电气自动化在水电站工程中的应用
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动化系统来说必不可少。
【 收稿 日期】２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ ８ 【 作者简介】侯丽霞 （ １ ９ ６ ４ －），女 ，山西翼城人 ，大学本科 ， 高级工程师，现就职 于山西省水利水 电勘测设计研究院，从事
水 利 水 电 设 计 工作 。
１ ． ５ 完成对水工建筑物运行工况的控制 和监 视
从发展水 电站 自动化的 内容 出发 ，简要论 述 了发展 电气 自动化技 术在 水电站的主要应 用模式 ，结合 国内外的发展 情
况 ，提 出 了水 电站 的 未 来 构 想 。
【 关键词】电气 自动化 ；水电站 ；应 用 ［ 中图分类号】Ｔ Ｖ ７ ３ ６ 【 文献标识码】Ａ 【 文章编号】 ２ ０ ９ ５ — ０ ７ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ５ ６ — ０ ２
和国 内自动化 系统 出 １ ３ 国外的交叉并进过程 。 目前 ，我国计 算机监控技术如分 层分 布处理 、分布式数据库 、 开 放系统 、 专家系统等都 获得 了突破性进展 。我 国水 电站控制方式也经
历了 以常 规监控 为主计算机 监控为 辅一 常规监 控与计算 机监 控 同时进 行一 取 消常规监 控的全计算 机监控方 式 ，这就 实现 了水 电站 自动化 。
可 以提 高对运行 安全 和故障状态的提前预知 度 ，减少故障率 的发生 ，在发 生故 障时 可 以提 前 启用备 用设施 ，减少 故障
１ ． １ 完成对水轮发 电机 组运行 的 自 动控制
水 电站 自动化 的主要任 务是 ，通过 电脑界面 自动检 测 、
率，提高发电量。
１ ． ４ 完成对 主要 电气设备 （ 变压器 、母 线及 输电线路等 ）的 控制 、监视和保护
操作 、控制和监视 ，实现开停机和并列 、发 电转调 相和调相
转发电等的自动完成，并使以上操作自动进行运行指令的优 化筛选，实现最佳的运行机组数；当水轮发电机组受到电压
整个水 电站的运行都受到变压 器 、母线 、开 关等电气设 备 的影 响 ， 对这些 电气元件的 自动控制 、保护对 于水电站 自
１ 水 电站自动化 的内容
果这些参数 与程 序规定的许可范 围出现 偏差 ，系统会发 出自 动报警信号 ， 提 示运 行工况的异常 ，可 以及 时发 现故障 ，排
除隐患 ，为水轮发 电机组及其辅助设备的整修提供时 间。
１ ． ３ 完成对辅助设备的 自动控制
全 面监 控包 括空压机 、各类泵机组等运行状态的检测 ，
对 水工 建筑 物运 行状 态的控制和监测是 自动化系统的另
一
个部分 。包括 监视 和控制闸 门的工作状态 、监视拦污栅的
ຫໍສະໝຸດ Baidu
堵塞情况 、引水压力管的压力情况 等等都是系统运行的重要
一
Ｓ６一
内容 。 ２ 设 备 选 型 及 自动 化 设 计
受站控级指令 ， 实现集 中 自 动控制 。
电站 的 自 动 化中显得异常重要 ，它就像整个 水 电站 自动化的 眼睛 ，随时观测着主要发 电机组和辅助 设备的运行状态 ，包
括发 电机转 子和定子 回路的 电量 、监视机 组润滑效果 以及冷 却 系统 的工作 情况 、监视 机组 调速 系统 、励磁 系统 工作 情 况 ，监视机 组轴承温度等等 。在得到这些参 数后 ，自动化系 统能够 与储 存的正常 参数进行 比对 ，并绘 出运行 曲线图 ，如
引言
高低影 响时 ，自动启用备用机组 。 自 动化操 作的 目标是整个
水 电站各种运行设备的各项参 数。
伴 随着 全球 自动化 科技 在各 行各 业的应 用 ，水 电站 自
动化 成为 工业 自动化 发 展的 必然趋 势之 一 。国外 从上 世纪 ７ ０ 年 代开 始 ，将 自动 化控 制技 术运 用在 水 电站的 建设 当 中
站级监 控系统通过 系统 网络总线接 口 ，与各测控单元通 讯 ，实现 全站 水力量测参数的监测 ；实现 水力量测参数的 自
２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ 在调速器 中的应用
水轮机调 速器是水 电站的重要组 成部分 ，主 要用于控制
动检 测和 越 限报警 ；并根 据运 行值 班人 员 的指令 或程 序设
２ ０ １ ３ 年６ 月 总 第５ ０ 期
现 代工业 经 济和信 息 化
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｊ ｕ ｎｅ ，２ ０ １ ３
１ ． ２ 完成对水轮发 电机组及其辅助设备运行工况 的监视
对 水轮发 电机组 及其辅助设备运行工况的监视在整个水
并取得 了实质性进 展 ，由一 台计算机 负责对运 行状 态的监视 的开环调节控制 ， 发 展为多 台计算机 同时操作 的闭环调节控
制 ，美 、法 、 日、加等国在这方面 的研究较 为领先。差不多 同时 ，我 国也开 始研 究 自动化 控制 技术 在水 电站 的应 用 ， ８ ０ 年 代 中期投入 实 际应 用 。４ ０ 多年 来 ，我国 水 电站计 算机 控制技术经历 了引进 国外监控系统 、自我开发 监控 控制系统
Ｔ ｏｔ ａ ｌ ｏｆ ５ ０
工程 技 术
电气 自动 化 在 水 电站 工 程 中 的应 用
侯 丽 霞
（ 山西 省 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 ，山 西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
【 摘要】 世界能 源紧张趋势不减 ，开发可再生能源成为必然 ，这为水电站 的建设和发展提供 了良好的契机。文章
定 ，参考现地 的状 况 ，手动或 自动进行控制 ，实现机组 自动
水轮发 电机组转速 与 出力 ，其 品质 与性能直接影 响到 电能 品 质和水 电站 的安全可靠运行 。调 速器采用比例 、积分 、微分
调节规律 ，保证 系统频率所规定 的运 行和性能 ，具有 自动和 手动 开机功能 ，可 实现远程操作和现 地控制 ，主要作 用包 括
【 收稿 日期】２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ ８ 【 作者简介】侯丽霞 （ １ ９ ６ ４ －），女 ，山西翼城人 ，大学本科 ， 高级工程师，现就职 于山西省水利水 电勘测设计研究院，从事
水 利 水 电 设 计 工作 。
１ ． ５ 完成对水工建筑物运行工况的控制 和监 视
从发展水 电站 自动化的 内容 出发 ，简要论 述 了发展 电气 自动化技 术在 水电站的主要应 用模式 ，结合 国内外的发展 情
况 ，提 出 了水 电站 的 未 来 构 想 。
【 关键词】电气 自动化 ；水电站 ；应 用 ［ 中图分类号】Ｔ Ｖ ７ ３ ６ 【 文献标识码】Ａ 【 文章编号】 ２ ０ ９ ５ — ０ ７ ４ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ５ ６ — ０ ２
和国 内自动化 系统 出 １ ３ 国外的交叉并进过程 。 目前 ，我国计 算机监控技术如分 层分 布处理 、分布式数据库 、 开 放系统 、 专家系统等都 获得 了突破性进展 。我 国水 电站控制方式也经
历了 以常 规监控 为主计算机 监控为 辅一 常规监 控与计算 机监 控 同时进 行一 取 消常规监 控的全计算 机监控方 式 ，这就 实现 了水 电站 自动化 。
可 以提 高对运行 安全 和故障状态的提前预知 度 ，减少故障率 的发生 ，在发 生故 障时 可 以提 前 启用备 用设施 ，减少 故障
１ ． １ 完成对水轮发 电机 组运行 的 自 动控制
水 电站 自动化 的主要任 务是 ，通过 电脑界面 自动检 测 、
率，提高发电量。
１ ． ４ 完成对 主要 电气设备 （ 变压器 、母 线及 输电线路等 ）的 控制 、监视和保护
操作 、控制和监视 ，实现开停机和并列 、发 电转调 相和调相
转发电等的自动完成，并使以上操作自动进行运行指令的优 化筛选，实现最佳的运行机组数；当水轮发电机组受到电压
整个水 电站的运行都受到变压 器 、母线 、开 关等电气设 备 的影 响 ， 对这些 电气元件的 自动控制 、保护对 于水电站 自
１ 水 电站自动化 的内容
果这些参数 与程 序规定的许可范 围出现 偏差 ，系统会发 出自 动报警信号 ， 提 示运 行工况的异常 ，可 以及 时发 现故障 ，排
除隐患 ，为水轮发 电机组及其辅助设备的整修提供时 间。
１ ． ３ 完成对辅助设备的 自动控制
全 面监 控包 括空压机 、各类泵机组等运行状态的检测 ，
对 水工 建筑 物运 行状 态的控制和监测是 自动化系统的另
一
个部分 。包括 监视 和控制闸 门的工作状态 、监视拦污栅的
ຫໍສະໝຸດ Baidu
堵塞情况 、引水压力管的压力情况 等等都是系统运行的重要
一
Ｓ６一
内容 。 ２ 设 备 选 型 及 自动 化 设 计
受站控级指令 ， 实现集 中 自 动控制 。
电站 的 自 动 化中显得异常重要 ，它就像整个 水 电站 自动化的 眼睛 ，随时观测着主要发 电机组和辅助 设备的运行状态 ，包
括发 电机转 子和定子 回路的 电量 、监视机 组润滑效果 以及冷 却 系统 的工作 情况 、监视 机组 调速 系统 、励磁 系统 工作 情 况 ，监视机 组轴承温度等等 。在得到这些参 数后 ，自动化系 统能够 与储 存的正常 参数进行 比对 ，并绘 出运行 曲线图 ，如
引言
高低影 响时 ，自动启用备用机组 。 自 动化操 作的 目标是整个
水 电站各种运行设备的各项参 数。
伴 随着 全球 自动化 科技 在各 行各 业的应 用 ，水 电站 自
动化 成为 工业 自动化 发 展的 必然趋 势之 一 。国外 从上 世纪 ７ ０ 年 代开 始 ，将 自动 化控 制技 术运 用在 水 电站的 建设 当 中
站级监 控系统通过 系统 网络总线接 口 ，与各测控单元通 讯 ，实现 全站 水力量测参数的监测 ；实现 水力量测参数的 自
２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ 在调速器 中的应用
水轮机调 速器是水 电站的重要组 成部分 ，主 要用于控制
动检 测和 越 限报警 ；并根 据运 行值 班人 员 的指令 或程 序设
２ ０ １ ３ 年６ 月 总 第５ ０ 期
现 代工业 经 济和信 息 化
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｊ ｕ ｎｅ ，２ ０ １ ３
１ ． ２ 完成对水轮发 电机组及其辅助设备运行工况 的监视
对 水轮发 电机组 及其辅助设备运行工况的监视在整个水
并取得 了实质性进 展 ，由一 台计算机 负责对运 行状 态的监视 的开环调节控制 ， 发 展为多 台计算机 同时操作 的闭环调节控
制 ，美 、法 、 日、加等国在这方面 的研究较 为领先。差不多 同时 ，我 国也开 始研 究 自动化 控制 技术 在水 电站 的应 用 ， ８ ０ 年 代 中期投入 实 际应 用 。４ ０ 多年 来 ，我国 水 电站计 算机 控制技术经历 了引进 国外监控系统 、自我开发 监控 控制系统
Ｔ ｏｔ ａ ｌ ｏｆ ５ ０
工程 技 术
电气 自动 化 在 水 电站 工 程 中 的应 用
侯 丽 霞
（ 山西 省 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 ，山 西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
【 摘要】 世界能 源紧张趋势不减 ，开发可再生能源成为必然 ，这为水电站 的建设和发展提供 了良好的契机。文章
定 ，参考现地 的状 况 ，手动或 自动进行控制 ，实现机组 自动
水轮发 电机组转速 与 出力 ，其 品质 与性能直接影 响到 电能 品 质和水 电站 的安全可靠运行 。调 速器采用比例 、积分 、微分
调节规律 ，保证 系统频率所规定 的运 行和性能 ，具有 自动和 手动 开机功能 ，可 实现远程操作和现 地控制 ，主要作 用包 括