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水电站自动化的目的

信息来源:www.sygtsd.com 发布时间:2017-09-15
 水电站自动化,就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视,能够在无人(或少人)直接参与的情况下,按预定的计划或程序自动地进行。由于水电站的生产过程比较简单,这就为水电站实现自动化提供了方便的条件。就电站本身的自动化而言,水电站要比火电厂容易一些,而水电站的自动化程度通常也要比火电厂高一些。另一方面,由于水电站在系统中担负前述的任务,因此要求水轮发电机组应能迅速的开停机、改变运行工况和调节出力。这些要求,也只有在水电站实现自动化以后才能更好地完成。
  (一)水电站自动化的目的水电站实现自动化的目的在于提高工作的可靠性和运行的经济性;保证电能质量(电压和频率符合要求);提高劳动生产率、改善劳动条件和减少运行人员等。
    1.提高工作的可靠性。大家知道,供电中断可能使生产停顿,生活混乱,甚至可能危及人身和设备的安全,造成十分严重的后果。因此,水电站的运行,首先要满足安全发供电的要求。水电站实现自动化以后,通过各种自动装置能够快速、准确和及时地进行检测、记录和报警。当出现不正常工作状态时,自动装置能发出相应的信号,以通知运行人员及时的加以处理或自动处理。发生事故时,自动装置能自动紧急停机或断开发生事故的备,并可自动投入备用机组或设备。可见,实现自动化既可防止不正常工作状态发展成为事故,又可使发生事故的设备免遭更严重的损坏,从而提高了供电的可靠性。另一方面,用各种自动装置来完成水电站的各项操作和控制(如开停机操作和并列),可以大大减少运行人员误操作的可能,从而也减少了发生事故的机会。此外,采用自动装置进行操作或控制,还可大大加快操作或控制的过程,这对于在发生事故的紧急情况下,保证系统的安全运行和对用户的供电,具有非常重要的意义。例如,水轮发电机组采用手动开机时,一般需要10~15 min才能将机组并入系统;而采用自动装置开机时,通常只需要I min便可投入系统并带上负荷。

    随着水电站机组容量的不断增大,设备越来越复杂,对运行可靠性的要求越来越高,因丽对水电站自动化也提出了更高的要求。

 2.保证电能质量。电能质量用电压和频率两项基本指标衡量。良好的电能质量是指电压正常,偏移一般不超过额定值的土5%;频率正常,偏移不超过土(0,2~0,I11)Hz。电压或频率偏离额定值过大,将引起生产大量减产或产品报废,甚至可能造成大面积停电。众所周知,电力系统的电压,主要取决于系统中无功功率的平衡;而频率则主要取决于系统中有功功率的平衡。既然系统的负荷是随时在变化的,那么要维持电压和频率在规定范围内,就必须迅速而又准确地调节有关发电机组发出的有功和无功功率,特别是在发生事故的情况下,快速的调节或控制对迅速恢复电能质量具有决定性的意义。这个任务的成,靠运行人员手动进行,无论在速度方面还是在准确度方面都是难于实现的。因此,只能依靠自动装置来完成。一般说来,一个正常的电力系统,发生电能质量低劣的现象,往是由于调度管理不当和运行调节不及时造成的。可见,提高水电站的自动化水平,是保证电力系统电能质量的重要措施之一。
    3.提高运行的经济性。所谓经济运行,就是要使水轮发电机组经常运行在最佳工况下(即高效率区)。对于多机组的电站而言,还要根据系统分配给电站的负荷和电站的具体条件,选择最佳的运行机组数,以便用较少的水生产较多的电能。一般说来,即使是同类型同容量的机组,由于制造工艺上的差异和运行时间长短的不同,它们的效率也不是完全相同的。而效率上的很小差异,则可能引起经济效益的很大差别,这一点对于大型机组更是如此。例如,一台100 MW的机组,效率提高1%,按年运行3000 h计算,每年就可多300万kW-h电。水轮发电机组在不同的水头下运行具有不同的效率;即使在同一水头下,不同的导叶开度也具有不同的效率。因此,合理地进行调度,以保持高水头运行,并合理选择开机台数,使机组在高效率区运行,可获得很好的经济效益。对于梯级电站来说,如能实现各电站合理最优调度,避免不必要的弃水,亦可使水力资源得到更加充分的利用。水电站通常是水力资源综合利用的一部分,要兼顾电力系统、航运、灌溉、防洪等多项要求,经济运行条件较复杂,很难用人工控制来实现。实现自动化以后,利用自动装置将有助于水电站经济运行任务的实现。例如,对于具有调节能力的水电站,应用电子计算机可大大提局运行的经济性,这是因为计算机不但可对水库来水进行预报计算,还可综合水位、流量、系统负荷和各机组参数等参量,按经济运行程序进行自动控制的缘故。
    4.提高劳动生产率。自动化水电站的很多工作,都是由各种自动装置按一定的程序自动完成的,因此减少了运行人员直接参与操作、控制、监视、检查设备和记录等的工作量,改善了劳动条件,减轻了劳动强度,提高了运行管理水平。同时可减少运行人员,实现少人甚至无人值班,提高劳动生产率,降低运行费用和电能成本。此外,由于运行人员减少,可减少生活设施,因而也可减少水电站的投资。




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