水电站自动化讲解
xx水电站自动化改造
xx水电站自动化改造引言概述：自动化技术在各个领域的应用越来越广泛，其中包括水电站。
随着科技的不断发展，xx水电站决定进行自动化改造，以提高生产效率、降低运营成本，并提高安全性和可靠性。
本文将从以下五个方面详细阐述xx水电站自动化改造的内容。
一、设备监控与控制1.1 引入先进的监控系统：通过安装先进的监控系统，可以实时监测水电站各个设备的运行状态和性能指标，如水位、流量、温度等，以及设备的故障和报警信息。
1.2 远程控制技术：采用远程控制技术，可以实现对水电站设备的远程操作和调控，提高运维人员的工作效率，同时降低了人员的工作强度和安全风险。
1.3 自动化控制算法优化：通过优化自动化控制算法，可以提高水电站设备的运行效率和稳定性，实现更加精准和智能的控制。
二、数据采集与分析2.1 传感器网络建设：在水电站各个关键位置安装传感器，实时采集各种数据，如水位、压力、温度等，建立覆盖全面的传感器网络，为后续数据分析提供基础。
2.2 大数据分析应用：通过对采集的大量数据进行分析和挖掘，可以发现潜在的问题和隐患，提前预警，同时优化水电站的运行策略和维护计划，提高整体的效益。
2.3 数据可视化展示：将分析结果以可视化的方式展示，如图表、报表等，方便运维人员和管理层进行数据分析和决策，提高水电站的管理水平和决策效率。
三、安全监控与防护3.1 智能安防监控系统：通过安装智能安防监控系统，实时监测水电站周边的安全状况，包括入侵检测、视频监控等，及时发现异常情况并采取相应措施。
3.2 安全漏洞检测与修复：对水电站的网络和系统进行定期的安全漏洞检测，及时修复潜在的安全隐患，防止黑客攻击和数据泄露等风险。
3.3 紧急事件响应机制：建立完善的紧急事件响应机制，包括应急预案、演练等，确保在突发事件发生时能够迅速响应和处理，最大程度减少损失。
四、能源管理与优化4.1 能源消耗监测：通过安装能源消耗监测系统，实时监测水电站的能源消耗情况，包括电力、水资源等，为能源管理和优化提供数据支持。
水电站自动化
水电站自动化近年来，随着科技的快速发展，水电站自动化技术也正在不断迎来新的突破。
水电站自动化是指通过先进的计算机技术和控制系统，实现对水电站的自动化管理和控制，以提高水电站的效率、安全性和可靠性。
本文将探讨水电站自动化的意义、技术手段以及面临的挑战。
首先，水电站自动化具有重要的意义。
一方面，水电站作为重要的能源供应基地，对国家经济发展起着举足轻重的作用。
水电站自动化可以提高水电站的发电效率，减少能源损耗，为国家节约能源资源。
另一方面，水电站自动化可以提高水电站的运行安全性和可靠性。
通过自动化控制系统，可以实时监测水电站的运行情况，及时发现问题并采取措施，避免事故发生，保障水电站运行的顺利进行。
水电站自动化还能减少人力投入，降低劳动强度，提高工作效率。
其次，水电站自动化涉及多种技术手段。
其中，核心技术是计算机技术和控制系统。
通过计算机技术，可以实现对水电站的远程监控和数据处理，提高对水电站运行状态的判断和决策能力。
控制系统包括传感器、执行器和自动化控制软件等组成部分，用于监测和控制水电站的各项参数和设备。
此外，水电站自动化还涉及到网络通信技术、数据存储与管理技术、人机界面技术等等。
这些技术手段紧密结合，共同实现对水电站的全面自动化管理和控制。
然而，水电站自动化也面临一些挑战。
首先，水电站自动化的成本较高。
要实现水电站的自动化，需要投入大量的资金用于技术设备的购置和维护。
其次，水电站的自动化系统需要具备高度的稳定性和可靠性，否则可能会给水电站的正常运行带来风险。
此外，水电站自动化还需要面临人力资源的挑战。
要实现全面自动化，需要拥有一批掌握相关技术的专业人才，目前市场上缺乏这方面的高素质人才。
这些挑战需要通过政府支持和企业努力来克服，以推动水电站自动化技术的发展与应用。
综上所述，水电站自动化是一个具有重要意义的领域。
它能够提高水电站的效率、安全性和可靠性，为国家节约能源资源，促进经济发展。
水电站自动化的技术手段多种多样，包括计算机技术、控制系统以及网络通信技术等。
水电站发电运行方案的自动化控制系统
水电站发电运行方案的自动化控制系统随着科技的不断进步和发展，自动化控制系统在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
对于水电站这种大型能源发电基地来说，自动化控制系统的应用可以提高发电效率和运行安全性。
本文将就水电站发电运行方案的自动化控制系统进行论述和讨论。
一、背景介绍水电站作为一种清洁、可再生的能源发电方式，受到越来越多的关注和推崇。
然而，水电站发电过程中的运行安全性、环保性以及经济性等方面的要求也越来越高。
在这样的背景下，自动化控制系统的应用势在必行。
二、自动化控制系统的作用和优势自动化控制系统的应用可以实现对水电站发电过程中各个环节的精细化控制，从而提高发电效率和减少能源浪费情况的发生。
其作用和优势主要体现在以下几个方面：1. 实时监测和数据采集：自动化控制系统可以对水电站各个工艺参数进行实时监测和数据采集，实现对整个发电过程的全面掌控。
2. 远程控制和调节：自动化控制系统可以实现对水电站各个设备的远程控制和调节，无需人工干预，降低了操作风险和人工成本。
3. 故障诊断和预警：自动化控制系统可以对水电站的设备状态进行故障诊断和预警，及时排除潜在的故障隐患，确保发电过程的安全性和可靠性。
4. 数据分析和优化调整：自动化控制系统可以对水电站的运行数据进行分析和优化调整，提供科学依据和指导，最大限度地提高发电效率和经济效益。
三、自动化控制系统的组成和实施水电站发电运行方案的自动化控制系统主要由以下几个模块组成：1. 控制中心：负责对整个自动化系统进行集中控制和监测，实现对发电过程的全面管理。
2. 传感器和执行器：负责对水电站各个设备的状态进行实时监测和数据采集，以及根据控制指令进行相应的执行动作。
3. 数据通信网络：负责传输和交换控制系统中各个模块之间的数据和信息，确保实时性和可靠性。
4. 数据处理和存储模块：负责对采集到的数据进行处理和存储，为后续的数据分析和优化调整提供支持。
5. 用户界面：提供用户友好的操作界面，方便用户对发电过程进行监测和调控。
水电站自动化技术应用
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。
水电厂自动化(1)概论
1.水电厂在电力系统中的作用：1担负系统的调频、调峰任务。
电能不能大量存储，其生产、输送、分配和消耗必须在同一时间内完成。
为了保持系统的频率在规定的范围内，系统中就必须有一部份发电站和发机电组随负荷的变化而改变出力。
以维持系统内发出的功率和与消耗的功率平衡。
对于变化幅度不大的负荷，频率的调整任务主要是由发机电组的调速装置来完成。
对于变化幅度较大、带有冲击性质的负荷，则需要有专门的电站或者机组来承担调频的任务。
2担负系统的备用容量。
具有一定的备用容量，是电力系统进行频率调整和机组间负荷经济分配的前提。
由于所有发机电组不可能全部不间断地投入运行，而且投入运行的发机电组也不是都能按额定容量工作，故系统中的电源容量并不一定等于所有发机电组额定容量的总和。
为了保证供电可靠性和电能质量，系统的电源容量应大于包括网损和发电站自用电在内的系统总负荷。
2.电力系统备用容量分类：1负荷备用。
用于调整系统中短时的负荷波动，并满足计划外负荷增加的需要。
这种备用容量应根据系统负荷的大小、运行经验和系统中各类用户的比重来确定，普通为系统最大负荷的2%—5%。
2事故备用。
用于代替系统中发生事故的发电设备，以便维持系统的正常供电。
事故备用容量与系统容量、发机电台数、单机容量、各类型发电站的比重和供电可靠性的要求等因素有关，一般约为系统最大负荷5%—10%，并不应小于系统中最大一台机组的容量。
3检修备用。
是为定期检修发电设备而设置的，与负荷性质、机组台数、检修时间长短及设备新旧程度有关。
3.水电厂自动运行的内容：1自动控制水轮发机电组的运行，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等自动控制程序。
2自动维持水轮发机电组的经济运行。
3完成对水轮发机电组及其辅助设备运行工况的监视和对辅助设备的自动控制。
4完成对主要电气设备（如主变压器、母线和输电路线等）的控制、监视和保护。
5完成对水工建造物运行工况的控制和监视，如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否阻塞的监视，上下游水位的测量监视、引水压力钢管的保护等。
水电站自动化讲解
1.7 数字式并列装置1.7.1 概述用大规模集成电路微处理器（CPU ）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。
模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期s T 时间内，把S ω假设为恒定。
数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，按照e δ当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。
数字式并列装置由硬件和软件组成，以下分别进行介绍。
1. 主机。
微处理器（CPU ）是装置的核心。
2. 输入、输出接口通道。
在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的信息不能直接与主机总线相连，它必须由接口电路来完成信息传递的任务。
3. 输入、输出过程通道。
为了实现发电机自动并列操作，需要将电网和带并发电机的电压和频率等状态按照要求送到接口电路进入主机。
(1) 输入通道。
按发电机并列条件，分别从发电机和母线电压互感器二次侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相角差等三种信息，作为并列操作的依据。
1）交流电压幅值测量。
采用变送器，把交流电压转换成直流电压，然后由A ／D 接口电路进入主机。
对交流电压信号直接采样，通过计算求得它的有效值。
如图1.18所示。
2）频率测量。
测量交流信号波形的周期T 。
把交流电压正弦信号转化为方波，经二分频后，它的半波时间即为交流电压的周期T 。
3）相角差e δ测量。
如图1.19所示，把电压互感器电压信号转换成同频、同相的方波信号。
（2）输出通道。
自动并列装置的输出控制信号有：1）发电机转速调节的增速、减速信号。
图1.17 数字式并列装置控制逻辑图2）调节发电机电压的升压、降压信号。
3）并列断路器合闸脉冲控制信号。
这些控制信号可由并行接口电路输出，经放大后驱动继电器用触点控制相应的电路。
4. 人一机联系。
主要用于程序调试，设置或修改参数。
水电厂自动化
水电厂自动化水电厂自动化是利用先进的技术手段和设备，将水电厂的运行和管理过程自动化的一种方法。
随着科技的不断进步，水电厂自动化已经成为现代水电厂建设和改造的必然选择。
本文将从水电厂自动化的背景、技术应用以及优势和挑战等方面进行探讨。
一、背景随着经济的快速发展和人口的持续增长，能源需求不断增加。
而水电作为可再生能源的一种，具有环保、可持续的特点，逐渐成为重要的能源供应方式。
然而，传统的水电厂一直存在一些问题，如人工操作复杂、效率低下、安全性难以保证等。
为了充分发挥水电能源的优势，提高发电效率，降低运营成本，水电厂自动化的出现成为必然选择。
二、技术应用1. 数字控制系统传统的水电厂多依赖人工操作，而数字控制系统的引入可以实现对整个水电厂的集中控制和监测。
通过传感器、仪表等设备获取数据，然后通过控制器进行分析、计算和判断，再反馈给执行机构进行控制，从而实现对水电厂各个环节的自动化控制。
2. 数据通信技术水电厂自动化需要大量的数据实时传输和互通。
采用现代化的数据通信技术，如以太网、无线通信等，可以实现水电厂各个部分之间的联网，方便数据的传输和共享，提高运维效率。
3. 远程监控系统水电厂的远程监控系统可以实现对分散式水电站的监测和控制。
通过远程监控中心，运维人员可以实时获取水电站的各项数据，并进行远程操作和调度。
这不仅提高了运维的效率，也提升了水电厂的安全性。
三、优势1. 提高发电效率水电厂自动化能够实现对发电量、水位、水压等参数的自动控制和调节，优化发电机组的运行状态，提高整体发电效率。
2. 减少人为差错传统的人工操作容易出现疏忽或错误，导致事故的发生。
而自动化系统能够全天候无人巡检，减少了人为差错的概率，提高了水电厂的安全性和稳定性。
3. 降低运营成本水电厂自动化系统能够实现对设备的智能诊断和维护，提前发现并解决潜在问题，减少了维修成本和停机时间，降低了运营成本。
四、挑战1. 技术风险水电厂自动化的实施面临的技术风险是不可忽视的。
水电站自动化控制流程
水电站自动化控制流程随着科技的进步和社会的发展，水电站自动化控制系统得到了广泛的应用和发展。
自动化控制系统能够提高水电站的发电效率、减少人力投入、优化能源利用等。
本文将以水电站自动化控制流程为主题，分析其具体的运行过程。
一、引言随着水电站发电的规模和复杂程度的增加，传统的人工操作方式已经无法满足现代化的要求。
自动化控制系统应运而生，其核心目标是实现设备的智能化和自动化。
水电站自动化控制流程是保证水电站正常运行的重要环节，对于提高发电效率和运行安全性具有重要意义。
二、水电站自动化控制流程的基本原理1. 感知阶段自动化控制系统首先需要感知水电站各个节点的运行状态和环境参数。
通过传感器等设备，监测水位、水压、温度、湿度等信息，并将其转化为电信号。
2. 传输阶段在感知阶段获取到的数据需要被传输到中央控制室进行处理。
传输方式一般采用有线或无线通信方式，确保数据的及时和准确传输。
3. 控制阶段中央控制室接收到传输过来的数据后，进行数据的处理和分析。
根据预设的控制策略和运行参数，对水电站的设备进行控制操作。
同时，也会监测设备的运行状态，及时发现并解决潜在问题。
4. 反馈阶段自动化控制系统会实时地获取控制操作后的设备反馈信息，如设备运行状态、电力输出等。
通过与预期结果进行比对，反馈信息可以用于系统的优化和调整，以达到更好的效果。
三、水电站自动化控制流程的优势与挑战1. 优势（1）提高发电效率：自动化控制系统能够对水电站各个设备进行智能化的调度和控制，实现最佳运行状态，提高发电效率。
（2）减少人力投入：自动化控制系统能够代替人工进行繁琐的操作，减少了人力投入，降低了运行成本，且可以避免人为错误。
（3）优化能源利用：通过实时监测和调整，自动化控制系统可以更好地掌握水电站的供需情况，实现能源的合理利用和节约。
2. 挑战（1）系统安全性：自动化控制系统中，涉及到大量的数据传输和处理，系统的安全性和抗干扰能力是必须要考虑的方面。
水电站综合自动化装置原理及应用课件
发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，水电 站综合自动化装置将更加智能化，
能够自适应地调整运行参数和控 制策略。
集成化
未来水电站综合自动化装置将更加 集成化，能够实现多系统的整合和 统一管理，提高水电站的运营效率。
远程化
随着通信技术的发展，水电站综合 自动化装置将能够实现远程监控和 控制，方便远程管理和维护。
致设备运行异常。
传感器精度下降或失效， 导致数据采集不准确。
控制软件出现错误或崩 溃，影响装置的正常运
行。
解决方案
通信故障解决方案
检查通信线路是否正常，检查接口连接是否牢固，更新通信协议或更 换通信模块。
电源故障解决方案
配置稳定的供电电源，安装不间断电源(UPS)以应对突发断电情况， 定期检查电源线路和设备。
传感器故障解决方案
定期校准传感器，确保其精度；使用冗余设计，当某个传感器失效时， 其他传感器仍能提供备用数据。
软件故障解决方案
定期更新软件版本，修复已知的漏洞和错误；建立软件容错机制，当 软件出现异常时，能够自动切换到备用程序或重置状态。
04 水电站综合自动化装置的 维护与保养
日常维护
每日检查
检查装置的外观、连接线 和仪表是否正常，确保没 有异常情况。
02 水电站综合自动化装置的 应用
在水轮发电机组中的应用
自动化控制
水电站综合自动化装置能够实现水轮 发电机组的自动化控制，包括机组的 启动、停止、调节和故障处理等操作 。
监测与诊断
装置实时监测水轮发电机组的工作状 态，如发现异常情况，及时进行报警 并诊断故障原因，提高机组的可靠性 和安全性。
水电站自动化元件的介绍-电子版
水电站自动化元件的介绍-电子版【正文】水电站自动化元件的介绍1.概述1.1.水电站自动化的基本概念水电站自动化指的是利用先进的控制技术和设备，对水电站的运行进行自动化管理和控制，提高运行效率和安全性的一种系统。
1.2.水电站自动化元件的作用水电站自动化元件是实现水电站自动化控制的关键部件，它们具有监测、测量、控制等功能，为水电站提供了有效的监控和控制手段。
2.传感器及仪表元件2.1.接口变送器接口变送器是将传感器所测得的物理量转换为工程量的电信号，并输出给执行器或控制器的元件。
它具有信号转换精度高、抗干扰能力强等特点。
2.2.压力传感器压力传感器是测量水电站管道或设备中压力变化的传感器。
它通过感应被测介质的压力变化，将压力信号转换为与压强成比例的电信号。
2.3.液位传感器液位传感器主要用于测量水电站中的水位高度变化。
它可以通过浮球、浮子、压阻或超声波等方式测量水位，将水位信号转换为电信号进行传输。
2.4.温度传感器温度传感器用于检测水电站中的温度变化。
常用的温度传感器包括热电偶、热电阻、红外线传感器等，它们能将温度变化转换为相应的电信号。
3.执行器元件3.1.电动执行器电动执行器是水电站中常用的执行器元件之一，它能将控制信号转换为机械位移或力，来实现对设备的控制。
常见的电动执行器包括电动阀门、电机等。
3.2.气动执行器气动执行器利用气压作为动力源，通过控制气源的开关来实现对设备的控制。
它具有体积小、重量轻、响应速度快等特点，广泛应用于水电站的控制系统中。
3.3.液压执行器液压执行器利用液体的压力来传递和控制力，实现对设备的控制。
它具有传动力大、控制精度高等特点，适用于一些需要承受大力或实现精确控制的场合。
4.控制器元件4.1.PLC（可编程逻辑控制器）PLC是水电站控制系统中常用的控制器元件，它能根据预设的程序，对输入信号进行逻辑运算和控制输出信号，实现对设备的自动化控制。
4.2.DCS（分布式控制系统）DCS是一种将控制任务分配给多个控制节点，并通过一个总线系统进行协调和通信的控制系统。
水电站自动化的内容
水电站自动化的内容一、水电站自动化的意义1.提高生产效率。
水电站通过自动化系统可以实现对水电站设备和系统的实时监测、控制和优化，提高设备的利用率和运行效率，降低运行成本，提高生产效率。
2.提高发电效率和稳定性。
水电站自动化系统可以实现对水电站整个发电过程的智能监控和调控，及时发现问题并采取措施，提高发电效率和稳定性。
3.降低运行成本。
水电站通过自动化系统可以实现对水电站设备和系统的智能管理，对设备进行有效的维护和保养，减少停机时间和维修成本，降低运行成本。
4.提高安全生产水平。
水电站自动化系统可以实现对水电站设备和系统的实时监测和智能保护，预防设备故障和事故的发生，提高水电站的安全生产水平。
5.满足现代化生产要求。
随着信息化技术和智能化技术的发展，水电站需要不断提升自身的管理水平和技术水平，实现现代化生产要求。
二、水电站自动化的技术体系水电站自动化系统主要由监控系统、控制系统、保护系统和调度系统等组成。
1. 监控系统是水电站自动化系统的基础，主要用于实时监测水电站的设备和系统运行状态，收集设备运行数据，分析设备性能指标，为运行管理决策提供数据支撑。
2. 控制系统是水电站自动化系统的核心，主要用于对水电站设备和系统进行智能控制，实现设备的自动化运行和优化调控。
3. 保护系统是水电站自动化系统的重要组成部分，主要用于监测水电站设备和系统的运行状态，及时识别设备故障和事故，并采取保护措施，防止事故扩大。
4. 调度系统是水电站自动化系统的管理平台，主要用于水电站设备和系统的运行调度，协调水电站各部门的工作，提高水电站的生产效率和运行稳定性。
水电站自动化系统还可以与企业信息系统、智能仪表系统、远程监控系统等进行联网，实现水电站生产管理的信息化和智能化。
三、水电站自动化的发展现状目前，我国水电站自动化技术已经取得了一定进展，在大中型水电站和新建水电站中广泛应用，取得了较好的效果。
水电站自动化技术主要表现在以下几个方面：1.监控系统。
水电站自动化
1. 与火电相比，水电运行有什么特点？答：水电站生产过程比较简单。
水轮发电机组起动快，开停机迅速，操作简便，并可迅速改变其发出功率。
同时，水轮发电机组的频繁起动和停机，不会消耗过多能量，而且在较大的负荷变化范围内仍能保持较高的效率。
2. 水电站在电力系统中可承担哪些作用？答：一、担负系统的调频、调峰任务。
二、担负系统的事故备用容量。
3. 什么是备用容量，按用途不同可分为哪些种类？答：为了保证供电的可靠性和电能质量，系统的电源容量应大于包括网损和发电站自用电在内的系统总负荷，即发电负荷。
系统电源容量大于发电负荷的部分，即称为备用容量。
一、负荷备用。
用于调整系统中短时的负荷波动，并满足计划外负荷增加的需要。
二、事故备用。
用于代替系统中发生事故的发电设备的工作，以便维持系统的正常供电。
三、检修备用。
是为定期检修发电设备而设置的，与负荷性质、机组台数、检修时间长短及设备新旧程度等有关。
四、此外，为满足负荷超计划增长设置的备用，称为国民经济备用。
4. 水电站自动化的目的是什么？有哪些主要内容？答：水电站自动化的目的是：一、提高工作的可靠性。
二、保证电能质量。
三、提高运行的经济性。
四、提高劳动生产率。
主要内容包括：一、自动控制水轮发电机组的运行方式，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化。
二、自动维持水轮发电机组的经济运行。
三、完成对水轮发电机级及其辅助设备运行工况的监视和对辅助设备的自动控制。
四、完成对主要电气设备的控制、监视和保护。
五、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等。
5. 计算机控制系统由哪些部分组成？答：计算机控制系统由计算机（又称中央处理机）、外围和外部设备及被控制对象构成。
6. 分布控制将整个电站的控制功能分为哪两级，这种控制的优点是什么？答：分布控制将整个电站的控制功能分成两级，即全站管理级和单元控制级。
分布控制的优点：一、工作可靠。
简述水电站自动化技术及其应用
简述水电站自动化技术及其应用水电站自动化技术是在现代科技的推动下不断发展壮大的，它的应用范围越来越广泛。
随着工业发展和环境保护意识的增强，水电站自动化技术在节能减排、提高效率、提升安全性等方面发挥着重要作用。
本文将简述水电站自动化技术及其应用。
水电站自动化技术是对水电站的运行和控制过程进行自动化改造，以提高水电站的运行效率和安全性。
水电站自动化技术的核心是通过现代计算机和控制系统，对水电站的各个部分进行集中管控，实现全自动、半自动或远程操作。
首先，水电站自动化技术在节能减排方面具有重要意义。
传统水电站需要人工操控，存在能源浪费和环境污染的问题。
而自动化技术的应用可以实现水电站的优化调度，通过合理的发电计划和供电策略，最大程度地降低水电站的能耗，实现节能减排的目标。
同时，自动化技术能够及时监测和控制水电站的各个环节，避免因人为疏忽或操作失误而导致的能源浪费和环境污染。
其次，水电站自动化技术在提高效率方面发挥着重要作用。
传统水电站的运行需要大量的人力和物力投入，效率较低。
而自动化技术的应用可以实现设备的自动控制、数据的自动采集和处理，大大提高了水电站的运行效率。
通过自动化技术，可以实现设备的远程监控和故障诊断，减少运行事故的发生概率，提高水电站的可靠性和服务水平。
此外，水电站自动化技术还可以提升水电站的安全性。
传统水电站存在一定的安全隐患，如设备老化、操作不当等问题。
而自动化技术的应用可以实现对设备状态的实时监测和预警，及时发现隐患并采取相应的措施。
自动化技术还可以对水电站进行全面监控，通过数据分析和模型预测，识别出潜在的风险，并提前采取预防措施，确保水电站的安全运行。
在实际应用中，水电站自动化技术已经得到了广泛的应用。
各国政府和企事业单位纷纷投入资金和精力，推动水电站的自动化升级。
目前，许多大型水电站都已经实现了自动化操作，提高了水电站的生产效率和安全性。
同时，水电站自动化技术也与其他领域的技术相结合，如物联网、云计算等，形成了水电站智能化的发展趋势。
水电站自动化的内容
水电站自动化的内容首先,水电站自动化的内容与水电站型式、容虽、需要实现的功能密切相关。
通常而言,它有下列几个主要内容:2.1 自动化检测检测整个水电站的基础是电站自动化运行设备的各项参数。
其中包括:机组及其辅助设备、电站的公用设备、水工建筑物与其操作设备、变电稠开关没备等,甚至还连带水库的水持测报系统。
其中非电虽有转角转速、水量、温度、压力、波位和机械振动及转速等,电星有电流、电压、频率、电能和功率及功率因数等,而检测的内容是:检查、最值、监视及记录与显示。
记录有定时和连续两种。
和定时两种。
检测的结果是电站安全运行的一个重要环节和基础,据此可以实现下述的自动操作、自动控制和自动保护。
2.2 自动操作按不同的操作对象分为此四种:(1) 远动通讯系统、报警信号系统、开关站设备的操作等是全厂性基本操作(2) 引水式水电站首部机组取水口闸门的操作和溢洪闸门的操作和一阵阀门的操作等是水工建筑物设备的自动操作(3) 排水系统、乐缩空气系统、广用供电系统等为电纳公用设备的自动操作(4)让脉冲自动按照规定的程序完成不同操作是机器自动操作,即开机且发电转调相、进入系统、停机、发电转抽水等。
此脉冲指令通常从中央控制室和自机旁盘发出,分别为集中控制式和就地控制式2.3 自动化控制由自动控制原理的解释来看,上述各项操作的性质都是开环操作。
除此之外也是有一些是属于闭环性质的控制。
机组和电站的最基本的自动控制装置,是励磁调节器与调速器,前者为机组电压的闭环操控系统,后者为机组转速的闭环操控系统。
通过改变励磁调节器的一些数值来控制机组的无功出力,再通过改变调速器的整定值来调整机组的有功出力。
此外,还有如设置成组调节设备的方法,将全厂机组视为一台机组来调整,这样就形成自动调频装置、有功功率成组调控装置和无功功率成组调控装置的目的了。
2.4自动化保护水电站的自动保护措施主要分为三个基本等级:(1)发出警报:针对一些对机组危害不严重的运行情况,包括加发电机定于推力轴承或者导轴承升温机组冷却水源中断、温度超限、油槽油面异常等意外,这时保护就会自动做出警告或立刻投入使用,提示相关工作人员严格监视,并采取及时防护措施。
水电站的自动化控制系统设计与实现
水电站的自动化控制系统设计与实现引言在现代社会中，能源的需求与日俱增，对于清洁、可再生能源的发展也越来越重视。
水电站作为一种常见的清洁能源发电方式，在能源行业中具有重要的地位。
为了提高水电站的效率、安全性和可靠性，自动化控制系统被广泛应用于水电站的设计与实现中。
本文将探讨水电站的自动化控制系统的设计与实现方法，以及其对于水电站运作的重要性。
1. 水电站的基本原理水电站是利用水能转化为电能的发电设施。
其基本原理是利用水流的动能驱动水轮机，再经过发电机的转化将机械能转化为电能。
为了保证水电站的正常运行，需要有一个可靠、高效的控制系统来实现对水轮机和发电机的控制。
2. 自动化控制系统的概述自动化控制系统是指利用计算机技术、仪器仪表和传感器等设备，对生产过程进行全面、自动控制的系统。
在水电站中，自动化控制系统扮演着重要的角色，通过实时监测和控制水轮机的转速、水流量、水位等参数，实现对水电站的运行进行全面而精细的控制。
3. 自动化控制系统的设计在水电站的自动化控制系统设计中，需要考虑多个方面的因素，包括安全性、可靠性、灵活性和经济性等。
首先，安全性是自动化控制系统设计的重要考虑因素之一。
水电站作为一种特殊的设施，其工作环境相对复杂，存在一定的安全风险。
因此，在设计自动化控制系统时，应该考虑到水电站运行过程中可能发生的各种安全事件，并采取相应的措施来保证设备、人员和环境的安全。
其次，可靠性也是自动化控制系统设计中的一个关键点。
水电站作为能源发电设施，需要保证其在各种环境条件下都能稳定运行。
因此，在自动化控制系统的设计中，应该采用可靠的传感器和仪表设备，以及稳定的控制算法，保证水电站的可靠性和稳定性。
同时，灵活性也是自动化控制系统设计中需要考虑的因素之一。
随着技术的不断发展，水电站的设计和运行方式也在不断变化。
因此，自动化控制系统的设计应该具有一定的灵活性和可扩展性，以适应新的技术发展和需求变化。
最后，经济性也是自动化控制系统设计的一个重要目标。
简析水电工程电气自动化技术
简析水电工程电气自动化技术我国水能资源居世界首位，但是我国水能资源开发利用水平比较低，水电站自动化程度与发达国家相比还比较落后。
怎样增大开发力度，运用丰富的水能资源，对于我国现代化建设和可持续发展斩落的实施具有重大意义。
一、水电自动化内涵当下，水电站的自动化程度是衡量水电站现代化水平的重要指标。
实现自动化主要是保证水电站生产中的一系列操作、控制等环节，在无人以及少人的直接参与下，依旧能够保证水电站的正常生产。
此外，水电站采用自动化技术也是实现水电站安全经济运行不可缺少的方法。
电气自动化在水电中的应用能够有效地提高生产可靠性、提高运营经济性。
此外，还具有确保电能质量、提高生产率、改善劳动条件等功能。
一般而言，水电站实施自动化需要涉及到大坝监护、水库调度和电站运行等方面。
二、水电自动化内容2.1自动控制水轮发电机组运行方式在水电工程自动化控制技术中主要是对水电工程中水轮发电机组运行的方式进行控制，自动化控制技术主要是控制以下两个方面，一方面是实现自动开停机、发电转调相转发电等运行。
专业人士实现了对自动化装置进行对应的设置，这种设置可以让他们可以按照预设的程序自动完成开停机、发电转调相转发电等操作，从而减少了人力的投入。
另一方面，在水轮发电机组运行中进行自动化控制技术可以按照水电站实际情况自动挑选经济合理的运行方式。
自动化装置会依据程序分析的现实情况，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。
另外，当运行机组发生故障或电力系统频率较低时，还可以自动开启备用机组，保证机组的正常运行；当频率偏高，则会自动停止部分机组。
2.2监视水轮发电机组及其辅助设备运行工况在水轮发电机组中以及其辅助设备的运行中进行自动化装置可以有效地监督运行的状况。
进行自动化装置可以监视各种设备在运行情况下发生的故障，如果有一种设备在运行的时候发生故障，自动化装置就会快速的作出反应。
水电站自动化元件的介绍
排水设备
辅机设备自动控制单元
(3)水电厂压缩空气设备自动控制单元以可编程序控制器
(PLC)为控制核心，由软启动器、双路控制电源、触摸 屏等组成。控制单元通过压力、温度、流量等外围检测 设备检测储气罐压力、空压机及气缸的压力、气缸温度 以及冷却水流量，通过软启动器启停空压机自动控制贮 气罐内的气压在规定的工作压力范围内。在空压机的启 、停过程中，实现卸荷启动、自动供停冷却水，自动排 污控制以及备用空压机的自动投切控制。完成空压机各 种工况的控制和信息传递。
全自动滤水器
用于正反向冲水的供水转阀
• 自动滤水器为实现排 污，往往设计有反向 排污功能，转阀就是 实现正反向自动冲水 的一种新型便利的阀 组。
自动化元件(装置)
• (9)全自动密闭水循环冷却系统由补水箱、自 动控制循环水泵系统、尾水冷却器和电气控 制箱等设备组成。
辅机设备自动控制单元
辅机设备主要包括水电厂压 油、排水、压缩空气、闸 门自控和机组自动测温刹 车制动等，其作用如下。
基础自动化的智能化发展
基础自动化元件(装置)按功用 显示元件按用途分类：温度、压力、流
量、液位、位移、转速、轴电流、油 混水、压力脉动、水位差、流量水头 效率等测量传感器、变送器、测量仪
基础自动化的智能化发展
基础自动化元件(装置)智能化的发展 方向是能检测、测量、分析和处理在 各种生产环境下发生的变化，如：位 置、长度、高度、移动和外形等方面 的变化，其有助于对未来发生的情况 做出预测和预防。
转速信号装置
• 单片机构成的ZS-1和ZS-2转速信号装置
ZS-1/ZS-2转速信号装置的特点
• 1、以最先进的ARM芯片作为控制核心，采 用表面贴片工艺制造。
• 2、一路齿盘和一路残压双通道备份。 （ ZS-1仅残压通道）
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1.7 数字式并列装置1.7.1 概述用大规模集成电路微处理器（CPU ）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。
模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期s T 时间内，把S ω假设为恒定。
数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，按照e δ当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。
数字式并列装置由硬件和软件组成，以下分别进行介绍。
1. 主机。
微处理器（CPU ）是装置的核心。
2. 输入、输出接口通道。
在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的信息不能直接与主机总线相连，它必须由接口电路来完成信息传递的任务。
3. 输入、输出过程通道。
为了实现发电机自动并列操作，需要将电网和带并发电机的电压和频率等状态按照要求送到接口电路进入主机。
(1) 输入通道。
按发电机并列条件，分别从发电机和母线电压互感器二次侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相角差等三种信息，作为并列操作的依据。
1）交流电压幅值测量。
采用变送器，把交流电压转换成直流电压，然后由A ／D 接口电路进入主机。
对交流电压信号直接采样，通过计算求得它的有效值。
如图1.18所示。
2）频率测量。
测量交流信号波形的周期T 。
把交流电压正弦信号转化为方波，经二分频后，它的半波时间即为交流电压的周期T 。
3）相角差e δ测量。
如图1.19所示，把电压互感器电压信号转换成同频、同相的方波信号。
（2）输出通道。
自动并列装置的输出控制信号有：1）发电机转速调节的增速、减速信号。
图1.17 数字式并列装置控制逻辑图2）调节发电机电压的升压、降压信号。
3）并列断路器合闸脉冲控制信号。
这些控制信号可由并行接口电路输出，经放大后驱动继电器用触点控制相应的电路。
4. 人一机联系。
主要用于程序调试，设置或修改参数。
常用的设备有：（1）键盘——用于输入程序和数据。
（2）按钮——供运行人员操作。
（3）CRT 显示器——生产厂调试程序时需要。
（4）数码和发光二极管显示指示——为操作人员提供直观的显示方式，以利于过程的监控。
1.7.2 数字式并列装置的软件1. 电压检测交流电压变送器输出的直流电压与输入的交流电压值成正比。
设机组并列时，电压偏差设定的阀值为SY U ∆，装置内对应的设定值为u D ∆。
当U D D g sys ∆>-时，不允许合闸信号输出；当U D D g sys ∆<-时，允许合闸信号输出。
如g sys D D >时，并行口输出升压信号，输出调节信号的宽度与其差值成比例；反图1.19 电压信号转化为方波信号图1.18 电压波形引入之，则发降压信号。
2. 频率检测发电机电压和电网电压分别由可编程定时计数器计数，主机读取计数脉冲值sys N 和GO N 。
与上述电压检测所采用算式类同，把频率差的绝对值与设定的允许频率偏差阀值比较，作出是否允许并列的判断。
按发电机频率G f 高于或低于电网频率X f 来输出减速或增速信号。
选择e δ在0到π期间，调节量按f ∆差值比例进行调节。
3. 越前时间检测设系统频率为额定值50Hz ，待并发电机的频率低于50Hz 。
从电压互感器二次侧来的电压波形如图1.20(a)所示，经削波限幅后得到如图1.20（b ）所示的方波，两方波异或后得到如图1.20（c ）中的一系列宽度不等的矩形波。
显然，这一系列矩形波宽度i τ与相角差i δ相对应。
系统电压方波的宽度xτ为已知，它等于二分之一周期π（或180°），因此i δ可按下式求得。
图1.20 电压互感器二次侧的电压波形转换()()1122--<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-=≥⋅=i i x i x i i i i xi i ττπττπττπδττπττδ 式中x τ和i δ的值，CPU 可以从定时计数器读入求得。
理想的导前合闸相角221dc tst dc si yj t t ∆∆+=ωωδ，式中si ω是计算点的滑差角速度。
其值可按照下式求得。
xi i i si t τδδδω21--=∆∆=，式中i δ和1-i δ分别是计算点和上一个计算点的角度值，x τ2是两计算点的时间，dc t 是微处理器发出合闸信号到主触头闭合时需要经历的时间。
按照上式求出最佳合闸越前相角yj δ的值。
该值与本计算点的相角i δ按照下式进行比较（式中ε为计算允许误差）。
如果)(εδδπ≤--yj i 2式成立，则立刻发出合闸信号；如果)(εδδπ>--yj i 2，且)(yj i δδπ>-2，则继续进行下一点计算，直到i δ逐渐逼近yj δ符合发出合闸信号条件为止。
1.7.3 计算机同步装置实例近年来，我国自己研制了一些计算机同步装置，如深圳智能设备开发有限公司研制的SID —2V 型SID —2T 型灯多功能微机同步控制器，电力自动化研究所研制的SJ —11和SJ —12微机同步装置等。
SID —2V 型多功能微机准同期控制器简述如下。
1. 主要功能及技术指标（1）主要功能。
1) 控制器可使用交流220V 或直流220V 、110V 或用户指定的其它电压等级的电源供电。
在进行准同期过程中，能有效地进行均频控制和均压控制，尽快促成准同期条件的到来。
2) 每次并网时，都自动测量和显示“断路器操作回路实际合闸时间”，作为是否需要修改原来设置的“断路器合闸导前时间”整定值的依据，以使下次合闸更加精确无误。
此外，这一功能也提供了鉴别断路器是否有故障的依据。
3) 机组的各种控制参数均可独立设置，这些参数包括：断路器合闸导前时间、合闸允许频差、均频控制系数、均压控制系数。
由于采用了EEPROM 电可擦写存储器，以上参数均可就地在带电重新设置或修改。
4) 具备过压保护功能，一旦机组电压出现115％额定电压的过压(过压值可根据用户要求进行整定) ，立刻输出一降压控制信号，并闭锁加速控制回路，直至机组电压恢复正常为止。
5) 当不执行同期操作，且给控制器提供电源时，控制器将进行频率监视，显示器显示系统频率，相当于一个五位数字工频频率表。
6) 除控制器面板上具有一个复位键可在面板上进行复位操作外，还具有远方复位信号接口，可用于中央控制台在必要时进行远方复位操作，或由上位机对控制器实现复位操（1.5）作。
7) 完善的自检功能，能定时地检查控制器内部各部件的工作情况，一旦发现错误，立即显示相应出错信息，指示出错部位，并同时以接点形式输出报警信号。
当失电时，也以接点形式输出失电信号。
8) 控制器内可自行产生两路试验电压信号，可分别模拟系统及发电机电压，且发电机模拟电压可任意改变频率。
因此，无需外接可调工频信号源即可调试。
在使用机内模拟电压信号进行试验时，装置将自动切断合闸回路，以免在试验状态下引起误合闸。
9)控制器还设置了一个键盘接口，当键盘接口与选配的专用开发试验装置连接时，将具有对装置更深层的开发调试功能。
10)控制器可捕捉到第一次出现的并网时机，为联络线解列后快速再并列提供了可能，因控制器可在电网解列后的第一个频差周期后进行同期重合闸。
（2）技术指标。
1) 输入信号。
a.待并机组电压互感器A相电压：100V或100V/√3。
b.系统电压互感器A相电压：100V或100V/√3 。
c.并列机组断路器辅助常开接点一对。
d.待并机组并列点选择信号（常开空接点）。
e.远方复位信号(常开按钮空接点)。
2）输出信号。
a.所有输出信号均为继电器输出：AC 220V/5A 或DC 220V/ 0.5A。
b.输出的控制信号有：加速、减速、升压、降压、合闸等控制信号；c.输出的报警信号有：自检出错、失电等信号。
3）工作电源：AC 220V、50 HZ 或DC 220V或DC 110V4）绝缘强度。
a.弱电回路对地：工频500V、1分钟；b.强电回路对地：工频1750V、1分钟；c.强弱电回路之间：工频1000V、1分钟。
5）工作环境。
a.环境温度：10℃～+50℃；b.相对湿度：不大于80％。
c.海拔2500米以下地区。
2. 基本原理及组成SID-2V 型控制器工作原理如图1.21所示。
CPU配8K EPROM、2K EEPROM、8K RAM和若干定时计数器及并行接口等芯片，组成一个专用微机控制系统，下面就各主要功能的原理进行介绍。
（1）自动准同期并列。
当待并列发电机的电压、频率与系统相应值相近(即压差、频差在允许范围内）时，待并机组断路器的主触头应在相角差δ=0°时闭合。
这时冲击电流在相应频差、压差允许条件下最小，从而大大减少了机组的冲击受损。
允许差值越小，其冲击电流越小，但这将影响并列的快速性。
因此，允许值可根据实际要求选择。
为精确满足上述并列条件，一个理想的准同期并列过程应该是在操作人员发出并网操作命令后，便能有效地对机组的电压和频率进行控制，使其尽快地平稳地接近系统值，并在达到允许值时有能力使其不再偏离允许值，且在此前提下，准确捕捉第一次出现δ=0°的时机。
确切地说，即在δ=0°到来前相当于断路器合闸时间的时刻发出并网命令，将机组并入电网。
这种理想的准同期并列过程，要求自动准同期装置具有优良的均压及均频控制功能，并能不失时机地捕捉第一次出现的同期时机。
一般机组所配备的励磁调节器都具有较好的调压性能，因此自动准同期装置无需在调压功能上考虑过多。
但不同机组的调速器具有很大的特性差异，因此，为了取得快速、平稳的准同期效果，要求自动准同期装置不仅应具有优良的均频控制品质而且还应对不同调速器具备良好的自适应能力。
为此，SID-2V 型控制器采用了模糊控制原理来实施均频控制。
模糊控制的基本思想是模拟人脑的功能。
人脑的思维不能用一个确切的数学函数来表达，而是基于靠实践经验所建立的一些模糊概念之上的，模糊控制理论是依据模糊数学的知识来作出模糊决策。
一般模糊控制器是根据被控量的偏差Ｅ及偏差的变化率Ｃ按模糊推理规则确定控制量Ｕ。
通常把 E 分八挡。
即分别为负大、负中、负小、负零、零、正小、正中、正大。
把 C和 U 分成七挡。
即分别为负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。
这样就可以按照人们的实践经验确定控制量U 与偏差E 、变化率C 的关系,并列出一张模糊推理规则表(见表1.1)。
在准同期过程中将根据待并机组与系统的频差Δf 及Δf ' 对调速器进行控制，控制量的大小表现为每次控制脉冲的持续时间，即脉冲宽度τ。
所以在模糊控制器中Δf 即为E ，Δf ' 即为C ，于是可写出：U= g (Δf ，Δf ' ) （1.6）式中g 为模糊控制算法。