自动化控制系统在水电站中的应用

自动化控制系统在水电站中的应用

广西卓洁电力工程检修有限公司广西南宁530000

摘要:随着科学技术的进步,电气自动化技术逐步出现,其在水电站中也有着极为广泛的应用,水电站若要实现真正的自动化,就必须要积极的通过电气化的方法改造发动机组,了解水电站的运行情况,并减少人财物的消耗。为顺利实现水电站的电气自动化,需要有很多因素,如设备先进性、水电站规模等,对水电站进行自动化的电气改造就是在无人的情况下使水电站的设备依旧正常运行。

关键词:电气自动化技术;水电站;应用

1电气自动化技术在水电站中应用的意义

1.1提高运行效率

将电气自动化技术应用到水电站中,就可以利用自动化技术代替传统人工操作,减少工作人员对工作的参与性,精简水电站现有的工作人员,形成良好的劳动环境,从而使管理者更好的管理水电站。人员不直接参与,能够减少由于工作人员技术水平、操作态度等不足而对水电站设备运行产生影响,使水电站工作能够达到较高的标准和质量。

1.2创造运行效益

自动化技术是以计算机作为辅助,从而开展的控制、操作工作,使水电站在无人值班的情况下也能够顺利运行,使运行效率得到提升,进而减少运行的整体成本。为使水电站能够高效的运行,必须要提高发电机组的工作效率和效果。工作人员利用自动化技术科学、准确的分析研究电网系统的情况以及工作的开展情况,计算出水电站电能的有效负荷数值[1],保证使用的发电机组数量、型号等更加科学,并使发电机组达到最佳的运行状态,从而让水电站能够以最小的投入获得最高的电量生产数量,保证水电站的运行更加经济,帮助水电站创造更好的效益。

1.3提高电力运作效果

在水电站中利用自动化装置,进而有效的监控、保护、实时动态化的调节发电机组,保证发电机组的工频、电压等更加标准,使水电站的电网运行有功、无功功率等达到平衡状态,并进一步优化电能的整体质量。自动化的控制装置还可以快速、准确、动态化的监测、报警水电站系统的运行情况,避免发电机组受到故障影响,保证出现的事故能够得到妥善的处理,使发电机组工作更加规范、稳定,使水电站的发电、供电等更加可靠。

2PLC技术在水电站电气自动化中的应用实例

2.1系统概述

某水电站共有14个集水井泵站,其中,大江段有4个,二江段有6个,三江段有3个。另外,该水电站中,37kw深井泵共12台,22kw离心泵共8台,22kw潜水泵共12台。该水电站自动化系统主要是由上位机监控系统、通信线路、下位机数据采集系统所组成的。

2.2单个泵站控制系统

2.2.1硬件组成

在系统供电方面,采用双电源,有利于保证供电系统供电正常。在机电设备控制中,应用分布式单元控制方式,同时采用光纤进行通信,各个泵站可以形成独立的控制系统,进而对泵站机电设备进行自动化控制,并及时发现故障问题,做好故障检修处理。如果总线上的任意一个泵站发生故障问题,则不会对其他泵站运行稳定性造成不良影响。另外,在各个泵站中有监控计算机、配电柜、水位传感器、热导流量开关、电动机等,而配电柜中则含有控制电源、防雷装置、PLC、断路器等。

2.2.2工作机理

在水泵抽水过程中,对于传感器所采集到的水位信号以及电流信号,能够通过继电器、互感器以及变送器传输至PLC系统中,同时PLC能够对设备的运行状态进行监测和自动化控制,通过通信模块以及以太网,可以将信号传输至监控计算机中。水电站管理人员可以通过自动化系统对泵站的运行状态进行监测管理。随着集水井水位上升,当其达到水泵的自动停水位置时,传感器即可向PLC发出控制信号,对继电器进行控制,对电机运行、水泵运行进行管理。另外,当集水井的水位上升至开启水位时,传感器也可以向PLC发出控制信号,接通继电器电源,对电气和水泵的运行状态进行控制。在集控室中,工作人员通过操作计算机,即可启动水泵,同时通过以太网还能够将信号传递至CPU中,同时PLC能够发出控制电源信号,电机接通电源后,水泵即可运行。

2.3控制系统软件设计该水电站

PLC控制系统软件主要是由两个部分所组成的,即工业控制计算机测控数据实时处理软件以及可编程序控制器PLC实时测控软件。在系统编程方面,采用STEP7编程软件。该系统软件是由三个部分所组成的,即初始化程序、运行程序以及中断功能。如果系统检测到集水井中的水位高于泵站水位设定值后,PLC即可得到控制指令,启动工作泵。如果处于自动位置,则1号泵运行,如果水位低于设定值,则PLC可控制停止水泵运行。在泵站运行中,如果1号泵出现故障问题,则可以开启2号泵,对集水井水位进行自动化控制。另外,在水泵的运行过程中,对于运行参数、故障信号灯,都可以传入至PLC自动化控制系统中,并且传递至上位机,如图1所示

图1控制系统流程图

2.4PLC自动化系统应用效果

该PLC自动化控制系统自投入运行以来,系统稳定性较高,操作方式边界,能够实现水电站无人值守,进而促进泵站运行管理水平的提升。

3结束语

综上所述,近年来我国科学技术发展迅速,电气自动化技术日渐完善,其已经被广泛应用于水电站运行设备中,在提升水电站生产运行工况方面发挥着十分重要的作用。由此可见,电气自动化技术在水电站中的应用优势明显,不仅可以提升水电站设备运行操控水平,同时还能够保证系统运行的安全性和可靠性,在水电站未来发展中,应该注意提升电气自动化水平,并将其应用于水电站运行管理中,促进水电站可持续发展。

参考文献:

[1]伍春荣,欧阳海.电气自动化技术在水电站中的应用分析[J].自动化应用,2018(03):120-121.

[2]刘利群.电气自动化技术在水电站中的应用研究措施[J].建材与装饰,2016(49):268-269.

[3]李珏,张美义,蒋鲲鹏.电气自动化系统在水电站工程中的应用[J].通讯世界,2015(20):166-167.

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