水電廠電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的可靠性分析

文/陳瑞 潘凌 蘭柏 王春梅

水力發(fā)電是我國電力資源生產(chǎn)利用的重要形式，其利用效率和質(zhì)量受到電氣設(shè)備的直接影響?，F(xiàn)階段，進(jìn)行電氣設(shè)備自動(dòng)化控制是水電廠生產(chǎn)運(yùn)行的內(nèi)在要求；就電氣設(shè)備自動(dòng)化控制過程來看，其不僅能提升設(shè)備運(yùn)作的可靠性，保證電能生產(chǎn)利用質(zhì)量，更能確保工作人員操作控制的安全性，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響。然而受諸多因素影響，我國水電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化控制尚存在較多問題，嚴(yán)重影響了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。新時(shí)期，提升電氣設(shè)備自動(dòng)化控制水平已經(jīng)成為水電廠高效、穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵所在。

1 水電廠電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀分析

1.1 環(huán)境造成設(shè)備運(yùn)行影響

水電廠在運(yùn)行環(huán)境上，相對(duì)較為特殊，這使得水電廠運(yùn)行設(shè)備的故障發(fā)生較為普遍，同時(shí)對(duì)于設(shè)備整體運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性也造成了較大影響，所以自動(dòng)化設(shè)備是保證水電廠整體運(yùn)行可靠的重要部分。運(yùn)行中產(chǎn)生的電磁干擾以及機(jī)械作用發(fā)生時(shí)，電磁干擾會(huì)使得自動(dòng)化設(shè)備接收指令及回饋信息過程受到干擾，機(jī)械作用則增加了設(shè)備的損耗，對(duì)于水電廠的運(yùn)行穩(wěn)定影響較大。自然環(huán)境中的溫度及濕度、大氣污染影響等，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)中不能避免的現(xiàn)象，但部分機(jī)械作用屬于非正常機(jī)械作用，比如極其沖擊及機(jī)械震蕩，會(huì)帶來極大的設(shè)備損傷，長期如此會(huì)導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)出現(xiàn)形變問題，或者結(jié)構(gòu)細(xì)部參數(shù)發(fā)生變化。電磁波干擾是電廠生產(chǎn)中的正?，F(xiàn)象，但如何避免其造成生產(chǎn)穩(wěn)定、安全的影響，也需要水電廠有相應(yīng)的方案，從而避免影響到設(shè)備生產(chǎn)的正常秩序。

1.2 設(shè)備元件不符運(yùn)行條件

水利發(fā)電是現(xiàn)代社會(huì)中的新型發(fā)電模式，在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，我國在水能發(fā)電的應(yīng)用中更是屬于世界前列。比于傳統(tǒng)火力發(fā)電的方式，水利發(fā)電能夠在不消耗自然資源、不產(chǎn)生大氣污染，即能解決現(xiàn)代能源緊缺之危，亦能保護(hù)環(huán)境，所以在發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛。由于市場(chǎng)的需求增加，生產(chǎn)廠家也由此增多，設(shè)備生產(chǎn)廠家不同在設(shè)備元件的質(zhì)量上也存在差異，質(zhì)量差異也導(dǎo)致水電廠自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行受到影響。譬如，就水電廠變壓器而言，其需要發(fā)揮電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離等職能。然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，電氣系統(tǒng)存在高壓或雷雨天氣時(shí)，保險(xiǎn)絲容易熔斷使得變壓器送不上電；同時(shí)高壓接線柱容易燒壞、破損，此外，變壓器會(huì)從安全氣道、儲(chǔ)油柜向外噴油，并引發(fā)異響問題。這些都會(huì)對(duì)設(shè)備的可靠性造成影響。而在斷路器應(yīng)用中，長時(shí)間、高頻率的啟動(dòng)容易使得斷路器開合控制受到影響，引發(fā)電流異常問題。此外，在保護(hù)柜應(yīng)用過程中，受材質(zhì)及保護(hù)柜規(guī)格設(shè)置等因素的影響，其仍然會(huì)出現(xiàn)電弧感應(yīng)狀況，不僅影響了設(shè)備使用的可靠性，更容易造成安全事故。

1.3 維修養(yǎng)護(hù)不力

電氣自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)工作，依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，通過對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用使得各項(xiàng)生產(chǎn)工作依靠人工進(jìn)行操作的傳統(tǒng)發(fā)電模式得以改善，同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)的要求也充分滿足，極大的推動(dòng)了水力發(fā)電廠的發(fā)展。但水力發(fā)電廠在運(yùn)行過程中，為了保證設(shè)備各部件的穩(wěn)定、流暢，還需要人工進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。比于常規(guī)電氣設(shè)備，自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)備的設(shè)計(jì)要復(fù)雜的多，尤其是元件精度的要求上極高。這對(duì)于養(yǎng)護(hù)維修也提出了更高的要求，若是在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修的過程中，沒有對(duì)電氣設(shè)備充分了解，就容易造成養(yǎng)護(hù)維修不力，從而發(fā)生更為嚴(yán)重的運(yùn)行故障。

但實(shí)際進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修的過程中，配備的人員往往都沒有經(jīng)過專業(yè)化的培訓(xùn)，不同的運(yùn)行環(huán)境及運(yùn)行系統(tǒng)，在設(shè)備的運(yùn)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(xiàn)違規(guī)問題，并且會(huì)影響到設(shè)備的運(yùn)營效率。譬如，水電廠電氣設(shè)備自動(dòng)化控制過程中，開關(guān)柜的應(yīng)用較為普遍，然而受操作人員專業(yè)性等因素的影響，開關(guān)柜容易出現(xiàn)拒合閘、拒分閘、紅路燈不良等問題；同時(shí)，受互感器螺絲松動(dòng)、內(nèi)部穿芯螺栓松動(dòng)等現(xiàn)象的影響，互感器電流互感現(xiàn)象較為頻繁。此外，隔離開關(guān)也會(huì)發(fā)生故障，從而引發(fā)電暈和放電現(xiàn)象，影響設(shè)備的可靠性。

2 影響電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠運(yùn)行的因素

2.1 設(shè)備可靠性

設(shè)備可靠性是設(shè)備電氣自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提因素，與此同時(shí)其又是制約電氣自動(dòng)化設(shè)備能夠長期穩(wěn)定的運(yùn)行的重要影響因素。然而經(jīng)歷過全面化分析電氣自動(dòng)化控制設(shè)備之后，其在運(yùn)行和管理過程中可以有效加強(qiáng)對(duì)其自身的發(fā)展以及自身建設(shè)方面的具體影響因素的全面化分析，這樣往往有助于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備影響因素的全面性掌握，最終制定出比較完善的應(yīng)對(duì)措施，以此來有效的促進(jìn)電氣自動(dòng)化設(shè)備的進(jìn)一步穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)展。然而有效加強(qiáng)電氣自動(dòng)化設(shè)備的影響因素的全面分析，在科學(xué)地分析電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行難度系數(shù)與影響因素有著很大的幫助作用，所以就要求對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過程的控制性更加重視，具體情況作出具體分析。

2.2 環(huán)境因素

在電氣自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的過程中的又一個(gè)影響因素就是環(huán)境因素，此對(duì)于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行極其發(fā)展有著很明顯的制約作用。然而經(jīng)過一番對(duì)于電氣自動(dòng)化控制設(shè)備運(yùn)行工作的調(diào)查研究之后，它在運(yùn)行過程中，包括氣候溫度和機(jī)械環(huán)境以及電磁力的大小都會(huì)影響和制約電氣自動(dòng)化設(shè)備控制的運(yùn)行及發(fā)展，而在此同時(shí)，氣候溫度和氣壓以及大氣污染系數(shù)等等也都會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生比較大的影響，舉個(gè)例子，溫度高一些就會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)運(yùn)行故障，而如果氣壓過于高往往會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化配備的啟動(dòng)困難，針對(duì)大氣污染嚴(yán)重的會(huì)很容易出現(xiàn)或造成電氣自動(dòng)化工作出現(xiàn)的不全面，而且又會(huì)影響他的穩(wěn)定運(yùn)行。此外在針對(duì)氣候以及氣壓與大氣污染系數(shù)的影響方面，需要進(jìn)一步強(qiáng)制性啟動(dòng)電氣自動(dòng)化設(shè)備，如此則會(huì)更容易導(dǎo)致電氣自動(dòng)化運(yùn)行設(shè)備在工作過程中由于故障系數(shù)的增加而引發(fā)較為全面的故障問題，使得影響擴(kuò)大，而這樣往往也會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化的控制設(shè)備沒有辦法投入到正常工作當(dāng)中。

2.3 設(shè)備質(zhì)量

一般來說，設(shè)備質(zhì)量對(duì)于水力發(fā)電自動(dòng)化設(shè)備的影響最為關(guān)鍵，也最為直接，若是設(shè)備運(yùn)行不符合實(shí)際要求，最終引發(fā)的設(shè)備故障。再者，在電氣自動(dòng)化配備的研制和建設(shè)工作當(dāng)中，他所具備的相關(guān)的構(gòu)成部件必須要嚴(yán)格性依照設(shè)計(jì)說明以及使用水平來進(jìn)行控制研究，目的在于進(jìn)一步滿足電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行需要。另外假如與之相關(guān)的構(gòu)成配件質(zhì)量出現(xiàn)問題，那么就會(huì)很容易導(dǎo)致設(shè)備的運(yùn)行強(qiáng)度不足，從而影響它的全面穩(wěn)定使用。

3 提高電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的策略

3.1 增加設(shè)計(jì)可靠性

增加運(yùn)行設(shè)備的可靠性，還需要從自動(dòng)化設(shè)備的初級(jí)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行。展開設(shè)計(jì)工作前，依據(jù)實(shí)際條件，對(duì)設(shè)備的控制特點(diǎn)以及性能影響方面深化研究。此后，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備所需要的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，從而使得設(shè)備使用條件以及設(shè)備性能要求更加清晰，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)方案的合理性、科學(xué)性。電氣自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)模式的設(shè)計(jì)過程中，主要根據(jù)空間條件，即生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)批量大小。其次，設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、性能，受到設(shè)備類型及形式的影響，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一定要從實(shí)際出發(fā)，保證運(yùn)行可靠的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備性能及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行選擇。都很有可能使得產(chǎn)品整體性的可靠性能受到影響，但是為了進(jìn)一步使得器件技術(shù)減少，并且使得產(chǎn)品費(fèi)用得到同時(shí)滿足，那么在設(shè)計(jì)零部件的時(shí)候，就需要進(jìn)行價(jià)值工程觀念的運(yùn)用，這一舉動(dòng)同樣地也使得設(shè)備的制造成本收獲了整體性的降低。

3.2 優(yōu)選電子元件

自動(dòng)化設(shè)備的元件選擇中，要在元件技術(shù)條件及工作環(huán)境的技術(shù)要求基礎(chǔ)上進(jìn)行，工作環(huán)境以及技術(shù)要求不同，對(duì)于元件的選擇也相對(duì)具有差異，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該積極對(duì)元件質(zhì)量、性能進(jìn)行保障。同時(shí)，對(duì)于易損元件要對(duì)其應(yīng)用周期進(jìn)行甄別，選擇周期長、可靠性強(qiáng)的元件，同時(shí)，在日常養(yǎng)護(hù)中要對(duì)此類易損元件使用日期進(jìn)行記錄，從而保證周期內(nèi)進(jìn)行更換。電子元件多余設(shè)備整體運(yùn)行的影響也極為大，所以在進(jìn)行選擇的過程中，也要特別考慮到它的散熱性能，避免因?yàn)闇囟冗^高，是的設(shè)備的可靠性能受到影響。

4 結(jié)束語

總之，水電廠的電氣自動(dòng)化設(shè)備他的穩(wěn)定性往往都會(huì)是水力發(fā)電廠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而且一定要針對(duì)具體的問題提出相對(duì)應(yīng)的問題解決措施進(jìn)行合理化解決，進(jìn)一步利用較之科學(xué)合理的方法實(shí)施設(shè)備的穩(wěn)定性管理工作。然而我們?cè)陂_展設(shè)備的穩(wěn)定化管理操作工作當(dāng)中，應(yīng)該盡可能地避免盲目操作的問題出現(xiàn)，要根據(jù)水電廠的實(shí)際情況，對(duì)水電廠自動(dòng)化設(shè)備的控制方案進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)還要不斷的學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，從而提高其專業(yè)化技術(shù)生產(chǎn)能力，進(jìn)一步使得水電廠的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性得到提升。