判定。
若水电站电气工程属于大电流,应以带有1个或2个输出点的COM点产品为主,若为小电流,则主张选用带有4个或8个输出点的COM点。
同时,PLC技术需要选用与之匹配的PLC编程器。
常用编程器多包含手持式、图形编程以及兼容软件式产品。
第一种多在小容量PLC系统中比较适合。
第二种则具有易于操作的优势,对于水电站电气人员而言,能在短时间内快速熟练掌握编程器使用技巧,但对应的成本偏高。
最后一种属于高效编程器。
然而,也要在选用此种编程器时考虑消耗的成本是否符合水电站电气工程建设条件。
PLC技术中的电源部分,多以DC24V或AC240V为主,要想强化电源的抗干扰性,需要提前装设1:1隔离变压器。
水电站自动化技术应用水电站自动化技术概念的引入水电站的组成部分主机设备:水轮机、发电机、变压器辅助设备、一次输变电设备、二次测量、监视、控制、保护设备、消防监控系统、水文自动测报系统一、水电站自动化概述1.水电站自动化的作用水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视,能够在无人(或少人)直接参与的情况下,按预定的计划或程序自动地进行。
水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志,同时,自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。
水电站自动化的作用主要表现在以下几个方面:(1)提高工作的可靠性:水电站实现自动化后,一方面可通过各种自动装置快速、准确、及时地进行检测、记录和报警,既可防止不正常工作状态发展成事故,又可使发生事故的设备免遭更严重的损坏,从而提高了供电的可靠性。
另一方面,通过各种自动装置来完成水电站的各项操作和控制(如开停机操作和并列),不仅可以大大减少运行人员误操作的可能,从而也减少了发生事故的机会;而且还可大大加快操作或控制的过程,尤其在发生事故的紧急情况下,保证系统的安全运行和对用户的正常供电,具有非常重大的意义。
(2)提高运行的经济性:水电站实现自动化后,可根据系统分配给电站的负荷和电站的具体条件,合理地进行调度,保持高水头运行,同时合理选择开机台数,使机组在高效率区运行,以获得较好的经济效益。
如何实现各电站合理最优调度,避免不必要的弃水,充分利用好水力资源,对于梯级电站来说尤为重要。
此外,水电站通常是水力资源综合利用的一部分,要兼顾电力系统、航运、灌溉、防洪等多项要求,经济运行条件复杂,单凭人工控制很难实现,实现自动化以后,将有助于电站经济运行任务的实现。
特别是对于具有调节能力的水电站,应用电子计算机不但可对水库来水进行预报计算,还可综合水位、流量、系统负荷和各机组参数等参量,按经济运行程序进行自动控制,大大提高运行的经济性。
(3)保证电能质量:我们知道,电压和频率作为衡量电能质量好坏两项基本指标。
电压正常偏移不超过额定值的±5%,频率正常偏移不超过额定值的±0.2~0.5 HZ。
电压或频率的的稳定主要取决于电力系统中无功功率和有功功率的平衡。
因此要维持系统电压和频率在规定范围内,就必须迅速而又准确地调节有关发电机组发出的有功和无功功率。
特别是在发生事故的情况下,快速的调节或控制对迅速恢复电能质量具有决定性的意义,而这个过程,单纯靠手动操作,无论在速度方面还是在精度方面都是难于实现的,只能借助于自动装置来完成。
可见,提高水电站的自动化水平,是保证电力系统电能质量的重要措施之一。
(4)提高劳动生产率、改善劳动条件:水电站大多地处偏僻山区,远离城镇,职工长期生活在较差的环境之中。
水电站实现自动化后,很多工作都是由各种自动装置按一定的程序自动完成,用计算机监控系统来代替人工操作及定时巡回检查、记录等繁杂劳动,大大改善运行人员的工作和生活环境,减轻了劳动强度,提高了运行管理水平。
同时还可减少运行人员,实现无人值班(或少人值守),提高劳动生产率,降低运行费用和电能成本。
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,水电站自动化包括以下几个方面:(1)完成对水轮发电机组运行方式的自动控制:一方面,实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化,使得上述各项操作按设定的程序自动完成;另一方面,自动维持水轮发电机组的经济运行,根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数,在机组间实现负荷的经济分配,根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。
此外,在工作机组发生事故或电力系统频率降低时,可自动起动并投入备用机组;系统频率过高时,则可自动切除部分机组。
(2)完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视:如对发电机定子和转子回路各电量的监视,对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视,对机组润滑和冷却系统工作的监视,对机组调速系统工作的监视等。
出现不正常工作状态或发生事故时,迅速而自动地采取相应的保护措施,如发出信号或紧急停机。
(3)完成对辅助设备的自动控制:包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制,并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。
(4)完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。
(5)完成对水工建筑物运行工况的控制和监视:如闸门工作状态的控制和监视,拦污栅是否堵塞的监视,上下游水位的测量监视,引水压力管的保护(指引水式电站)等。
二、水电站自动化技术的发展1、常规自动控制系统水电站常规自动控制系统应用最普遍,是一种传统的自动控制系统,它由电磁式继电器构成自动控制回路,主要完成顺序控制,电磁式继电器还可构成水电站设备的保护。
常规自动控制系统是针对特定的控制对象而构成,不同的控制对象的控制系统不相同,当控制对象的保护种类及控制顺序要改变时,则要改变自动控制回路。
常规自动控制系统的弱点在于调节性能较差,难以实现对水电站设备的自动调节及巡回检测。
2、晶体管集成电路控制系统由于常规自动控制系统的弱点存在调节性能较差,难以实现对水电站设备的自动调节及巡回检测等问题,在70年代随着晶体管集成电路的应用,这个问题得到了解决,利用晶体管模拟或数字电路技术,可构成水电站的各种自动调节、巡回检测或保护装置,甚至取代部分机械调节装置。
比如电气液压调速器取代了机械液压调速器;无刷励磁、晶体管励磁系统取代了励磁机、双绕组电抗分流励磁等,从而实现了自动调节。
局限性:1)、晶体管集成电路控制系统同常规自动控制系统一样,是属于由硬件构成的调节控制系统,当调节控制对象的调节参数要改变时须调整电路参数,若要增减功能则须修改硬件电路;2)、电路集成度不高,元件数量较多,就存在元件性能的一致性、筛选、老化等问题。
3)、存在工作点漂移和温度漂移等问题3计算机数字控制系统随着科学技术的高速发展,自80年代起,电子计算机在各个领域得到广泛应用,一种模块化的基于现场总线的水电站计算机监控系统出现,逐步取代了传统的以常规控制、人工操作为主的控制模式,大大提高水电站的自动化程度,实现水电站“无人值班,少人值守”。
1.系统构成:采用了计算机、可编程序控制器(PLC)或智能I/0、微机继电保护装置和专用智能测控装置,通过标准以太网、现场总线将主控机与各个现地控制站、智能装置等有机连接在一起,构成了按功能分工协作的分层分布式综合监控系统。
2.系统的主要特点:(1)开放式体系结构,层次分明,具有良好的扩展性。
(2)分层分布式系统,可以根据监控对象、功能进行配置,具有很好的分散性、开放性和灵活性。
(3)采用冗余配置,具有很高的可靠性。
(4)用中文Windows 操作系统和智能通信等先进技术,便于系统升级。
(5)灵活的组态界面,人机接口能力强,界面友善,易于掌握,方便设计、调试和现场运行。
3.系统主要功能:(1)对电站设备实现自动监视与记录:计算机监控系统自动完成电站设备数据的采集、处理以及设备运行状况的自动监视与记录,包括开关量信息监视,模拟量信息监视,故障/事故报警、记录与显示,SOE 点记录与显示。
(2)对电站实现自动控制:根据上级调度要求和电站自身的具体情况,对电站设备进行操作或调节,包括机组的自动开停和并列以及运行工况的自动转换、机组有功和无功负荷的自动调节、自动发电控制AGC、自动电压控制AVC、断路器操作等。
(3)对发电机、主变、线路等主要设备及辅助设备进行保护与监控。
(4)实现电站运行管理的自动化:实现运行报表的自动生成,运行操作的自动记录,电站设备参数或整定值的记录与保存,所有报表均可自动或召唤打印以及运行人员仿真培训等。
(5)系统通讯:实现与上级调度、水情测报系统、办公自动化网络等计算机系统之间通信,达到信息资源共享,充分发挥整个系统的综合效益。
4、综合自动化系统模式这部分是综合自动化系统的核心和基础。
根据计算机在水电站监控系统中的作用及其常规监控设备的关系,一般有以下三种模式:以常规控制设备为主,计算机为辅;以计算机为主,常规控制设备为辅;取消常规控制设备的全计算机监控系统。
水电站自动控制系统的划分1、按被控制调节对象划分1)、电网层控制系统2)、电站层控制系统3)、机组层控制系统4)、功能单元层控制系统2、按自动化程度划分 1)全自动控制系统 2)半自动控制系统 3)人工控制3、按自动控制系统的设备构成划分1)常规自动控制系统2)静态集成电路控制系统3)计算机数字控制系统4、按控制距离划分1)就地控制2)远方控制四、微机综合自动化在中小型水电站的应用以实现电站的遥控、遥调、遥信和遥测等远动功能。
从而达到电站的无人值班或少人值守的目的。
1、计算机监控系统的配置1)、电站控制层配置电站控制层设备设在中央控制室,由主机操作员工作站、通讯工作站、主控制台、汉字打印机、GPS时钟同步装置、语音报警装置、UPS电源等组成。
电站控制层负责协调和管理各现地控制层的工作;收集有关信息并作相应处理和存储;迅速、准确、有效地完成对本站被控对象的安全监视和控制。
操作员可以在主控制室通过人机接口对数据库和画面在线修改,进行人工设定、设置监控状态、修改限值、事故处理指导和恢复操作指导等功能,并可下传至LCU。
监控命令输出只有监控主机取得控制权的工作执行,作为另一台工作站只作监测、数据通信而无控制输出,两机可互相跟踪,系统软件根据监控主机的运行和通信、硬件、软件等状态,进行跟踪判别,一旦出现异常,系统自动给出切换信号,由另一台工作站代替主机的工作,同时给出主机故障提示,主机修复启动后,自动监测转到主机并将数据输入,并重新处于监控状态。
2)、现地控制层(LCU)配置现地控制层分机组LCU和公共LCU两部分,由人机界面终端(液晶触摸屏)、智能I/O控制器、I/O模块、输出继电器、准同期装置、温度测量装置、转速信号测量装置、数字式测量仪表和交直流双供电源等设备组成。
机、电气一次设备及公用设备等实时监控,通过工业以太网络实现各现地控制层与全站控制层连接交换信息,实现现地设备的监控及数据共享。
当电站控制层因故退出运行时,现地控制层可以独立运行而不受影响。
微机保护装置、转速、温度巡检、调速器、励磁系统等设备通过现地LCU 与以太网联接,实现相应参数的监视和控制。
部分没有通讯接口的设备则通过现地控制单元的I/0模块实现设备的控制和状态检测。
3)、通讯网络及设备配置网络结构形式采用工业以太网,网络通信介质为多模光纤和屏蔽双交电缆线。
网络传输采用Modbus协议,网络传输速率为100Mbit/s,节点数可达340个,网络上的任一节点可以实时向网络上其它节点和网络上发送信息,某一节点故障,自动从网络上退出,不影响网络上的其它节点传输信息。