水电站维护自动化研究与实践探讨

水电站维护自动化研究与实践探讨

唐梓

国家能源集团新疆吉林台水电开发有限公司 835100

摘要：随着经济的不断发展，人们生活质量越来越高，电力消耗越来越多，我国电力资源已经相对紧张。在利用自然资源转化为电能方式中，水资源的利用得到了广泛的认可及实施，水电站则是利用水资源发电的工程，水电站的建设逐年增加，像我们熟知的三峡大坝、葛洲坝，还有距离佛山较近的河源新丰江水电站等，都对我国电力行业起到了重要意义，随着加大水电站的技术资金投入，水电站已经实施了控制自动化，并将继续开展维护自动化的研究与实践。

关键词：水电站；维护；自动化；实践探讨

水资源是我国的宝贵资源，具有极高的应用价值。大量水利工程的修建，使得水资源的充分利用得以实现，是利国利民的百年大计。为了能够充分保障水利工程长期稳定发挥作用，必须严格控制建造质量，确保防洪泄洪、水利发电、调节小气候等多方面功能。水利工程运行与维护效率的提升，有赖于自动化监控系统的应用。水电站自动化监控系统的引入，提高了水利开发的深度，优化了水电站的实际功效，有助于实现水利生态可持续发展。同时，应用自动化监控系统，可有效降低人力物力的浪费，有利于成本管控，并同步实现社会效益，已经成为未来发展趋势。

1.水电站设备检修发展历程

1.1在最初阶段，水电站的运用主要是为了节省人力，用机械的力量去代替人力，减轻了劳力付出，只需要人员正确的操纵方法使设备运行即可。虽然机械给水力发电带来了极大的方便，但是也随之面临着维修，人累了需要休息，病了需要看病，设备也是如此。那时候设备的维修是靠人力的，一旦设备出现故障停止运转，维修人员便找出原因，通过更换设备部件等方法修缮，维修技术也相当有限，对于一些过于严重的问题就只能通过更换设备来完成。而且机器运转停止后，维修期间便需要停止工作，极大的降低了工作效率。

1.2随着科技的发展，水电站设备数量随之增加，设备的检修技术也进一步提高，为了保证设备的运行效率，制定了定期维修计划，根据设备以往损坏的经验分析，制定设备维修间隔，以固定的期限为维修时间，这样可以在设备出现故障前进行维护，避免了故障发生的严重性，降低了安全隐患，进行有计划的维修可以避免意外故障，可以及时的发出停电通知，以作准备，方便了人们生活，供电质量得到提高，但是也存在着一定的问题。

1.3在以往的检修实施中，研究人员综合分析，吸取经验教训，进一步提高了维修技术，采用了预知检测维修的方式。在设备出现故障前会有些征兆，研究人员去发掘这些征兆，然后记录下来，在下一次出现故障前兆时便能及时的解决问题，将设备故障消灭在萌芽状态。我们称这种方式为状态检修，这种检修方式不仅克服了维修浪费还能够避免设备大型故障的发生，大大提高了设备的工作效率，使其正常运行，减少了意外停电。

2.我国水电站维护自动化的实施意义

在经济、科技日益发展的环境下，水电站建设越来越多，水电站设备的控制实现了自动化，但是维护仍存在着问题，传统的维护方式只是简单的事后维修，这种简单的事后维修有一定的滞后性，设备故障如果严重则直接造成巨大的经济损失，对人来说也是一种安全隐患，许多大的事故都是因为发现故障太晚造成的，如果能够实现水电站维护自动化就能避免这一问题，能够及时的探测到故障发生的原因，有效的解决故障问题，虽然传统的事后维修需要的技术不高，程序也不复杂，只是单纯的修理工作，但是简单的维修技术不能保证工作效率，虽然机械运行减轻了人力却在维修方面耗费了大量的人力、财力，局限性太大，这种耗费将伴随着设备的运行，相比之下，水电站的维护自动化实施起来更能制造长远的利益，可谓是一劳永逸。

3.水电站自动化监控系统的运行与维护方式

3.1维护水电站设备设施

水电站运行中实际维护需求最高的设备是发电机和变压器。对于发电机来说，要重点清理发电机的附着脏污，保持发电机整洁完好，及时发现涉及滑环与电刷出现的突发问题，并采取有效措施予以处理。对于变压器而言，要注重其继电连通管、绝缘装置、防雷性能的稳定可靠，时刻关注其负荷状况，避免长时间超负荷工作。实际工作中，变压器更容易出现不同类型的故障问题，因此要实行动态监控，及时发现故障问题，及时解决处理，始终保证其高效与稳定。

3.2日常数据记录和监测分析

日常数据的记录可以为水电站自动化监测系统的运行和维护提供数据参考，有利于优化其未来运行状况。这个过程中，要重点准确可靠记录监测数据，分析数据所反映出来的自动化系统实际工况，并及时进行备份。必要时，要将人工数据观测和系统数据观测相结合，定期进行比对分析，排除单一观测方法所带来的异常问题。当监测数据出现异常时，要及时找出原因，及时向有关单位进行汇报研究处理方法。对于现场而言，要在最短时间内解决，充分保证数据的精准性。管理人员要建立完善的数据记录档案，形成原始材料，以备后期检索和查询。要建立职责明确的岗位责任制度，划清日常数据记录与检测分析的责任界限，及时将自动化监控系统保养报备。

3.3水电站自动化监控系统中抗干扰应用

3.3.1监控系统中硬件抗干扰技术

对于稳压器、变压器等基础性设备，要首选电源抗干扰技术。电源抗干扰技术需要持续稳定的电源供应。得益于诸多优势特点，它已经成为关键设备最常采用的抗干扰技术之一。另外，接口抗干扰技术也是常用抗干扰技术之一。实施过程中，要将光电隔离器设置在接口区域，达到抗干扰的目的。同时，还有抗电磁场干扰技术，这是通过接地、屏蔽等途径实现的。不同的抗干扰技术适用范围不同，效果不同，要根据实际需求选用。

3.3.2监控系统软件抗干扰技术

对于监控系统软件的抗干扰技术，主要有自检测和模拟量采集精度等方法。自检测有赖于监控系统自身效能的充分发挥，而模拟量采集精度则要通过对数据的采集、处理、分析等环节实现。实践中，也有部分水电站采取软件冗余技术，通过连续稳定的数据传输取得抗干扰的稳定效果。

3.4数字化水电站自动化体系结构

从逻辑概念上和物理概念上整个电站自动化系统划分为3层：站控层、单元层和过程层，不同层之间设备、同层内设备之间均采用IEC61850通信标准进行数字化通信。

站控层主要设备包括服务器、操作员工作站、同步对时系统等设备，其主要功能是通过网络汇集全站机电设备的实时信息，不断刷新实时数据库，定时将数据转入历史数据库;按需要将有关实时数据信息送往电网调度及流域集控中心;接受上级调度的控制和调节命令下发到单元层、过程层执行;具有站内现地监控、人机联系功能;具有对单元层、过程层二次设备的在线维护、参数修改等功。

单元层主要设备包括机组LCU、调速器装置、励磁装置、公用辅机系统控制装置、继电保护装置、测控装置、安全自动装置、电能计量装置等，其主要功能是汇总过程层各类设备的实时信息;完成各种自动控制、保护、逻辑控制功能的运算、判别、发令;完成各个单元的操作闭锁以及同期功能的判别;执行数据的承上启下通信传输功能，同时完成与过程层及站控层的网络通信功能。

结语

综上所述，水电站自动化监控系统的运行和维护是一项综合性较强的工作，涉及要素与环节较多。技术人员应该从水电站自动化监控系统的应用环境出发，充分发挥自身优势，在人员、制度、技术等方面采取有效措施，保证系统的持续稳定运行。随着运行和维护技术的发展，技术人员应该不断创新自动化监控系统的维护方法，为提升水电站的整体运行效率奠定基础。

参考文献

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[2]陶贺忠，王晨，张庆庆，等.乌兹别克阿航格朗水电站自动化监控系统[J].制造业自动化，2018，33（6）：17-19.

[3]王建.水电站自动化监控系统的设计与应用[J].珠江水运，2017，14（18）：52-53.