電氣自動化控制設備可靠性探析

李善文 嚴一凡 甘祎揚

摘? 要：隨著電氣設備向著智能化、模塊化方向發展，新型電氣設備也不斷被研發出來，電氣自動控制系統變得愈加復雜，在進行控制系統設計時需要充分考慮到電控設備的可靠性。本文對可靠性影響因素進行分析，并提出了提高電氣自動化控制設備可靠性的有效途徑。

關鍵詞：電氣自動化控制系統;電力設備;可靠性

電氣自動化控制系統的應用使得電力系統運行變得更為準確、可靠，對保證正常的電力供應發揮著重要作用。可靠性是電氣設備的重要指標，如果電氣自動化控制設備存在安全隱患，會給操作人員生命安全造成威脅，還會企業承受更大的經濟損失。應該從安全角度出發，選擇具有高質量、高可靠性的電氣元件，做好電氣設備的質量檢測，配置應急電氣設備，定期更新到達使用壽命的電氣設備

1電氣智能化控制設備可靠性

可靠性，也就是在特定的環境和時間條件下，完成某項功能的能力。電氣自動化控制設備可靠性，實質是保證電力系統安全、穩定運行，避免對用戶電氣設備造成損害，盡量減少停電時間，保證運行維護人員的生命安全。電氣自動化控制系統在實際運行過程中，電氣設備的故障出現存在著隨機性，可靠性具有安全性、充裕度兩個方面。電氣控制的充裕度要求有著充足的輸電、發電容人量，可以使電氣自動設備在每個工況下都可以保證電力系統的穩定性。而安全性要求電氣控制系統中出現故障情況下，保證電力系統的安全運行，不會由于故障引起聯動反應。可靠性是對電氣控制設備進行評估的重要指標，對電氣控制系統的運維管理進行指導，如何作好電氣自控設備監督具有重要意義。

2電氣自動控制設備可靠性影響因素分析

2.1供電電源

保證電氣自控設備穩定運行的重要條件要求供電電源有著很好的可靠性，很多電氣自動系統中都采取冗余供電方式，如果某個供電回路存在故障，通過智能轉換開關將備用電源投入使用。供電電源的可靠性可保證對電力系統持續供電，電氣設備可正常運行，對提高電氣自控系統的可靠性起到保障作用。

2.2長距離傳輸問題

電氣自控系統在實際施工過程中，會根據實際需要來延長供電線路距離。長距離傳輸會引發各種問題，存在著線損變大、低壓供電等現象，控制設備會由于電壓不穩而損壞;還存在電磁干擾問題，對自控系統的可靠性帶來不利影響;如果存在供電電纜線徑過小、控制設備非正常條件關機、饋電設備陳舊等問題，會給自控系統運行帶來不穩定因素。

2.3負荷容量

電氣自控系統具備的負荷容量大于原設計控制能力，會導致主變壓器持續運行在超載條件下，會對供電系統的可靠性造成影響，供電質量也得不到保證，供電電纜、電氣設備會加速老化，還會產生損壞等問題，會使電力系統的穩定性、安全性不斷降低。過負荷運行會加大電氣設備的振動頻率，使得自控系統電氣設備穩定性下降，會存在停電的可能性。為保證電氣自控系統達到可靠性的要求，需要對自控系統運行參數進行實時監測，不斷完善監控系統的功能，解決與自動系統不匹配的問題，可以及時解決自控系統運行故障，避免造成更大的安全事故。

3提高電氣自動化控制設備可靠性的有效途徑

3.1電源系統

電源系統具備持續供電的能力，可以保證電氣自控系統持續運行，在一臺供電電源出現故障時，及時將另外一臺投入運行，恢復自控系統的正常供電。及時恢復供電需要設置好電源轉換的時間，為提高電源系統可靠性可從如下幾方面考慮：1）在電氣自控設備運行條件下，通過主電源進行供電，如果存在供電故障，需有及時切換到備用電源，具體的時間需要從生產和電氣設備安全性來確定。對于供電可靠性高的電氣自控系統可以將UPS裝置作為備用，不再存在切換時間的問題。2）設置選擇性保護系統，對電氣自控系統進行過載、短路保護，按照運行電流來確定斷路器，再根據保護級別來確定保護時間。

為更好地保證電控系統設備的供電持續性，可以選擇并聯供電方式，把電氣設備劃分成重要、非重要兩種類型。重要的電氣設備會影響電氣自控系統正常運行，比如，變壓器、PLC控制器等。非重要電氣設備不會對電控自動運行產生太大的影響，比如一些輔助的電氣設備。如果自動控制系統存在電氣故障，則按照電氣設備的重要性進行選擇保護方案。

3.2電磁干擾

如果電氣自控系統比較復雜、規模比較大，一些部位的電氣設備布局比較緊湊，在通電運行時會出現電磁干擾現象，主要的解決措施有：1）電氣設備間的電磁干擾，交流電源為電磁干擾的來源，會對自控系統穩定性造成影響。可以在電氣設備、電網電源相互間安裝隔離變壓器，把高頻電源信號進行過濾處理，可以為自控系統提供更為純凈的電源。2）安裝RC阻容吸收裝置。電氣自控系統會安裝有眾多的接觸器、繼電器等電氣元件，在觸點開閉時會形成浪涌脈沖，嚴重情況下會出現電弧，這樣就會出現電磁干擾。需要在接觸器、繼電器并聯RC阻容吸收裝置，由于電容兩側電壓無法出現突變，這樣可以對開閉時形成的電壓浪涌進行控制，電容值與浪涌抑制性能成正比關系，電阻會對電容釋放的電流進行限制，電阻、電容組成的緩沖電容有著很好的消弧作用，對消除電磁干擾有著很好的效果。2）對干擾源、電氣設備進行電磁屏蔽，也可以很好地處理電磁干擾問題。針對空間電磁干擾，可以對控制線路進行電磁屏蔽。電氣自控系統線路距離較長，存在著電磁耦合等問題，控制線路可以采用雙絞屏蔽線，可以防止電磁干擾信號經過饋線耦合后進入到電氣設備。開關量的線路可以采用光電耦合器，將電信號轉換為光信號進行處理，可以消除掉電磁耦合干擾帶來的危害。

3.3電氣設備減振

電氣設備在通電運行時會存在一定程度的振動，嚴重情況下會產生電氣設備共振，會對電氣儀表正常運行產生影響，避免對儀表造成損壞，需要對存在的電氣設備振動進行處理。可以在電氣設備中安裝減振器，可以緩解和消除電氣設備運行產生的振動，把電氣設備與地面基礎間安裝吸振裝置，對電氣設備運行頻率進行抵消，可以達到減振的處理效果。

3.4加強電氣設備管理及維護

做好電氣自控系統的電氣設備維護，對保證電氣設備的利用率和可靠性是至關重要的。需要對電氣設備運行環境進行檢查，溫度、濕度、粉塵和氣壓等環境因素是否對電氣設備產生影響，嚴格控制室內的運行環境，安裝除濕裝置、除塵裝置、散熱器等，使電氣設備運行在理想的工況下，避免電氣設備由于受潮、過熱等引起的故障。在戶外條件下運行的電氣設備，需要做好安全防護工作，避免受到雨雪、雷電等惡劣天氣帶來的影響。

3.5做好電氣設備的可靠性測試

電氣設備安裝調試完成后，需要開展可靠性測試工作，采用準確、全面的測試手段對電氣設備可靠性進行檢查，對存在的問題提出解決措施，保證電氣設備的運行安全。可采取現場測試方式，對獲取到的可靠性數據進行采集、分析，可以準確的得到設備的可靠性情況。

4結語

電氣自動化控制系統電氣設備的可靠性，會直接影響到電力系統的安全、穩定運行。電氣設備可靠性的影響因素比較多，需要根據不同的影響因素采取相應的處理措施，可以進一步提高電氣設備的可靠性，還要求工作人員端正工作態度，做好電氣設備管理、維護和可靠性測試等工作，可以延長電氣設備的使用壽命，保證可靠性達到設計要求。

參考文獻：

[1]黃重謙，張學科.淺析電氣自動化控制設備的可靠性[J].內燃機與配件，2020（12）：209-210.

[2]楊治山.電氣自動化控制設備可靠性測試分析[J].設備管理與維修，2020（12）：195-197.

[3]張君.鋼鐵企業電氣自動化控制設備的可靠性分析[J].南方農機，2020，51（06）：192+194.

[4]鄒乃超，陳秉松.電氣自動化控制設備的可靠性分析[J].石化技術，2020，27（03）：237+244.

[5]楊立，馮毅，何鋒，楊如君，曹晉穎.對電氣自動化控制設備進行可靠性測試的探究[J].科學技術創新，2020（09）：182-183.