淺析提高水電站電氣設(shè)備可靠性的途徑

羅文雄

摘 要：水電站電氣設(shè)備的可靠性直接關(guān)系著人們的用電質(zhì)量，因此需要我們充分意識(shí)到水電站電氣設(shè)備可靠性的重要性，在了解電氣設(shè)備的基礎(chǔ)上提高電氣設(shè)備的可靠性。作者參考海南瓊中抽水蓄能電站（3*200MW裝機(jī)）、桂田水庫除險(xiǎn)加固工程壩后電站（2*3000KW裝機(jī)）等系列電站電氣專業(yè)監(jiān)理的工作經(jīng)驗(yàn)，講述了電氣設(shè)備可靠性研究的重要意義，具體的研究內(nèi)容以及研究現(xiàn)狀，并且就如何提高水電站電氣設(shè)備可靠性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水電站電氣設(shè)備 可靠性 現(xiàn)狀 故障

電力的提供為人們的生活帶來了巨大的方便，現(xiàn)階段伴隨著人們用電量的不斷增多，就給電力系統(tǒng)提出了更高的要求，電子設(shè)備作為水電站供電的非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，電氣設(shè)備的可靠性直接影響著整個(gè)水電站工作的穩(wěn)定性，從而影響著整個(gè)國家的供電網(wǎng)穩(wěn)定性，因此需要我們充分的意識(shí)到電氣設(shè)備可靠性的重要性，通過采取有效的措施來保證電氣設(shè)備處在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)作的狀態(tài)，從而保證人們的正常用電。

1.水電站電氣設(shè)備可靠性研究的重要意義和研究現(xiàn)狀

有效提高水電站電氣設(shè)備可靠性具有以下意義，其一，可以保證電力的穩(wěn)定性，為人們安心穩(wěn)定用電提供一定的基礎(chǔ)。其二，可以有效的節(jié)約電力企業(yè)的成本，使電力企業(yè)獲得一定的經(jīng)濟(jì)利益。

現(xiàn)階段，我國已經(jīng)初步形成電氣設(shè)備相關(guān)的統(tǒng)計(jì)體系以及數(shù)據(jù)庫，這就為進(jìn)行水電站電氣設(shè)備可靠性研究提供了一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，同時(shí)也可以有效的提高電氣設(shè)備可靠性。電氣設(shè)備的相關(guān)準(zhǔn)則為學(xué)者進(jìn)行電氣設(shè)備可靠性研究提供了一定的基礎(chǔ)，但是由于多方面原因的限制，我國的電氣設(shè)備準(zhǔn)則還不夠完善，影響了對(duì)電氣設(shè)備可靠性的進(jìn)一步研究，因此需要加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的完善。

2.水電站電氣設(shè)備可靠性研究內(nèi)容

進(jìn)行水電站電氣設(shè)備可靠性研究，是保證電力正常供應(yīng)的基礎(chǔ)，水電站電氣設(shè)備可靠性可以用電能的供給能力來表示，這種供給能力又可以用概率來進(jìn)行表示，水電站電氣設(shè)備可靠性研究的主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面。其一，需要對(duì)電氣設(shè)備每一個(gè)單獨(dú)的元件組成的系統(tǒng)模型進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算以及分析，通過計(jì)算以及分析來得出定量計(jì)算的實(shí)際指標(biāo)，然后再運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)元件運(yùn)行狀況的可靠性進(jìn)行分析。其二，水電站電氣設(shè)備涉及的氛圍非常廣，因此在進(jìn)行水電站電氣設(shè)備可靠性研究時(shí)，可以采取將其分成不同環(huán)節(jié)來進(jìn)行處理的方式，一定注意次要矛盾和主要矛盾之間的關(guān)系，然后再依據(jù)研究的難點(diǎn)以及重點(diǎn)，有針對(duì)性的制定不同的數(shù)學(xué)模型以及計(jì)算方法。其三，需要通過計(jì)算尋找到提高水電站電氣設(shè)備可靠性的有效途徑。

3.提高水電站電氣設(shè)備可靠性的途徑

3.1對(duì)發(fā)電控制設(shè)備進(jìn)行分析

3.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)故障樹

勵(lì)磁系統(tǒng)主要是由調(diào)節(jié)器，滅磁開關(guān)子系統(tǒng)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)以及功率柜等一些其他系統(tǒng)組成，每一個(gè)系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)密不可分，一旦其中的任何一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)就無法處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。另外勵(lì)磁系統(tǒng)下面的這幾個(gè)子系統(tǒng)還存在有或門關(guān)系，其中開關(guān)和整流部件構(gòu)成了功率柜，而繼電器和電源構(gòu)成了勵(lì)磁控制系統(tǒng)，滅磁開關(guān)是由機(jī)械部門以及電氣部分組成，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則由切換板以及電氣部分組成。

3.1.2發(fā)電機(jī)控制設(shè)備故障樹

發(fā)電機(jī)控制設(shè)備主要是有機(jī)組順序自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)速系統(tǒng)，定子，轉(zhuǎn)子，繼電保護(hù)以及勵(lì)磁系統(tǒng)等組成的，這些子系統(tǒng)之間也形成一種或門關(guān)系，只要其中一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么整個(gè)發(fā)電機(jī)控制設(shè)備將無法正常運(yùn)行。

3.1.3調(diào)速系統(tǒng)故障樹

調(diào)速系統(tǒng)主要是由電液轉(zhuǎn)化器，機(jī)械以及電氣這三個(gè)部分組成，這三個(gè)部分之間也存在著相互依存不可分離形成或門關(guān)系，其中在電氣部分中也存在有兩個(gè)部分，控制部分及輸出繼電器，這兩部分也形成或門關(guān)系，只有保證每個(gè)系統(tǒng)都處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)才能夠保持一種穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)的狀態(tài)。

3.2對(duì)輸變電設(shè)備進(jìn)行分析

輸變電設(shè)備主要是由斷路器，變壓器以及電氣主接線組成，這三個(gè)部分之間也形成或門關(guān)系，必須保證這三個(gè)部分都處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，輸變電設(shè)備才能正常運(yùn)行。電氣主接線屬于一個(gè)橋型系統(tǒng)，表面看起看來十分復(fù)雜，但如果采用串聯(lián)的方法來對(duì)其進(jìn)行分析，就可以將電氣主接線分解成為一個(gè)非常簡單的電路關(guān)系。主接線是電氣設(shè)備中最基礎(chǔ)的存在，通過主接線對(duì)電路進(jìn)行分析，可以將每一個(gè)系統(tǒng)之間的回路都看作是一個(gè)實(shí)踐，這樣將所有的事件總結(jié)歸類就可以形成一個(gè)故障樹，這種已經(jīng)經(jīng)過分解的故障樹在進(jìn)行分析時(shí)就會(huì)變得非?？焖俸啙?。

3.3對(duì)電氣元件進(jìn)行可靠性分析

3.3.1不可修復(fù)的元件

在對(duì)不可修復(fù)元件進(jìn)行具體的分析時(shí)一定需要注意壽命，壽命是一個(gè)隨機(jī)的并且具有連續(xù)性的變量，可以用概率分布函數(shù)來對(duì)元件的分布規(guī)律進(jìn)行描述。

3.3.2可修復(fù)元件可靠性分析

在對(duì)可修復(fù)元件進(jìn)行可靠性分析時(shí)，需要針對(duì)以下不同的指標(biāo)進(jìn)行分析。其一，可用率，即在時(shí)間不斷推移的情況下，元件在正常情況下可以保持正常工作的概率。其二，可靠性分析。即隨著時(shí)間的不斷推移，元件在一定時(shí)間內(nèi)可以保持處于正常工作狀態(tài)下的概率。其三，不可用率，不可用率是可用率的對(duì)立面，即元件做在處于正常情況下，在某一個(gè)點(diǎn)上不能正常工作的概率。其四，元件的不可靠度。即元件在正常工作情況下，第一次開始出現(xiàn)不能正常工作的概率。其五，修復(fù)率，即元件在損害后在一定時(shí)間內(nèi)可以被修好的概率。

從水電站的角度出發(fā)，為了能夠有效提升設(shè)備的穩(wěn)定性，應(yīng)該在選用元件時(shí)盡量避免太多的零件品種以及零件規(guī)格，選用專業(yè)的制作廠制作的元件，且要在滿足性能的基礎(chǔ)上盡量將元件的精度以及轉(zhuǎn)配簡化，同要在元件使用過程中將一些可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，從而方便日后的維修。

4.故障樹分析

4.1故障樹分析的特點(diǎn)

其一，分析對(duì)象一般為比較重大的事故。其二，故障發(fā)生后需要進(jìn)行全面檢查，了解故障發(fā)生的原因以及故障帶來的影響，并且制定有效的措施解決問題。其三，對(duì)元件進(jìn)行分析時(shí)，需要在一定的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)下進(jìn)行定量、定性分析。其四，當(dāng)發(fā)生非常復(fù)雜的故障時(shí)，需要結(jié)合相應(yīng)的理論邏輯來計(jì)算概率進(jìn)行詳細(xì)的分析。

4.2具體分析步驟

故障樹分析法最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的一項(xiàng)工作就是要將發(fā)生故障的部位找出并且找出對(duì)該故障造成影響的原因，將這些所有的原因關(guān)系羅列出來，從而確定具體的關(guān)系和圖形。故障樹分析法是根據(jù)發(fā)生的故障來計(jì)算其發(fā)生故障的概率，然后再分析出系統(tǒng)出現(xiàn)無法正常運(yùn)行的概率。

5.結(jié)語

電氣設(shè)備可靠性直接影響著發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此在實(shí)際的供電過程中，需要我們實(shí)時(shí)了解電氣設(shè)備的具體運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并且要采取有效的措施保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，從而保證供電的安全可靠。另外，在進(jìn)行研究時(shí)，我們不僅要采取有效的措施提升水電站電氣設(shè)備可靠性，同時(shí)還需要積極的研發(fā)先進(jìn)的設(shè)備以及技術(shù)，從而使水電站更好的為人們提供服務(wù)。

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