水电站检修工作中控制设备核心技术的运用

水电站检修工作中控制设备核心技术的运用
摘要：随着我国用电形式的不断紧张和环境问题的不断突出，各种水电工程越
来越多。

在水电站的正常运行过程中，水电站的检修工作异常重要，其是水电站
稳定运行的基础，一旦相关工作没有做到位，不仅对电子生产造成非常大的影响，还容易造成各种安全问题的发生，直接威胁相关设备和人员的安全。

为此，我将
要在本文中对水电站检修工作中控制设备核心技术的运用进行探讨，希望对促进
我国电力事业的发展，可以起到有利的作用。

关键词：水电站；检修工作；控制设备核心技术
1前言
伴随着科学技术的不断发展，水电站建设技术也取得了非常大的发展，电力
生产系统的智能性得到了普遍的提高，这很大程度上得益于各种高科技控制装置
的应用，在很大程度上实现了电力的自动化生产，水电的质量也得到了非常大程
度的提升。

各种控制设备是整个电站的神经中枢，是水电站发电系统先进程度的
一个重要标志，然而检修工作是保障水电站运行的基础，具有十分巨大的意义【1】。

2当前我国水电站检修工作的现状和不足
我国的水资源非常丰富，各种河流众多，高低落差也很大，这给水电站的建
设提供了很好的基础，我国的可利用水资源发电量位居世界第一位。

当前在水电
站的实际检修工作中，还大量依靠传统的人力检修方式，检修效率往往较低，经
常是出现问题后，才开始进行检修，设备的故障率较高，且故障范围较大【2】。

在实际的水电站检修过程中，经常忽视对小问题的检修，存在延迟维修的现象，
这在很大程度上影响到了设备的安全运行。

为了合理对水电设备安排检修，保证
水电站的安全运行，一定要努力改变当前水电站的安全维修现状，及时采用先进
的设备对水电站设备的运行状态进行监测，及时发现问题，及时安排检修，同时
保证维修的质量。

3实施状态监测的必要性
随着环境污染的不断突出，相对比较清洁的水利发电越来越受到人们的重视，发电量占总发电量的比重越来越大。

且水电站机组在发电过程中的灵活性比较高，使得电网的调频和调峰工作变得非常简单。

随着电力市场的不断发展，对发电质
量要求越来越高，对相关设备的检修工作也提出了更高的要求，希望机组得到更
加稳定的运行，避免各种安全生产问题的发生。

为了提高机组运行的稳定性，及
时发现机组运行过程中出现的问题，这都离不开监测技术的影响。

这时因为水利
发电设备在实际工作过程中，其面对的环境是比较复杂的，容易出现磨损和疲劳
的现象，一旦这些变化没有被有效察觉到，从量变积累到质变，就会造成设备故
障的发生，如果不及时进行控制，很容易酿成安全生产事故【3】。

为了有效解
决这个问题，我们可以采用设备运行监测技术，其依靠各种传感器的应用，来有
效提取出设备运行的状态信息，并将这些信息技术通过网络数据传输技术，传输
到上位机上，维修管理人员通过对这些数据的监测，就很容易发现设备运行的异常，能够及时对该异常进行处理，避免设备出现更大的故障。

4水电站中控制设备及其核心技术
随着智能控制技术的不断发展，电力控制系统越来越朝着智能化和自动化的
方向发展，在水电站发电领域中，再也找不到传统的纯手工控制方式，越来越多
采用自动化和智能化控制装备和技术，它们是整个发电系统的控制中枢。

当前在
水电站发电过程中，经常应用到的控制设备包括：水轮机、发电机运行状态检测、DCS系统、励磁控制系统、调速控制器、电力自动化设备等。

5控制设备核心技术的运用
由于机组的叶轮工作环境非常复杂，叶轮在实际工作过程中的负载变化非常
剧烈，为了保证机组运行的安全，在叶轮和传动轴的连接部位设置有剪断销，一
旦叶轮运行阻力过大，就会发生剪断销剪断现象，从而最大程度保证机组设备的
安全。

为了更加及时发现剪断销剪断现象的发生，在剪断销部位会安装剪断销剪
断信号器。

如果机组在正常停机过程中，导叶轮被卡住，造成剪断销剪断事故的
发生，其就会发出信号，或者叶轮在发生异常情况下剪断销剪断，设备也会发出
相应的警报信号。

系统在捕获该信号后，就会迅速关闭蝶阀或者快速闸门，避免
事故的发生。

当前我国各大水利发电厂经常采用的是JX剪断销信号器、CJX剪断
信号器和JXZ剪断信号发生器。

其中CJX剪断信号发生器和JXZ剪断信号发生器
属于一次性的剪断信号发生器，不能连续进行使用，必须要更换剪断销的过程中，同时进行更换。

通过我国技术人员的不断努力研制，现在出现了一种新型的剪断
信号发生器，其实现了模块化集成制造，将所有的零部件都集成在一个小盒子内，并将接头引到外部箱体中，和剪断销直接进行连接，使用和维护非常方便【4】。

在剪断销发生剪断现象后，其会有效检测出来导叶轮和传动轴运行的不同步，从
而发生剪断销剪断信号，提醒工作人员及时进行处理。

在剪断销更换的过程中，
只需将连接头从剪断销上取下即可，不必对剪断信号发生器进行更换，可以连续
进行使用。

励磁调节器的运用。

随着用电形势的不断复杂，电网的负荷变化往往非常大，需要随着负荷的波动，及时对励磁电流进行调节，让机端电压维持在额定的水平。

励磁装置是水轮发电机最为重要的装置之一，其主要负责对机组的发电进行励磁，其运行的可靠性和稳定性对发电质量有着非常直接的影响。

在水电站的发电运行
过程中，通常采用的是同步励磁发电系统，对励磁系统采用的是微机控制技术，
具有完善的励磁限制功能。

其可以实时对励磁电流进行调整，保证电力系统稳定
的电压输出，还能实现并联机组功率的平衡分配，保证机组都可以运行在稳定的
工作区间，还能提高并联发电的稳定性。

微处理器的引入让传统的励磁调节器具有了更加完善的功能，通过传感器技
术的应用，可以有效提取出励磁系统的工作状态，并将这些信息及时上传到上位
机中，其可以采用模拟数据通信方式、状态信息通信方式、脉冲通信方式、数字
通信方式等。

计算机系统在提取到这些信息后，就可以及时对这些信息进行处理，对机组的运行状态及时进行调整，及时对运行方式进行切换，分析当前机组运行
是否出现异常，还可以及时对励磁电流大小进行调整，调整机组的电压输出，保
证机组发电的质量，提高机组运行的效率。

PLC又可称为可编程控制器，其是计算机技术发展的产物，在其内部一般都
含有数片的单片机系统，其具有运行简单计算机指令的功能，为了加强这些单片
机的功能，这些单片机的扩展功能也很强大，很多单片机都具有通信的功能，这
在很大程度上对PLC的功能进行了扩展。

在PLC的外部有很多的输入和输出接口，输入接口可以对外部各种开关输入量进行输入，在经过其内部微处理器的运算加
工后，就可以通过外部端口来输出各种控制信号，有效对外部设备进行控制。

有
些高级的PLC甚至具有通信功能，内部会集成有各种通信协议，其可以和上位机
甚至和设备进行数据的通信，这又可以控制设备完成复杂的操作，或者将重要的
数据及时上传到上位机，让操作人员对整个发电系统的运行状态，有一个非常清
晰的掌握，从而让其及时对发电系统的控制进行调整。

结语
水电发电系统发电总量在总发电量中的比重不断增加，对水电站的各项工作提出了越来越高的要求，要求我们充分做好发电系统的检修和维护工作，通过各种先进控制设备的应用，能够更加及时监测到各种问题的发生，及时作出应对，在提供系统运行稳定性和可靠性的同时，也降低了设备的故障率，让各种维修工作的开展更加及时。

参考文献：
[1] 何勇，罗金鹏. 浅谈水电站检修安全管理[A]. 2009年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C]. 2009：19-20.
[2] 程儒松. 水电站生产职业化管理模式简介[A]. 四川、贵州、云南三省水电厂（站）机电设备运行技术研讨会论文集[C]. 2010：33-34.
[3] 王有帅. 水电站的经济运行探讨[A]. 2013年8月建筑科技与管理学术交流会论文集[C]. 2013：57-58.
[4] 卢进玉，马龙，肖艳凤. 水电站检修维护管理现状及趋势[A]. 第十八次中国水电设备学术讨论会论文集[C]. 2011：29-30.。