论文部分内容阅读
[摘 要]水电站是我国电力系统的重要组成部分，随着现代科技的不断发展，水电站相关工作也有了进一步提升的空间。基于此，本文试分析中小型水电站可以应用的主要综合自动化系统以及各类综合自动化系统得以应用的技术支持。旨在通过分析使相关状况得以明晰，为后续中小型水电站工作的进一步优化、开展提供一定的帮助和参考。
[关键词]中小型水电站；综合自动化系统；集成技术
中图分类号：S616 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0222-01
前言
水力发电与火力发电、核能发电是我国最主要的三类发电方式，其中水力发电具有污染小、可持续等多种优势。我国东部地区水网发达，为满足实际用电需求，建设了诸多中小型水电站，在实际进行发电作业时，中小型水电站应用的技术原理与大型水电站基本相同，但在规模上又有所差异，这也意味着其进一步发展不能完全套用大型水电站的模式，分析中小型水电站综合自动化系统的应用对于未来工作有一定的积极意义。
1.中小型水电站可以应用的主要综合自动化系统
1.1 智能化水文监测系统
水文监测是现代水利设施的基本功能之一，中小型水电站虽然发电能力不如大型水电站，但在发电、地区防洪等工作中有相当重要的作用。这是智能化水文监测系统得以应用的基本原因。具体来说，假定某地连续出现降雨天气，存在爆发洪水的可能，下游某中型水电站的智能化水文监测系统收集了近五天来降水情况以及水位增长情况，并将相关数据传输至相关工作部门，人员根据相关信息得到洪峰可能来临，遂开闸放水，在发电的同时为应对洪峰做好了准备，这体现了智能化水文监测系统的作用，也是目前中小型水电站可以应用的综合自动化系统之一。
1.2 实时安全监控系统
安全监控系统是各类社会生产部门常见的综合自动化系统，就中小型水电站而言，安全监控的内容包括水位、电力系统、消防系统等等。以电力系统为例，传统的电力系统监控主要依靠人员进行，带有一定的滞后性，在应用综合自动化系统的情况下，电力系统的监测可以自动进行。假定水电站的变压器出现内芯锈蚀问题，导致电阻过大，工作效率下降，传统方式无法及时察觉，但变压器电阻过大会导致其温度升高，自动化系统则可以根据温度变化判断其存在异常，并发出警报，避免产生后续事故。
1.3 自动调整系统
自动调整系统是中小型水电站目前广泛应用的综合自动化系统之一，与实时安全监控系统相同，其应用的范围也是较广的。如电力方面的调整。一般来说为求保证生产的安全性和稳定性，部分中小型水电站会采用双线路供电方式，即A线路作为工作线路、B线路作为备用线路。传统模式下，当供电线路损坏或者出现其他异常，系统工作很可能中断，或者无法及时被察觉，导致后续问题。综合自动化系统的应用可以改变这一情况，人员将单片机等嵌入系统中，当A线路出现异常，系统可以自动将其切断，改由B线路负责供电，并发出警报。该模式反应速度快、能够较好的保持供电的安全性和稳定性，且无需人员操作，效率较高。
2.中小型水电站综合自动化系统应用的技术支持
2.1 传感器技术
传感器技术是大部分自动化系统得以应用的主要支持，如前文所述的智能化水文监测系统。该系统由传感器、单片机、传输设备三个主要部分以及数字化转化和显示设备等附属系统共同构成。在实际工作中，将传感器放置于水电站周边，才能实现对相关水文信息的收集，而传感器的灵敏程度等性能又直接影响了其工作的效率。如某地降水为60mm，水电站平均水位上升40cm，接近安全临界点，但传感器无法准确侦知，很可能导致泄洪工作不力等问题。优质传感器及时反馈信息则能保证相关工作的有效性[1]。
2.2 单片机技术
单片机是综合自动化系统的核心构件，传感器收集的信息传输至单片机处，由单片机对其加以甄别、记录、分析，并根据结果下达后续指令。如上文所述的变压器温度过高问题。人员首先将变压器正常工作的温度值60℃输入单片机中，单片机对该数值实现记忆，具体工作进行时，传感器收集到变压器温度达到65℃，并将这一信息反馈给单片机，单片机判断出温度异常，发出警报并根据设定的默认程序下达暂时切断对应线路供电的指令，避免由变压器故障引起的其他问题。单片机技术在未来的中小型水电站综合自动化系统应用中依然会发挥作用。
2.3 通信技术
在中小型水电站各类综合自动化系统中，通信技术是支持其正常工作的关键，包括传感器与单片机之间的通信、单片机与警报器的通信、数字显示设备与单片的通信等。目前来看，中小型水电站综合自动化系统的通信手段主要以有线通信为主，少数通信依靠无线设备。以智能化水文监测系统为例，其传感器和单片机的通信一般为有线形式[2]。为了了解水文状况，传感器会被放置于水线之下，并在工作中持续收集水位、流量等信息，并以固定时间间隔实时将数据传输给单片机，由于水作为介质会影响一般的信号传播，因此需通过有隔水保护功能的金属线路将信号传输给单片机。单片机收到信号后，为降低电磁场影响，也往往需要通过金属线路将信号传输给其他构件，为综合自动化系统的工作提供支持。
总结
通过进行中小型水电站综合自动化系统的应用研究，得出了相关基本结论。目前来看，中小型水电站可以应用的主要自动化系统包括智能化水文监测系统、实时安全监控系统、自动调整系统等，系统应用的技术支持则包括传感器技术、单片机技术、通信技术等。后续工作中，注意上述理论有助于中小型水電站进一步应用综合自动化系统进行工作。
参考文献
[1] 邓东，陈云明，姚磊.基于全员值守跨区域跨流域的中小型水电站群综合自动化系统探索与实践[J].水电站机电技术，2017，40（02）：44-46+53+68.
[2] 李春华，聂先广.水电站自动化改造工程施工安全管理问题研究——以长顺水电站为例[J].商，2016，（33）：15.
[关键词]中小型水电站；综合自动化系统；集成技术
中图分类号：S616 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0222-01
前言
水力发电与火力发电、核能发电是我国最主要的三类发电方式，其中水力发电具有污染小、可持续等多种优势。我国东部地区水网发达，为满足实际用电需求，建设了诸多中小型水电站，在实际进行发电作业时，中小型水电站应用的技术原理与大型水电站基本相同，但在规模上又有所差异，这也意味着其进一步发展不能完全套用大型水电站的模式，分析中小型水电站综合自动化系统的应用对于未来工作有一定的积极意义。
1.中小型水电站可以应用的主要综合自动化系统
1.1 智能化水文监测系统
水文监测是现代水利设施的基本功能之一，中小型水电站虽然发电能力不如大型水电站，但在发电、地区防洪等工作中有相当重要的作用。这是智能化水文监测系统得以应用的基本原因。具体来说，假定某地连续出现降雨天气，存在爆发洪水的可能，下游某中型水电站的智能化水文监测系统收集了近五天来降水情况以及水位增长情况，并将相关数据传输至相关工作部门，人员根据相关信息得到洪峰可能来临，遂开闸放水，在发电的同时为应对洪峰做好了准备，这体现了智能化水文监测系统的作用，也是目前中小型水电站可以应用的综合自动化系统之一。
1.2 实时安全监控系统
安全监控系统是各类社会生产部门常见的综合自动化系统，就中小型水电站而言，安全监控的内容包括水位、电力系统、消防系统等等。以电力系统为例，传统的电力系统监控主要依靠人员进行，带有一定的滞后性，在应用综合自动化系统的情况下，电力系统的监测可以自动进行。假定水电站的变压器出现内芯锈蚀问题，导致电阻过大，工作效率下降，传统方式无法及时察觉，但变压器电阻过大会导致其温度升高，自动化系统则可以根据温度变化判断其存在异常，并发出警报，避免产生后续事故。
1.3 自动调整系统
自动调整系统是中小型水电站目前广泛应用的综合自动化系统之一，与实时安全监控系统相同，其应用的范围也是较广的。如电力方面的调整。一般来说为求保证生产的安全性和稳定性，部分中小型水电站会采用双线路供电方式，即A线路作为工作线路、B线路作为备用线路。传统模式下，当供电线路损坏或者出现其他异常，系统工作很可能中断，或者无法及时被察觉，导致后续问题。综合自动化系统的应用可以改变这一情况，人员将单片机等嵌入系统中，当A线路出现异常，系统可以自动将其切断，改由B线路负责供电，并发出警报。该模式反应速度快、能够较好的保持供电的安全性和稳定性，且无需人员操作，效率较高。
2.中小型水电站综合自动化系统应用的技术支持
2.1 传感器技术
传感器技术是大部分自动化系统得以应用的主要支持，如前文所述的智能化水文监测系统。该系统由传感器、单片机、传输设备三个主要部分以及数字化转化和显示设备等附属系统共同构成。在实际工作中，将传感器放置于水电站周边，才能实现对相关水文信息的收集，而传感器的灵敏程度等性能又直接影响了其工作的效率。如某地降水为60mm，水电站平均水位上升40cm，接近安全临界点，但传感器无法准确侦知，很可能导致泄洪工作不力等问题。优质传感器及时反馈信息则能保证相关工作的有效性[1]。
2.2 单片机技术
单片机是综合自动化系统的核心构件，传感器收集的信息传输至单片机处，由单片机对其加以甄别、记录、分析，并根据结果下达后续指令。如上文所述的变压器温度过高问题。人员首先将变压器正常工作的温度值60℃输入单片机中，单片机对该数值实现记忆，具体工作进行时，传感器收集到变压器温度达到65℃，并将这一信息反馈给单片机，单片机判断出温度异常，发出警报并根据设定的默认程序下达暂时切断对应线路供电的指令，避免由变压器故障引起的其他问题。单片机技术在未来的中小型水电站综合自动化系统应用中依然会发挥作用。
2.3 通信技术
在中小型水电站各类综合自动化系统中，通信技术是支持其正常工作的关键，包括传感器与单片机之间的通信、单片机与警报器的通信、数字显示设备与单片的通信等。目前来看，中小型水电站综合自动化系统的通信手段主要以有线通信为主，少数通信依靠无线设备。以智能化水文监测系统为例，其传感器和单片机的通信一般为有线形式[2]。为了了解水文状况，传感器会被放置于水线之下，并在工作中持续收集水位、流量等信息，并以固定时间间隔实时将数据传输给单片机，由于水作为介质会影响一般的信号传播，因此需通过有隔水保护功能的金属线路将信号传输给单片机。单片机收到信号后，为降低电磁场影响，也往往需要通过金属线路将信号传输给其他构件，为综合自动化系统的工作提供支持。
总结
通过进行中小型水电站综合自动化系统的应用研究，得出了相关基本结论。目前来看，中小型水电站可以应用的主要自动化系统包括智能化水文监测系统、实时安全监控系统、自动调整系统等，系统应用的技术支持则包括传感器技术、单片机技术、通信技术等。后续工作中，注意上述理论有助于中小型水電站进一步应用综合自动化系统进行工作。
参考文献
[1] 邓东，陈云明，姚磊.基于全员值守跨区域跨流域的中小型水电站群综合自动化系统探索与实践[J].水电站机电技术，2017，40（02）：44-46+53+68.
[2] 李春华，聂先广.水电站自动化改造工程施工安全管理问题研究——以长顺水电站为例[J].商，2016，（33）：15.