浅析水电站电气一次设备智能化技术

周九道 严意成

（贵州乌江水电有限责任公司构皮滩发电厂，贵州遵义 564408）

0.引言

随着经济不断发展，为满足社会建设与民生需要，在发电行业中，水电站应用越来越多。水电站可生成再生能源，有效改善水利环境，同时具备运营成本低的明显优势。因此，为实现水电站长效发展，需要重点关注水电站运行过程中的电气设计，以提升各项设备在水电站中的发电性能。

1.水电站设备智能化技术特点

电气一次设备智能化技术在水电站运行中具有明显优势，首先，主要体现在电气一次设备智能化可有效降低操作人员工作难度，提高监控设备运行效率和质量，增加水电站电力生产总能，水电站中一次设备主要应用于变换、生产、输送工作。其次，二次设备可有效控制高负荷电压，管理关键设备。实际应用中，电气二次设备可加强对不同电气设备控制管理工作，简化工作流程，降低劳动量，提升工作便捷性。最后，水电站智能化系统可有效降低日常设备运行检测维修成本，提升水电站整体运行效能，并且可通过自动化管理，实现实时监控，综合分析各项数据信息，对于故障问题可及时查明原因，扫清障碍，降低故障设备对整体系统运行的不利影响[1]。

2.智能系统在水电站中的结构分析

水电站中的智能系统按照物理结构可分为一次设备智能化、二次设备网络化。现阶段，科学技术日新月异，各行各业均取得飞速发展，在此背景下，为更加便利的实现水电站各项设备安装与维护，一次设备已经初步实现一体化控制操作，使得电气一次设备更加轻巧迷你、功能齐全。智能系统一般可分为中间层、流程层、站控层[2]。

（1）流程层。为实现有效控制不同设备，通过流程层可有效结合电气一次设备与网络二次设备，其原理主要是为有效维护设备，可及时维修故障位置。流程层可以接收站控层的数据指令，进而控制电器设备，同时，流程层也可促进设备自主运行，有效保障水电站整体系统安全使用。（2）站控层。站控层作为流程层的终端，主要起到协调管理作用。一般情况下，为有效监控和维护相关信息数据，站控层可根据流程层信息建立数据库，更加保证各项指令精准度。（3）中间层。中间层即是站控层和流程层的连接，主要起到将流程层接收的设备信息数据，输送到站控层，实现两层通讯，保证第一时间调节和维修相关电气设备故障，进而保证各项设备正常运行。

3.水电站电气一次设备智能化效果优化策略

3.1 优化智能终端设计

为保证更好连接电气一次设备，需要将光缆或者电缆等材料运用于智能终端，推动水电站相关设备正常运行。在运行过程中，智能终端可有效控制电气一次设备，因此，一旦相关设备出现故障，可及时展开故障设备调整、维修，从而避免故障设备瘫痪待修，影响其他设备正常运行。此外，三项跳闸、指令连锁、遥控分合等水电站设备相关重要功能，也可利用智能终端按要求逐一完成[3]。

3.2 优化合并单元环节

为保护相关电力系统，并且在正常运行中有效检测，确保顺利运行，可通过合并单元环节，优化对电压和电流的合理控制。在此过程中，需要统筹、分析电压的瞬时值和电流瞬时值，从而保证合并单元环节精准度。同时，为保证一次设备正常通信工作，需要在监控和保护电力系统过程中，建立合并单元智能组件，这就要求务必最大程度保证数据借口数量。另外，为有效保护装置，需要提升智能组件功能，促进数据信息接收。在此阶段，主要是在合并单元环节时，通过连接流程交换机，保证测控装置准确、全面、及时收讯，实现合并单元环节整体优化效果。

3.3 优化状态检测装置

状态检测装置可以检测机构状态情况、检测机构状态、检测局部放电情况。在实际运作中，为有效提升各设备接收数据与发送数据的效率和质量，可通过智能化设备中的状态检测装置，更好地收集和处理产生数据的各项指令。状态检测装置主要检测内容，主要是针对断路器的电流波参数、速度参数、时间参数。应用中，状态检测装置具有普适性强的明显优势，对于水电站中的外置设备、内置设备皆可实现安装，满足功用。此外，为进一步优化状态检测装置，需要使用灵敏度高、体积轻巧、使用寿命长的传感器，以辅助状态检测装置提高检测性能[4]。

3.4 优化短路电流计算

水电站电气一次设备主要设计流程包括，短路电流计算，此项内容直接决定着水电站电气一次设备设计整体质量，是保障水电站电气一次设备正常运行的关键因素。为优化短路电流计算，需要将短路电流运行功率调至最大负荷之后，再展开检测，以保证检测有效性。同时，还需要计算三项、两项、单项等值，通过对三相短路电流图的简化，有效计算主接线部分电路电流。此外，计算系统容量时，需要综合考虑电力系统未来发展趋势，进而做出更加科学、合理的优化，提高各项设备整体运行效能，满足生产需要。

3.5 优化电气主接线设计

电气主接线是水电站电气设计的基础部分，更是保证电站电力系统完整性的重要组成部分，可为水电站安全、可靠运行，实现预期社会效益，经济效益提供重要保障。因此，在优化电气主接线过程中，相关工作人员务必提高责任意识、安全意识，谨遵电气主接线设计原则，实现电气主接线设计预期优化效果。具体原则主要包括：首先，为维护整体系统运行稳定性，需要做到运行系统中各部位原件具备较高独立性，不会因某一原件出现故障，导致系统瘫痪；其次，为维护系统运行安全，需要保证在对故障原件展开维护、检修时不会对其产生影响；最后，制定完毕优化设计方案，在实际操作中，应该加强知识培训与理念渗透，完善工作人员专业技能，降低操作失误率，保证电气主接线优化之后的设计方案更具可行性、便捷性、简易性。

3.6 优化接地及防雷设计

优化防雷设计主要是通过增加避雷线和避雷针，起到对电压的维稳作用。优化接地设计时，相关工作人员必须严格按照施工要求与行业规范展开作业，以人为本，保护自身生命安全。同时，为有效减少电位差，需要结合实际情况，在进行接地设计过程中，有效形成自然接地网，以达到优化接地设计效果。

3.7 加强设备选型和校验工作

水电站中的电气设备主要是输电设备、照明设备、主变压器、接地设备、水轮发电机等。现阶段水电站管理模式主要特点主要体现在智能化、机械化，值班人员较少。为保证水电站安全运行，降低运作成本，务必加强设备选型和校验工作。因此，在选择设备时，需要根据实际情况和设备特点，周全考虑，其是需要注意所选设备可满足短期过电压、短路产生的参数。另外，应该注意选择运营经验较丰富的设备，以全面降低企业投入成本，以最少使用资金保证水电站设备正常运行，实现预期综合效益。

4.结语

为全面提高水电站运行效率，必须优化水电站电气一次设备，使其更加智能化、节能化，对水电站安全运行和保障民生具有重要作用和意义。在此过程中，相关工作人员需要结合实际情况，使优化设计更具可行性，降低成本，实现预期综合效益。相信在未来，随着科学技术进一步发展，水电站各项设备将更加具备智能化，同时，在相关单位与工作人员的努力之下，水电站将会持续降低成本，提高经济效益、社会效益、环境效益，进而保证能源稳定供应，为我国社会建设与发展，提供重要基础保障。