水电厂电气自动化控制设备的可靠性分析

文/陈瑞 潘凌 兰柏 王春梅

水力发电是我国电力资源生产利用的重要形式，其利用效率和质量受到电气设备的直接影响。现阶段，进行电气设备自动化控制是水电厂生产运行的内在要求；就电气设备自动化控制过程来看，其不仅能提升设备运作的可靠性，保证电能生产利用质量，更能确保工作人员操作控制的安全性，提升企业经济效益和社会影响。然而受诸多因素影响，我国水电厂电气设备自动化控制尚存在较多问题，严重影响了设备运行的可靠性。新时期，提升电气设备自动化控制水平已经成为水电厂高效、稳定发展的关键所在。

1 水电厂电气自动化设备运行现状分析

1.1 环境造成设备运行影响

水电厂在运行环境上，相对较为特殊，这使得水电厂运行设备的故障发生较为普遍，同时对于设备整体运转可靠性也造成了较大影响，所以自动化设备是保证水电厂整体运行可靠的重要部分。运行中产生的电磁干扰以及机械作用发生时，电磁干扰会使得自动化设备接收指令及回馈信息过程受到干扰，机械作用则增加了设备的损耗，对于水电厂的运行稳定影响较大。自然环境中的温度及湿度、大气污染影响等，会在一定程度上增加设备的损耗，影响其功能的正常发挥。机械作用的发生是设备生产中不能避免的现象，但部分机械作用属于非正常机械作用，比如极其冲击及机械震荡，会带来极大的设备损伤，长期如此会导致设备结构出现形变问题，或者结构细部参数发生变化。电磁波干扰是电厂生产中的正常现象，但如何避免其造成生产稳定、安全的影响，也需要水电厂有相应的方案，从而避免影响到设备生产的正常秩序。

1.2 设备元件不符运行条件

水利发电是现代社会中的新型发电模式，在世界范围内被广泛应用，我国在水能发电的应用中更是属于世界前列。比于传统火力发电的方式，水利发电能够在不消耗自然资源、不产生大气污染，即能解决现代能源紧缺之危，亦能保护环境，所以在发电领域中的应用较为广泛。由于市场的需求增加，生产厂家也由此增多，设备生产厂家不同在设备元件的质量上也存在差异，质量差异也导致水电厂自动化设备的运行受到影响。譬如，就水电厂变压器而言，其需要发挥电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离等职能。然而在实际应用过程中，电气系统存在高压或雷雨天气时，保险丝容易熔断使得变压器送不上电；同时高压接线柱容易烧坏、破损，此外，变压器会从安全气道、储油柜向外喷油，并引发异响问题。这些都会对设备的可靠性造成影响。而在断路器应用中，长时间、高频率的启动容易使得断路器开合控制受到影响，引发电流异常问题。此外，在保护柜应用过程中，受材质及保护柜规格设置等因素的影响，其仍然会出现电弧感应状况，不仅影响了设备使用的可靠性，更容易造成安全事故。

1.3 维修养护不力

电气自动化设备的生产工作，依赖于计算机技术的应用，通过对现代技术的应用使得各项生产工作依靠人工进行操作的传统发电模式得以改善，同时对于生产的要求也充分满足，极大的推动了水力发电厂的发展。但水力发电厂在运行过程中，为了保证设备各部件的稳定、流畅，还需要人工进行养护维修。比于常规电气设备，自动化产品设备的设计要复杂的多，尤其是元件精度的要求上极高。这对于养护维修也提出了更高的要求，若是在进行养护维修的过程中，没有对电气设备充分了解，就容易造成养护维修不力，从而发生更为严重的运行故障。

但实际进行养护维修的过程中，配备的人员往往都没有经过专业化的培训，不同的运行环境及运行系统，在设备的运行原理及操作要求上也较为不同，由此便使得操作中容易出现违规问题，并且会影响到设备的运营效率。譬如，水电厂电气设备自动化控制过程中，开关柜的应用较为普遍，然而受操作人员专业性等因素的影响，开关柜容易出现拒合闸、拒分闸、红路灯不良等问题；同时，受互感器螺丝松动、内部穿芯螺栓松动等现象的影响，互感器电流互感现象较为频繁。此外，隔离开关也会发生故障，从而引发电晕和放电现象，影响设备的可靠性。

2 影响电气自动化控制设备可靠运行的因素

2.1 设备可靠性

设备可靠性是设备电气自动化设备稳定运行的前提因素，与此同时其又是制约电气自动化设备能够长期稳定的运行的重要影响因素。然而经历过全面化分析电气自动化控制设备之后，其在运行和管理过程中可以有效加强对其自身的发展以及自身建设方面的具体影响因素的全面化分析，这样往往有助于进一步实现对电气自动化控制设备影响因素的全面性掌握，最终制定出比较完善的应对措施，以此来有效的促进电气自动化设备的进一步稳定运行和发展。然而有效加强电气自动化设备的影响因素的全面分析，在科学地分析电气自动化控制设备的运行难度系数与影响因素有着很大的帮助作用，所以就要求对电气自动化设备运行过程的控制性更加重视，具体情况作出具体分析。

2.2 环境因素

在电气自动化设备稳定运行的过程中的又一个影响因素就是环境因素，此对于电气自动化控制设备的稳定运行极其发展有着很明显的制约作用。然而经过一番对于电气自动化控制设备运行工作的调查研究之后，它在运行过程中，包括气候温度和机械环境以及电磁力的大小都会影响和制约电气自动化设备控制的运行及发展，而在此同时，气候温度和气压以及大气污染系数等等也都会对电气自动化控制设备的运行产生比较大的影响，举个例子，温度高一些就会导致电气自动化控制设备在运行当中出现运行故障，而如果气压过于高往往会导致电气自动化配备的启动困难，针对大气污染严重的会很容易出现或造成电气自动化工作出现的不全面，而且又会影响他的稳定运行。此外在针对气候以及气压与大气污染系数的影响方面，需要进一步强制性启动电气自动化设备，如此则会更容易导致电气自动化运行设备在工作过程中由于故障系数的增加而引发较为全面的故障问题，使得影响扩大，而这样往往也会导致电气自动化的控制设备没有办法投入到正常工作当中。

2.3 设备质量

一般来说，设备质量对于水力发电自动化设备的影响最为关键，也最为直接，若是设备运行不符合实际要求，最终引发的设备故障。再者，在电气自动化配备的研制和建设工作当中，他所具备的相关的构成部件必须要严格性依照设计说明以及使用水平来进行控制研究，目的在于进一步满足电气自动化控制设备的实际运行需要。另外假如与之相关的构成配件质量出现问题，那么就会很容易导致设备的运行强度不足，从而影响它的全面稳定使用。

3 提高电气自动化控制设备可靠性的策略

3.1 增加设计可靠性

增加运行设备的可靠性，还需要从自动化设备的初级设计阶段进行。展开设计工作前，依据实际条件，对设备的控制特点以及性能影响方面深化研究。此后，对电气自动化设备所需要的运行参数进行分析，从而使得设备使用条件以及设备性能要求更加清晰，进而保证设计方案的合理性、科学性。电气自动化设备生产模式的设计过程中，主要根据空间条件，即生产规模、生产批量大小。其次，设备的经济性、性能，受到设备类型及形式的影响，在进行设计的过程中，一定要从实际出发，保证运行可靠的基础上，对设备性能及经济性进行选择。都很有可能使得产品整体性的可靠性能受到影响，但是为了进一步使得器件技术减少，并且使得产品费用得到同时满足，那么在设计零部件的时候，就需要进行价值工程观念的运用，这一举动同样地也使得设备的制造成本收获了整体性的降低。

3.2 优选电子元件

自动化设备的元件选择中，要在元件技术条件及工作环境的技术要求基础上进行，工作环境以及技术要求不同，对于元件的选择也相对具有差异，在此基础上，应该积极对元件质量、性能进行保障。同时，对于易损元件要对其应用周期进行甄别，选择周期长、可靠性强的元件，同时，在日常养护中要对此类易损元件使用日期进行记录，从而保证周期内进行更换。电子元件多余设备整体运行的影响也极为大，所以在进行选择的过程中，也要特别考虑到它的散热性能，避免因为温度过高，是的设备的可靠性能受到影响。

4 结束语

总之，水电厂的电气自动化设备他的稳定性往往都会是水力发电厂的关键环节，而且一定要针对具体的问题提出相对应的问题解决措施进行合理化解决，进一步利用较之科学合理的方法实施设备的稳定性管理工作。然而我们在开展设备的稳定化管理操作工作当中，应该尽可能地避免盲目操作的问题出现，要根据水电厂的实际情况，对水电厂自动化设备的控制方案进行优化，同时还要不断的学习相关的专业知识，从而提高其专业化技术生产能力，进一步使得水电厂的电气自动化控制设备的稳定性得到提升。