水電廠電氣自動化控制設備的可靠性分析

文/陳瑞 潘凌 蘭柏 王春梅

水力發電是我國電力資源生產利用的重要形式，其利用效率和質量受到電氣設備的直接影響。現階段，進行電氣設備自動化控制是水電廠生產運行的內在要求；就電氣設備自動化控制過程來看，其不僅能提升設備運作的可靠性，保證電能生產利用質量，更能確保工作人員操作控制的安全性，提升企業經濟效益和社會影響。然而受諸多因素影響，我國水電廠電氣設備自動化控制尚存在較多問題，嚴重影響了設備運行的可靠性。新時期，提升電氣設備自動化控制水平已經成為水電廠高效、穩定發展的關鍵所在。

1 水電廠電氣自動化設備運行現狀分析

1.1 環境造成設備運行影響

水電廠在運行環境上，相對較為特殊，這使得水電廠運行設備的故障發生較為普遍，同時對于設備整體運轉可靠性也造成了較大影響，所以自動化設備是保證水電廠整體運行可靠的重要部分。運行中產生的電磁干擾以及機械作用發生時，電磁干擾會使得自動化設備接收指令及回饋信息過程受到干擾，機械作用則增加了設備的損耗，對于水電廠的運行穩定影響較大。自然環境中的溫度及濕度、大氣污染影響等，會在一定程度上增加設備的損耗，影響其功能的正常發揮。機械作用的發生是設備生產中不能避免的現象，但部分機械作用屬于非正常機械作用，比如極其沖擊及機械震蕩，會帶來極大的設備損傷，長期如此會導致設備結構出現形變問題，或者結構細部參數發生變化。電磁波干擾是電廠生產中的正常現象，但如何避免其造成生產穩定、安全的影響，也需要水電廠有相應的方案，從而避免影響到設備生產的正常秩序。

1.2 設備元件不符運行條件

水利發電是現代社會中的新型發電模式，在世界范圍內被廣泛應用，我國在水能發電的應用中更是屬于世界前列。比于傳統火力發電的方式，水利發電能夠在不消耗自然資源、不產生大氣污染，即能解決現代能源緊缺之危，亦能保護環境，所以在發電領域中的應用較為廣泛。由于市場的需求增加，生產廠家也由此增多，設備生產廠家不同在設備元件的質量上也存在差異，質量差異也導致水電廠自動化設備的運行受到影響。譬如，就水電廠變壓器而言，其需要發揮電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離等職能。然而在實際應用過程中，電氣系統存在高壓或雷雨天氣時，保險絲容易熔斷使得變壓器送不上電；同時高壓接線柱容易燒壞、破損，此外，變壓器會從安全氣道、儲油柜向外噴油，并引發異響問題。這些都會對設備的可靠性造成影響。而在斷路器應用中，長時間、高頻率的啟動容易使得斷路器開合控制受到影響，引發電流異常問題。此外，在保護柜應用過程中，受材質及保護柜規格設置等因素的影響，其仍然會出現電弧感應狀況，不僅影響了設備使用的可靠性，更容易造成安全事故。

1.3 維修養護不力

電氣自動化設備的生產工作，依賴于計算機技術的應用，通過對現代技術的應用使得各項生產工作依靠人工進行操作的傳統發電模式得以改善，同時對于生產的要求也充分滿足，極大的推動了水力發電廠的發展。但水力發電廠在運行過程中，為了保證設備各部件的穩定、流暢，還需要人工進行養護維修。比于常規電氣設備，自動化產品設備的設計要復雜的多，尤其是元件精度的要求上極高。這對于養護維修也提出了更高的要求，若是在進行養護維修的過程中，沒有對電氣設備充分了解，就容易造成養護維修不力，從而發生更為嚴重的運行故障。

但實際進行養護維修的過程中，配備的人員往往都沒有經過專業化的培訓，不同的運行環境及運行系統，在設備的運行原理及操作要求上也較為不同，由此便使得操作中容易出現違規問題，并且會影響到設備的運營效率。譬如，水電廠電氣設備自動化控制過程中，開關柜的應用較為普遍，然而受操作人員專業性等因素的影響，開關柜容易出現拒合閘、拒分閘、紅路燈不良等問題；同時，受互感器螺絲松動、內部穿芯螺栓松動等現象的影響，互感器電流互感現象較為頻繁。此外，隔離開關也會發生故障，從而引發電暈和放電現象，影響設備的可靠性。

2 影響電氣自動化控制設備可靠運行的因素

2.1 設備可靠性

設備可靠性是設備電氣自動化設備穩定運行的前提因素，與此同時其又是制約電氣自動化設備能夠長期穩定的運行的重要影響因素。然而經歷過全面化分析電氣自動化控制設備之后，其在運行和管理過程中可以有效加強對其自身的發展以及自身建設方面的具體影響因素的全面化分析，這樣往往有助于進一步實現對電氣自動化控制設備影響因素的全面性掌握，最終制定出比較完善的應對措施，以此來有效的促進電氣自動化設備的進一步穩定運行和發展。然而有效加強電氣自動化設備的影響因素的全面分析，在科學地分析電氣自動化控制設備的運行難度系數與影響因素有著很大的幫助作用，所以就要求對電氣自動化設備運行過程的控制性更加重視，具體情況作出具體分析。

2.2 環境因素

在電氣自動化設備穩定運行的過程中的又一個影響因素就是環境因素，此對于電氣自動化控制設備的穩定運行極其發展有著很明顯的制約作用。然而經過一番對于電氣自動化控制設備運行工作的調查研究之后，它在運行過程中，包括氣候溫度和機械環境以及電磁力的大小都會影響和制約電氣自動化設備控制的運行及發展，而在此同時，氣候溫度和氣壓以及大氣污染系數等等也都會對電氣自動化控制設備的運行產生比較大的影響，舉個例子，溫度高一些就會導致電氣自動化控制設備在運行當中出現運行故障，而如果氣壓過于高往往會導致電氣自動化配備的啟動困難，針對大氣污染嚴重的會很容易出現或造成電氣自動化工作出現的不全面，而且又會影響他的穩定運行。此外在針對氣候以及氣壓與大氣污染系數的影響方面，需要進一步強制性啟動電氣自動化設備，如此則會更容易導致電氣自動化運行設備在工作過程中由于故障系數的增加而引發較為全面的故障問題，使得影響擴大，而這樣往往也會導致電氣自動化的控制設備沒有辦法投入到正常工作當中。

2.3 設備質量

一般來說，設備質量對于水力發電自動化設備的影響最為關鍵，也最為直接，若是設備運行不符合實際要求，最終引發的設備故障。再者，在電氣自動化配備的研制和建設工作當中，他所具備的相關的構成部件必須要嚴格性依照設計說明以及使用水平來進行控制研究，目的在于進一步滿足電氣自動化控制設備的實際運行需要。另外假如與之相關的構成配件質量出現問題，那么就會很容易導致設備的運行強度不足，從而影響它的全面穩定使用。

3 提高電氣自動化控制設備可靠性的策略

3.1 增加設計可靠性

增加運行設備的可靠性，還需要從自動化設備的初級設計階段進行。展開設計工作前，依據實際條件，對設備的控制特點以及性能影響方面深化研究。此后，對電氣自動化設備所需要的運行參數進行分析，從而使得設備使用條件以及設備性能要求更加清晰，進而保證設計方案的合理性、科學性。電氣自動化設備生產模式的設計過程中，主要根據空間條件，即生產規模、生產批量大小。其次，設備的經濟性、性能，受到設備類型及形式的影響，在進行設計的過程中，一定要從實際出發，保證運行可靠的基礎上，對設備性能及經濟性進行選擇。都很有可能使得產品整體性的可靠性能受到影響，但是為了進一步使得器件技術減少，并且使得產品費用得到同時滿足，那么在設計零部件的時候，就需要進行價值工程觀念的運用，這一舉動同樣地也使得設備的制造成本收獲了整體性的降低。

3.2 優選電子元件

自動化設備的元件選擇中，要在元件技術條件及工作環境的技術要求基礎上進行，工作環境以及技術要求不同，對于元件的選擇也相對具有差異，在此基礎上，應該積極對元件質量、性能進行保障。同時，對于易損元件要對其應用周期進行甄別，選擇周期長、可靠性強的元件，同時，在日常養護中要對此類易損元件使用日期進行記錄，從而保證周期內進行更換。電子元件多余設備整體運行的影響也極為大，所以在進行選擇的過程中，也要特別考慮到它的散熱性能，避免因為溫度過高，是的設備的可靠性能受到影響。

4 結束語

總之，水電廠的電氣自動化設備他的穩定性往往都會是水力發電廠的關鍵環節，而且一定要針對具體的問題提出相對應的問題解決措施進行合理化解決，進一步利用較之科學合理的方法實施設備的穩定性管理工作。然而我們在開展設備的穩定化管理操作工作當中，應該盡可能地避免盲目操作的問題出現，要根據水電廠的實際情況，對水電廠自動化設備的控制方案進行優化，同時還要不斷的學習相關的專業知識，從而提高其專業化技術生產能力，進一步使得水電廠的電氣自動化控制設備的穩定性得到提升。