电气自动化技术在水电站中的应用

水电站作为清洁低碳能源体系的核心组成部分，其运行效率与安全稳定性直接关系到能源供应质量与可持续发展目标的实现。随着能源行业智能化转型加速，传统运维模式已难以满足水电站高效、精准的运营需求。电气自动化技术凭借数据采集、智能控制、故障预警等优势，成为突破传统运营瓶颈、推动水电站升级的关键力量。本文聚焦电气自动化技术在水电站中的具体应用场景与实践路径，旨在为提升水电站自动化水平、助力能源行业高质量发展提供参考。

1. 电气自动化技术在水电站中的应用价值

电气自动化技术应用于水电站，展现出多维度、高量级的关键价值，为水电站运营体系升级提供重要支撑。在效率提升方面，依托数字化监测手段实时获取水轮发电机组及电气设备的运行信息，搭配 PLC 自动化技术对闸门开关、机组起停等核心环节实施精准调控，缩减人工操作的时间成本与偏差问题，有效改善发电流程的响应效率，进一步提升发电效能与能源转化效果，帮助水电站更优地适配用电负荷需求。

在安全保障领域，机组在线监测技术能够全天候跟踪机组振动、温度、油压等关键指标，一旦指标出现异常即可迅速发出预警信号，提前化解设备故障可能引发的停机问题，保障水电站始终处于连续稳定的供电状态。在成本控制方面，自动化技术推动运维流程向集约化方向发展，减少人工巡检环节的资源投入，依托精准调控手段降低设备的能源消耗与部件损耗，实现运维成本的有效管控。该技术还为水电站智能化转型筑牢基础，促进传统运维模式向“数据驱动”方向转变，助力水电站深度融入清洁低碳能源体系，为能源行业可持续发展提供技术层面的有力支持。

2. 电气自动化技术在水电站中的具体应用

2.1 数字化监测技术

数字化监测技术是水电站电气自动化体系的基础支撑，通过在水轮发电机组、变压器、开关设备等核心设备上部署各类传感器，实现对设备运行状态的全面感知与数据采集。该技术可实时捕捉电压、电流、功率、温度、压力等关键运行参数，将采集到的模拟信号转化为数字信号后，通过专用通信网络传输至中央监控平台。平台对数据进行实时处理与可视化呈现，使运维人员能够直观掌握设备运行动态，无需现场逐一巡检即可精准定位设备异常。同时，数字化监测技术可构建设备运行数据库，通过对历史数据的存储与回溯分析，为设备性能评估、寿命预测提供数据支撑，避免因设备隐性故障未及时发现导致的运行风险，为水电站设备稳定运行提供全方位的数据保障。

2.2PLC 自动化技术

PLC 自动化技术凭借其卓越的可靠性、出色的抗干扰能力与灵活多变的编程特性，在水电站核心流程控制中扮演着中流砥柱的角色，是实现水电站自动化控制的核心技术之一。在水电站日常运转中，PLC 系统肩负起闸门启闭、机组启停、励磁调节、调速系统管控等多项关键操作的自动化重任[1]。

以水库水位调控为例，水位传感器将实时水位数据源源不断传输至 PLC 系统，系统依据预先设定的逻辑算法，自动、精准地调节闸门开度，确保水库水位始终维持在合理区间，保障大坝安全与水资源高效利用。在机组运行控制环节，PLC 技术大显身手，精细调控机组转速与励磁电流，使机组输出功率能动态适配电网负荷变化，维持电力供应的稳定性与持续性。并且 PLC 自动化技术可与中央监控系统紧密联动，打破设备间的信息壁垒，实现多设备协同作业，减少人工介入，杜绝人为操作失误带来的安全隐患，显著提升水电站运行控制的精准度与稳定性，助力发电流程高效、有序推进。

2.3 机组在线监测技术

机组在线监测技术是保障水电站核心设备——水轮发电机组安全运行的关键技术，通过在机组轴承、定子、转子等关键部位安装振动传感器、温度传感器、位移传感器等监测设备，实现对机组运行状态的实时追踪与动态监测，该技术可24 小时不间断采集机组振动幅值、频率、各部位温度、轴线摆度等关键参数，实时传输至监测分析系统。系统通过预设的阈值判断与故障诊断算法，对采集数据进行实时分析，当参数超出正常范围或出现异常波动时，立即发出声光预警信号，并精准定位异常部位与可能的故障类型，如轴承磨损、转子不平衡等。运维人员可依据预警信息及时开展检修维护，避免故障扩大导致机组停机。同时，该技术还能通过对历史监测数据的趋势分析，预测机组运行状态变化规律，为设备预防性维护提供依据，延长机组使用寿命，保障水电站连续稳定发电[2]。

3. 提高水电站电气自动化水平的建议

3.1 优化水电站电气自动化运行

优化水电站电气自动化运行需从技术升级与流程完善双管齐下。在技术层面，应结合水电站实际工况，对现有自动化系统硬件设备进行迭代更新，更换老化传感器、通信模块等部件，确保数据采集的准确性与传输的稳定性；同时引入边缘计算技术，在设备端实现部分数据预处理，减少中央监控平台的数据处理压力，提升系统响应速度。​

在流程优化上，需梳理自动化控制逻辑，根据电网负荷变化、季节水量波动等实际需求，动态调整 PLC 控制参数与阈值设定，避免因参数固化导致的控制滞后问题。此外，应建立自动化系统定期巡检与维护机制，制定标准化运维流程，明确设备校准、软件升级的周期与操作规范，及时排查系统潜在漏洞，确保自动化系统始终处于高效、稳定的运行状态，充分发挥技术对水电站运营的支撑作用。

3.2 增强人员自动化管理水平

增强人员自动化管理水平是提升水电站电气自动化效能的关键环节。一方面，需构建分层分类的培训体系，针对运维人员、技术人员、管理人员制定差异化培训内容：对运维人员重点开展自动化设备实操、故障排查等技能培训，通过模拟故障场景演练，提升其应急处置能力；对技术人员侧重自动化系统架构、算法优化等专业知识培训，助力其掌握系统升级与改造技术。

另一方面，应建立人员能力考核与激励机制，将自动化设备操作熟练度、故障解决效率等纳入考核指标，定期组织技能竞赛与技术交流活动，激发人员学习积极性。同时，鼓励人员参与行业自动化技术研讨会，了解前沿技术动态，推动理论知识与实践应用深度融合，打造一支既懂电气技术又精通自动化管理的专业队伍，为水电站自动化水平提升提供人才保障 [3]。

结语

电气自动化技术为水电站突破传统运营局限、实现高效安全运行提供了核心支撑，其在数字化监测、PLC 控制及机组在线监测等场景的应用，显著提升了水电站运维精度与能源供应稳定性。优化系统运行流程与强化人员技术能力，是充分释放技术价值的关键路径。随着智能化技术持续迭代，电气自动化技术将进一步与水电站运营深度融合，为推动清洁低碳能源体系建设、助力能源行业高质量发展注入更强动力，为实现可持续能源目标奠定坚实基础。

参考文献

[1] 伦 佳 乐 . 电 气 自 动 化 技 术 在 水 电 站 中 的 应 用 [J]. 电 子 技术 ,2024,53(11):116-117.

[2] 王 文 军 . 水 电 站 中 电 气 自 动 化 技 术 的 应 用 分 析 [J]. 光 源 与 照明 ,2022,(06):190-192.

[3] 李伟 . 电气自动化技术在水电站中的应用分析 [J]. 设备管理与维修 ,2022,(10):103-104.