水電廠電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析

劉穎

摘要：目前，我國在能源利用和環(huán)境保護(hù)方面投入了大量資金，水電站的發(fā)展得到了國家有關(guān)部門的大力支持。電氣自動(dòng)控制設(shè)備是水電站健康運(yùn)行的基本保證，因此對(duì)其控制設(shè)備的可靠性分析在現(xiàn)階段的發(fā)展中具有十分重要的意義，不僅可以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，還要保障相關(guān)經(jīng)營(yíng)者的安全，降低企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本。然而，目前控制設(shè)備可靠性測(cè)試技術(shù)還不完善，導(dǎo)致相關(guān)工作不能順利開展，阻礙了其自身的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水電站;電氣自動(dòng)化;控制設(shè)備;可靠性;分析

1水電廠電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性研究的意義

1.1保證電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量。

在水電站整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、溫度和電磁波會(huì)影響電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量下降或給設(shè)備操作人員帶來安全隱患。提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性，意味著提高設(shè)備的質(zhì)量，提高設(shè)備的運(yùn)行性能，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、長(zhǎng)期運(yùn)行創(chuàng)造安全的運(yùn)行環(huán)境，在一定程度上也提高了設(shè)備的質(zhì)量，從而使水電站各部件設(shè)備在日常運(yùn)行控制過程中有了強(qiáng)有力的支撐。因此，提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的質(zhì)量是各廠家和水電廠的共同目標(biāo)。

1.2具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

水電行業(yè)的快速發(fā)展離不開可靠的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備，設(shè)備的可靠性一直是用戶衡量電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的重要指標(biāo)，只有這樣才能為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)收入，贏得良好的社會(huì)效益。隨著我國水電站數(shù)量和規(guī)模的不斷增加，對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的需求也越來越大。大量的自動(dòng)控制設(shè)備在使用過程中，為了給企業(yè)創(chuàng)造理想的收益，電氣自動(dòng)控制設(shè)備的可靠性應(yīng)保持在良好的狀態(tài)。只有當(dāng)設(shè)備的可靠性處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，才能降低電力系統(tǒng)機(jī)組間發(fā)生非計(jì)劃停電和運(yùn)行故障的概率，降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本、維護(hù)成本和運(yùn)維人員數(shù)量，從而為水電廠贏得更大的市場(chǎng)份額，進(jìn)而獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2水電站電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀分析

2.1環(huán)境對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響。

水電站的運(yùn)行環(huán)境比較特殊，使得水電站運(yùn)行設(shè)備的故障較為普遍，對(duì)設(shè)備的整體運(yùn)行可靠性影響也較大，因此，水電站自動(dòng)化設(shè)備是保證水電站整體運(yùn)行可靠性的重要組成部分。當(dāng)發(fā)生電磁干擾和機(jī)械動(dòng)作時(shí)，電磁干擾會(huì)干擾自動(dòng)化設(shè)備接收指令和反饋信息的過程，機(jī)械動(dòng)作會(huì)增加設(shè)備損耗，對(duì)水電站的運(yùn)行穩(wěn)定性有很大影響。自然環(huán)境中的溫濕度，空氣污染的影響，會(huì)在一定程度上增加設(shè)備的損耗，影響其功能的正常發(fā)揮。機(jī)械作用的發(fā)生是設(shè)備生產(chǎn)中不可避免的現(xiàn)象，但有些機(jī)械作用屬于非正常的機(jī)械作用，如極端沖擊、機(jī)械沖擊等，會(huì)給設(shè)備帶來很大的損壞，長(zhǎng)期如此會(huì)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)變形問題，或參數(shù)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)改變。電磁波干擾是電廠生產(chǎn)中的正常現(xiàn)象，但如何避免其對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性的影響，也需要相應(yīng)的方案來避免影響設(shè)備正常生產(chǎn)秩序。

2.2不符合運(yùn)行條件的設(shè)備部件。

水電是現(xiàn)代社會(huì)一種新型的發(fā)電方式。它在世界上得到了廣泛的應(yīng)用。中國在水電應(yīng)用方面走在世界前列。與傳統(tǒng)的火力發(fā)電方式相比，水力發(fā)電不消耗自然資源，不產(chǎn)生空氣污染，即能解決現(xiàn)代能源短缺的危機(jī)，又能保護(hù)環(huán)境，因此在發(fā)電領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用。由于市場(chǎng)需求的增加，生產(chǎn)廠家的數(shù)量不斷增加，各廠家設(shè)備部件的質(zhì)量也不盡相同，這也影響了水電廠自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行。例如水電廠的變壓器，就需要發(fā)揮電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離等功能。但在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電氣系統(tǒng)處于高壓或雷雨天氣時(shí)，熔斷器容易熔斷，變壓器無法通電時(shí)，變壓器會(huì)從安全風(fēng)道和儲(chǔ)油罐噴出油液，引起異響問題。這些都會(huì)影響設(shè)備的可靠性。然而，在斷路器的應(yīng)用中，斷路器的分合閘控制容易受到長(zhǎng)時(shí)間、高頻率啟動(dòng)的影響，從而產(chǎn)生電流異常的問題。另外，在保護(hù)柜的應(yīng)用中，由于保護(hù)柜的材質(zhì)、規(guī)格等原因，仍會(huì)發(fā)生電弧感應(yīng)，不僅影響設(shè)備的可靠性，而且容易造成安全事故。

2.3維護(hù)不善。

電氣自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。通過現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的人工操作發(fā)電方式進(jìn)行了改進(jìn)，同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)的要求也得到了充分的滿足，極大地促進(jìn)了水電的發(fā)展。但是，為了保證水電運(yùn)行期間設(shè)備各部分的穩(wěn)定性和流暢性，還需要人工維護(hù)。與傳統(tǒng)的電氣設(shè)備相比，自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多，特別是對(duì)元器件精度要求很高。這也對(duì)維修保養(yǎng)提出了更高的要求，如果在維修保養(yǎng)的過程中，對(duì)電器設(shè)備沒有充分的了解，很容易造成維修保養(yǎng)不力，從而造成更嚴(yán)重的運(yùn)行故障。然而，在實(shí)際的維修過程中，維修人員往往沒有經(jīng)過專門的培訓(xùn)。不同的操作環(huán)境和操作系統(tǒng)對(duì)設(shè)備也有不同的工作原理和操作要求，這使得設(shè)備的操作容易發(fā)生違規(guī)，并會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行效率。例如，在水電廠電氣設(shè)備的自動(dòng)控制過程中，開關(guān)柜的應(yīng)用相當(dāng)普遍。但受操作人員專業(yè)性等因素影響，開關(guān)柜容易出現(xiàn)拒合、拒開拒關(guān)、紅色路燈不亮等問題，由于螺絲和螺栓松動(dòng)，變壓器電流互感頻繁。此外，隔離開關(guān)還會(huì)發(fā)生擊穿，從而引起電暈和放電現(xiàn)象，影響設(shè)備的可靠性。

3保證電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的方法

3.1零部件的合理選擇。

電氣自動(dòng)控制設(shè)備中有許多部件。如果沒有正確選擇零件，零件的功能將與設(shè)備的功能不匹配。在進(jìn)行備件的設(shè)備組合時(shí)，應(yīng)有效控制備件的種類和規(guī)格，選用專業(yè)廠家生產(chǎn)的備件進(jìn)行組裝，使組裝后的設(shè)備符合規(guī)范要求。

3.2加強(qiáng)零部件質(zhì)量控制。

由于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的元器件容易混淆，為了保證設(shè)備質(zhì)量的可靠性，有必要選用高質(zhì)量的元器件。在對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修和檢查時(shí)，要多方面考慮部件質(zhì)量問題。在備件市場(chǎng)上，要有一定規(guī)模的廠家來訂貨，特別注意備件的細(xì)節(jié)，還要做到貨比三家，保證備件的質(zhì)量。

3.3保證控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。

水電站電氣自動(dòng)化控制程序是由專業(yè)技術(shù)人員編制的，但在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)影響設(shè)備穩(wěn)定性的因素。如控制系統(tǒng)中監(jiān)控參數(shù)的設(shè)計(jì)，只有對(duì)設(shè)備的實(shí)際工作參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，才能確定正常工作設(shè)備的質(zhì)量參數(shù)和性能指標(biāo)。另外，在進(jìn)行環(huán)境設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須注意改善電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的工作環(huán)境，從根本上保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而有效地保證電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。例如，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的環(huán)境時(shí)，電氣自動(dòng)控制設(shè)備的工作溫度往往設(shè)定在60℃以上°C、會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。但是電氣自動(dòng)化控制設(shè)備工作的氣候是熱帶，那里的環(huán)境溫度高于16℃°一年四季，一旦電氣自動(dòng)化控制設(shè)備投入運(yùn)行，設(shè)備的溫度很容易超過60度的標(biāo)準(zhǔn)°C、那么自動(dòng)化就不穩(wěn)定了。因此，設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)設(shè)備工作環(huán)境進(jìn)行全面檢查。

3.4為設(shè)備運(yùn)行提供良好的環(huán)境。

設(shè)備在工作時(shí)，環(huán)境問題也是影響設(shè)備正常運(yùn)行的因素之一。如果工作環(huán)境過于潮濕，會(huì)影響相關(guān)工作部件，導(dǎo)致嚴(yán)重短路或燒毀，因此有必要為設(shè)備的運(yùn)行提供良好的工作環(huán)境，如將惡劣環(huán)境與工作設(shè)備隔離。

4結(jié)論

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和更新?lián)Q代的時(shí)代，對(duì)水電廠電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性進(jìn)行分析具有十分重要的意義。它能及時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋電站的運(yùn)行狀況，并對(duì)電站參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。首先，要優(yōu)化自動(dòng)控制設(shè)備的設(shè)計(jì)，保證電氣設(shè)備能夠穩(wěn)定、連續(xù)地運(yùn)行。為了提高控制設(shè)備的可靠性，需要有關(guān)人員做好設(shè)備的規(guī)范化管理和操作，避免設(shè)備故障的發(fā)生，保證整個(gè)水電站的正常運(yùn)行。

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