前言：在市场经济环境中，民众生活条件有所改善。随着生产生活中用电需求的增加，传统的火力发电方式已经无法满足新时代的用电需求。而且传统发电方式，能耗相对较高，与现代低碳环保理念不符。在新的发展形势下，探索新能源发电方式已经成为必然趋势。结合当前水电站发展现状，借助水利能源发电，可有效降低能耗，满足电力需求的同时，也可减少对周边生态环境的污染。多数地区水电站在运行期间都完成了升级转型，通过对自动化技术的利用，构建了相对完善且安全的电气自动化系统，保障了电力能源的质量及水资源利用率。从此种角度来看，本研究有一定的现实价值。

一、水电站中应用电气自动化技术的价值

在水电站运行期间，合理应用电气自动化技术有十分重要的作用。其一，可保障电能质量。水电站管理人员通过对该技术的应用，可构建自动化系统，明确水电站运行状况，了解电能质量，确保电流、电压的稳定，使电能质量与实际需求相符。其二，可提高生产效率^[1]。自动化技术可实现远程控制，极大程度上减少了人工投入，不仅可有效节约人工成本，同时能够促进水电站运行的智能化，提高水电站的生产效率。

二、水电站中电气自动化技术的应用分析

（一）数字化监测技术

在电气化自动技术中，数字化监测是重要的技术^[2]。该技术将计算机、网络及多媒体等技术整合，将监测控制功能发挥出来。水电站在对该技术进行应用时，主要是利用继电器中PLC的编程运行，将计算机技术作为基础，水电站各环节都可凭借编程节点运行，及时接受和发送信息数据，实现对水电站重点区域的监测，了解水电站的运行状况。依据该技术，水电站工作人员能够实时掌握水电站内部运行情况，全方位且动态的监管水电站。监测所获取的数据信息，可以实时共享，向站内所有需要数据的工作人员发送数据信息。借助计算机系统，操作人员输入想要了解的信息，数据信息就可快速显示。就数字化监测技术的优势来看，其能够控制水电站管理成本，提高水电站工作效率及设备运行安全性，对于促进水电站管理精细化发展有重要作用。

（二）PLC自动化技术

在水电站电气自动化系统中，PLC技术是重要组成。该技术的工作原理，是水电站运行系统各设备，在计算机系统可编制的存储器中，会依据确定的操作流程和计算模式等，构建设备运行参数，并且将其以图像或是图表等形式展现出来。水电站水轮发电机组部分，实际上就是LCU现地控制部分，借助自身配置的PLC，对各系统安装的自动化元件电信号加以接收，包括安装于气管、水等部位的压力开关与变送器、液位开关与变送器等。在此之后，利用转换模板，对数据进行换算，使压力值与液位高度等模拟量，更加直观的显示在LCU电脑主机屏幕上。各开关量节点，来源均可靠、可查，能够具体到电缆芯线号^[3]。若数据异常，可追根溯源，在最短时间内查到原因。

（三）机组在线监测技术

电气自动化技术在水电站中的应用，主要是对机组运行工况加以监测，检测的内容包括机组位置移动情况、机组摆动情况及机组各部位振动情况。机组在线监测技术是由主机、现地自动化换件构成的，后者组成较多，包括接近探头、振动传感器和气隙传感器等。将气隙传感器均匀的布设在发电机定子铁芯表面周围，能够实现对定转子空气间隙的实时监测^[4]。将振动传感器均匀的布设在定子基座上圆周方向，可实现对振动数据的实时采集，借助计算手段，实现对定子圆度的模拟。将接近探头分别设置在机组的不同轴承位置，能够及时获取机组转机期间，轴承部位的摆度数据，通过科学的计算，获取相对准确的轴承同心度数据。以此种方式，对机组运行状况加以监控，对历史数据进行分析，推测机组运行状态，避免发生安全事故。

（四）自动化控制技术

水电站运行期间，脉冲是应用电气自动化技术操控的主要目标。分析其原因，脉冲是水电站能否有运行的前提。实际运行期间，若设备各项运行参数与运行指标相符，常规检测也未发现有任何异常状况，装置的运行命令就可正常执行。若运行期间发生故障或是问题，电气自动化控制设备就可将运行系统关闭，同时启动备用系统^[5]。此时，电气化自动设备会及时向检修人员传递系统故障的指令，使检修人员及时掌握水电站运行现场实际情况。通过对故障质量的分析，及时探索故障发生的原因，并且制定解决方案。借助自动化控制技术，能够促进水电站运行的智能化，极大程度上控制人工误差，减少水电站运行的风险，为系统运行安全奠定坚实的基础。

（五）自动化检测技术

自动化检测技术，具有较强的专业性，从技术角度实现对水电站运行设备的检测。在水电站运行过程中，该技术主要是检测发电机组、水轮机组、辅助设备等^[6]。具体检测时，要全面检测水轮机的转速、水轮机的振动参数、水导油的温度、导叶的开度等。借助分节点，及时向主操作平台传输实时检测获取的数据，在主操作平台上，以图像、数字等方式展现，方便工作人员分析和评估。借助自动检测技术，可全方位且不间断的检测重点区域，及时获取相关数据，对数据进行传输和分析，提高数据计算准确性，使数据分析实现一体化，提高远程控制水平。自动检测技术，可靠性较强，有较高的精度。

（六）自动化保护技术

在水电站运行期间，自动保护技术可使运行设备始终处于保护范围中，能够极大程度上避免因设备故障导致零件受损问题。自动保护技术，可自动检测水电站运行设备^[7]。水电站运行期间，若因外界环境干扰导致零件受损，或是因系统自身故障导致零件受损，都会对设备系统运行产生影响。此时，系统会发出检测质量和跟踪指令，发出预警信号，将自动保护设备打开，保障设备安全。

（七）设备自动化控制

在水电站的运转中，需要对水电站的设备和装置进行控制，但是由于水电站的管理范围大，因此自动化控制难免会耗费大量的人工，同时控制的风险和效率也无法达到理想的效果。可引入设备的自动化控制，采用脉冲控制的方式，自动控制水电站运转的相关设备，降低管理控制的风险，并提高效率。在自动化控制下，可以实现高效率、精准化的控制，这样不仅可以控制水电站的各个设备，还可以结合水电站的实际情况，合理的对相关参数进行调整，使其能够满足水力发电的实际需求，并保障相关设备的正常、高效的运转。

比如，可以组织动态监测报警流程，如下图1所示：

图1 自动监测报警流程

在自动监测报警流程中，可以在正式开始运行前，积极对相关参数进行校对验证，从而保障设备装置的安全运行。如果在运行的过程中出现了一些事故问题，还可以在系统的指令下，报警维修，为维修工作的开展提供全面的信息。

三、水电站电气自动化水平的提高措施

在水电站发展期间，可从以下几方面提高电气自动化水平。其一，完善电气自动化控制体系。对水电站控制系统的布局进行综合分析，借助计算机设备、网络系统，从全面的角度上搜集各项数据信息，形成相对完善的计算机控制系统。借助该系统，动态的监控水电站运行设备。

在水电站中，应用自动化运行技术是提高运行效率、确保安全稳定的关键手段。而在自动化技术的诸多核心组成部分中，“脉冲控制”扮演着至关重要的角色。脉冲控制是确保水电站稳定运行的关键指标，它涉及到对水电站内各种设备、系统和运行流程的精准调控。通过精细的脉冲控制，可以实现对水电站内水流量、水位、发电功率等关键参数的实时监控和自动调节，从而确保水电站在各种工况下都能保持高效、稳定的运行状态。在水电站的日常运行中，需要通过常规检测手段对水电站设备的各项指征进行实时监控。比如，对设备运行状态、温度、压力、振动等参数进行监控。如果经过这些常规检测，明确水电站设备各项指征没有异常，那么可以执行装置运行命令，让水电站按照预设的运行计划进行工作。如果水电站运行过程中出现事故或异常情况，那么电气自动化技术的应用就显得尤为重要。通过电气自动化技术，可以对水电站内的设备进行自动化控制，实现快速响应和高效处理。也就是说，当检测到异常情况时，电气自动化系统会迅速启动备用系统的自动运转，同时关闭主运行系统，以避免故障进一步扩大。在这个过程中，电气自动化系统还会将运行障碍指令迅速传递给检修人员，以便他们及时定位问题、进行维修和排除故障。

其二，加强对发电机组自动化的重视。在水电站运行过程中，发电机组不仅是其心脏，更是整个系统的核心动力系统。发电机组的高效、稳定运行直接关系到水电站的产能和经济效益。因此，在应用电气自动化技术时，必须紧密结合水电站的实际情况，对发电机组的结构进行深入分析和优化。在实际工作中，需要对发电机组进行细致的检查和评估，了解其当前的工作状态、性能参数以及潜在的问题。基于这些信息，可以利用电气自动化技术对其进行精确控制，调整和优化其运行状态，以达到更高的运行效率和稳定性。同时，合理配置与水电站运行相符合的自动化设备是确保发电机组有序运行的关键。这些设备应该具备高度的可靠性和稳定性，能够实时监测发电机组的工作状态，并根据需要自动调整其运行参数。通过这些设备的应用，可以实现发电机组的远程监控和自动控制，大大减少人为操作的干预，提高运行的安全性和可靠性。还需要建立完善的维护和管理体系，对发电机组进行定期的检查和维修。通过预防性维护和定期更换关键部件，可以延长发电机组的使用寿命，降低故障率，确保其在长期运行中的稳定性和可靠性。加强对发电机组自动化的重视，结合水电站实际情况优化发电机组结构，合理配置自动化设备，建立完善的维护和管理体系，是确保水电站发电机组有序运行、提高水电站整体运行效率和经济效益的关键措施。

其三，优化电气自动化设备的配置。水电站要从自身资金预算角度出发，加强对设备兼容性问题的考量，选择可靠且成熟的自动化元件，实现对自动化设备的优化配置。在选择电气自动化设备时，需要充分考虑设备之间的兼容性，确保不同品牌和型号的设备能够有效地进行通讯和数据交换，以提高系统的整体稳定性和性能。优先选择性能稳定、品质可靠的设备，避免由于设备兼容性问题或性能不足导致的系统运行故障。另外，电气自动化控制系统应以计算机为核心控制设备，通过以太网在各个终端设备间建立通讯链路，满足系统的开放性、灵活性和联动性等运行需求。控制系统应具备明确的监控对象，能够收集加工监控数据，并记录设备运行参数，为系统的维护保养、故障排查等提供便利。水电站要求持续运行，因此应配备备用动力设备，以有效避免因设备故障导致的经济损失。

其四，提高人员的技能。水电站要投入大量资金，招聘并且培训自动化技术管理与维修人员。管理人员要掌握专业的管理重视，提高管理效率。维修人员要能够技术检查和维修电气化设备，确保电气自动化设备有序运行。

结语：在水电站发展过程中，电气自动化的应用将是现代水电站发展的必然趋势。电气自动化技术在水电站中的应用，能够有效将水能转化为电能，在提高水电站运行效率及安全的同时，能够保障供电质量。文章在明确电气自动化价值的基础上，分别从数字化监测技术、PLC自动化技术、机组在线监测技术、自动化控制技术、自动化检测技术、自动化保护技术等方面，分析电气自动化技术在水电站中的具体应用，并且探讨提高电气自动化水平的措施。期望在本次相关内容探讨下，为日后提高水电站电气自动化水平提供建议。

参考文献：

[1]薛军.电气自动化技术在电力系统中的应用和发展[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41(13):2.

[2]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电工文摘，2021，22(001):36-38.

[3]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电气技术与经济，2021，25(1):1.

[4]刘雪优.电气自动化在水电站中的应用分析[J].水电水利，2021，28(34):161-162.

[5]马德辉.水电站电气工程自动化技术的应用分析[J].黑龙江水利科技，2021，4(4):73-74.

[6]杨超然.电气工程及其自动化技术在水电站中的应用分析[J].轻松学电脑，2021，27(3):35.

[7]张焱，刘忠伟.水电站电气工程自动化技术的应用[J].华东科技：综合，2020，29(2):1.

作者简介：刘兴袁 1989.10.24 男 四川广安 汉 专科 初级助理工程师 研究方向: 电力运行