水电厂电气自动化控制设备可靠性分析

刘洋

【摘要】随着经济的快速发展及人们生活水平的逐步越高，各行各业对电力资源的需求量也随之增加。水力发电作为我国电力资源生产利用的重要形式，在社会发展过程中承担着重要职责。水电厂的发电质量及利用效率与电气设备的运行性能有直接关系，而电气自动化控制设备的可靠性对水电厂电力系统的运行质量有着决定性影响，所以水电厂应结合电气自动化控制设备的性能和运行环境，制定相应的管理方案，以便提升设备运行的可靠性，为提高电能生产效率提供支撑。

【Abstract】With the rapid development of economy and the gradual improvement of people's living standards， the demand for power resources in all walks of life is also increasing. As an important form of power resources production and utilization in China， hydropower plays an important role in the process of social development. The power generation quality and utilization efficiency of hydropower plant are directly related to the operation performance of electrical equipment， and the reliability of electrical automation control equipment has a decisive impact on the operation quality of the power system of hydropower plant. Therefore， hydropower plant should formulate corresponding management plans combined with the performance and operation environment of electrical automation control equipment， so as to improve the reliability of equipment operation， and provide support for improving the efficiency of power production.

【关键词】水电厂;电气自动化;控制设备;可靠性

【Keywords】hydropower plant; electrical automation; control equipment; reliability

【中图分类号】TV736 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2020）11-0185-02

1 引言

电力资源是社会发展过程中不可或缺的重要能源，为了满足经济及社会发展对电能的多样化需求，水电厂需不断提升电气自动化控制设备的可靠性，从而为电力系统的安全有效运行提供保障。

2 水电厂电气自动化控制设备可靠性研究的意义

2.1 可以保证电气自动化控制设备的产品质量

水电厂整个电力系统在运转过程中，设备的运行环境、温度以及电磁波等都会影响到电气自动化控制设备的可靠性，导致设备运行质量下降或为设备操作人员带来安全隐患。提高电气自动化控制设备的可靠性就意味着提升了设备的质量，增强了设备的运行性能，能够为电力系统的稳定、长效运行创建一个安全的运行环境，从某种程度上来说也是提高了设备的质量，使水电厂的各设备元件在日常运行控制过程中有了强有力的支撑。所以提升电气自动化控制设备的质量，是各生产厂家和水电厂共同追求的目标。

2.2 可以取得良好的社会和经济效益

水电行业的快速发展，离不开可靠的电气自动化控制设备，而设备的可靠性一直是用户衡量电气自动化控制设备的重要指标，只有那些拥有更多可靠性指标的设备，才能为企业创造更高的经济收益，赢取良好的社会效益。随着我国水电厂兴建数量和规模的持续增加，电气自动化控制设备的需求量也随之加大。大量的自动化控制设备在使用过程中，要想为企业创造理想的收益，电气自动化控制设备的可靠性就应保持良好的状态。只有设备的可靠性持续处于稳定状态，电力系统机组之间的非计划停运、运行故障发生概率才会降低，整个系统的运行成本、维护成本、运行维护人员数量才能减少，从而为水电厂赢得更大的市场份额，进而取得良好的社会和经济效益。

3 水电厂电气自动化控制设备的运行现状

3.1 运行环境造成运行故障

水电厂运行环境的特殊性导致其发生故障的概率增加，因此，水电厂各设备发生故障的现象非常普遍，从而对整个系统运行的可靠性有较大影响。水电厂电力系统在运行过程中，各设备及其元器件之间所产生的电磁波会互相干扰，使得自动化设备接收指令、信息回馈等会受到影响，从而降低了电气自动化控制设备的自动化性能，设备损耗也随之增大，严重危害到水电厂的运行质量。设备运行过程中的机械故障无法避免，造成故障的原因有些是非正常机械作业，如机械冲击震荡对设备有很大伤害，长此以往设备结构在外力的作用下会出现形变、结构细部参数发生变化等。电磁波干扰是水电厂运行过程中不可消除的隐患，在生产过程中应采取有效措施来避免或控制电磁干扰，保障水电厂的安全生产。

3.2 设备元件脱离运行实际情况

水电厂发电是现代社会发展过程中一种新型发电模式，在全球范围内拥有广阔的应用空间，在我国的利用率位居前列。我国传统的发电模式以火力发电为主，火电厂需要消耗大量的能源，同时，所产生的各种有害物质及废弃物质还会降低周边环境质量。所以对生态环境影响小，能够缓解能源危机的水电厂得到广泛应用。由于市场需求的不断增加，生产设备的厂家和新型技术也随之增多，不同的生产厂家所运用的技术、设备采用的元器件质量千差万别，导致水电厂自动化控制设备的运行性能差异很大。

4 影响电气自动化控制设备可靠性的因素

4.1 质量不达标的零部件

水电厂电气自动化控制设备由大量不同品种的零部件组成，它的可靠运行有赖于所有零部件的密切协调、共同运转，其中任何一个零部件出现问题，势必会影响整个设备的稳定运行状态。为了避免因零部件质量不达标所造成的设备故障问题，生产厂家在设备安装之前应对所使用的零部件进行检查，严格按照国家相关行业规范对零部件进行筛选。然而由于零部件生产厂家较多，不同的厂家在制作工艺、生产材料等方面具有明显不同，所生产出来的零部件质量也参差不齐，并且产量也不稳定。

4.2 环境因素

影响水电厂电气自动化控制设备可靠性的另一重要因素为环境因素，电气自动化控制设备所处外界环境的温湿度及电磁干扰，都对其稳定性带来影响。电气自动化控制设备在运行过程中，机械环境以及电磁力的大小都会威胁到电气自动化控制设备的运行及发展，并且自然环境中的气候温度高低、气压大小及大气污染系数等也会干扰电气自动化控制设备运行的可靠性。例如，当外界环境温度较高时，机械环境温度也随之升高，电气自动化控制设备散热速度就会降低，此时，电气自动化控制设备就容易出现运行故障;如果气压过高往往导致电气自动化控制设备出现启动困难问题;在大气污染系数较高的条件下，电气自动化控制设备容易出现自动化工作不全面的现象，同时，会影响整个系统的稳定性。

5 提高电气自动化控制设备可靠性的措施

5.1 合理选择零部件

水电厂的电气自动化控制设备是由种类和数量都非常多的零部件组成，这些零部件质量的好坏程度对设备的可靠性具有直接关系。在设备生产环节，应综合考虑设备运行的实际环境、零部件生产技术及零部件质量高低等级要求等，结合电气自动化控制设备对不同零部件的质量和性能需要进行选择。在不同的温度影响下，零部件的稳定性对设备整体的可靠性有直接影响，因此，要优先选择散热性能好的类型;对于易损的零部件，要对其应用周期进行严格的筛选，同时，加强对此类零部件的定期养护及管理;湿度也是零部件选取时应考虑的因素，在湿度过大的条件下会增加零部件、印刷电路板等出现凝露现象的概率，从而影响电气性能。

5.2 合理利用电气自动化控制设备的保护设施

通过分析环境因素对电气自动化控制设备可靠性的影响，在设备维护过程中，设备维护人员需以此为落脚点，根据水电厂对电气自动化控制设备的应用要求，合理调节设备元件使用环境的温湿度，为设备的可靠运行创造有利条件。电气自动化控制设备自身具有保护设施，如设备散热设施、温度保护设施、湿度保护设施、防腐设施及防污设施等，这几项保护设施在设备运行时能够发挥对设备的安全防护作用，降低外界因素对设备可靠性的影响。因此，设备维护人员要紧紧抓住这一特征，在设备安装保护设施前全面了解并分析设备所处的环境和水电厂对设备的要求，并结合设备实际运行环境针对性地选取安全保护设施，最大限度地发挥保护设施的安全防护功能。

5.3 提升工作人员的专业技能

水电厂电气自动化控制设备无论是从内部结构还是运行环境，都非常较复杂。为保障设备高效安全地运转，需不断提升操作人员的操作技术水平，使其在具体的操作过程中，严格依据相关行业规范标准开展各项操作行为。同时，要加强对设备维修人员专业技能的培养，以便为电气自动化控制设备的可靠运行提供支撑。

5.4 加强测试

为了准确掌握水电厂电气自动化控制设备的可靠性，需制定一套比较完善的可靠性实验检测方法。常见的测试方式有现场实验法、实验室试验测试等方式。以实验室试验测试方式为例，该方式属于电气自动化控制设备最基础的检测方式。在实验室中通过变换工作和运行条件来检验电气自动化控制设备在不同运行环境下的运行状态，得出比较稳定的检测参数。

【参考文献】