水電廠電氣自動化控制設(shè)備可靠性分析

劉洋

【摘 ?要】隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展及人們生活水平的逐步越高，各行各業(yè)對電力資源的需求量也隨之增加。水力發(fā)電作為我國電力資源生產(chǎn)利用的重要形式，在社會發(fā)展過程中承擔(dān)著重要職責(zé)。水電廠的發(fā)電質(zhì)量及利用效率與電氣設(shè)備的運行性能有直接關(guān)系，而電氣自動化控制設(shè)備的可靠性對水電廠電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量有著決定性影響，所以水電廠應(yīng)結(jié)合電氣自動化控制設(shè)備的性能和運行環(huán)境，制定相應(yīng)的管理方案，以便提升設(shè)備運行的可靠性，為提高電能生產(chǎn)效率提供支撐。

【Abstract】With the rapid development of economy and the gradual improvement of people's living standards， the demand for power resources in all walks of life is also increasing. As an important form of power resources production and utilization in China， hydropower plays an important role in the process of social development. The power generation quality and utilization efficiency of hydropower plant are directly related to the operation performance of electrical equipment， and the reliability of electrical automation control equipment has a decisive impact on the operation quality of the power system of hydropower plant. Therefore， hydropower plant should formulate corresponding management plans combined with the performance and operation environment of electrical automation control equipment， so as to improve the reliability of equipment operation， and provide support for improving the efficiency of power production.

【關(guān)鍵詞】水電廠;電氣自動化;控制設(shè)備;可靠性

【Keywords】hydropower plant; electrical automation; control equipment; reliability

【中圖分類號】TV736 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）11-0185-02

1 引言

電力資源是社會發(fā)展過程中不可或缺的重要能源，為了滿足經(jīng)濟及社會發(fā)展對電能的多樣化需求，水電廠需不斷提升電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，從而為電力系統(tǒng)的安全有效運行提供保障。

2 水電廠電氣自動化控制設(shè)備可靠性研究的意義

2.1 可以保證電氣自動化控制設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量

水電廠整個電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中，設(shè)備的運行環(huán)境、溫度以及電磁波等都會影響到電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，導(dǎo)致設(shè)備運行質(zhì)量下降或為設(shè)備操作人員帶來安全隱患。提高電氣自動化控制設(shè)備的可靠性就意味著提升了設(shè)備的質(zhì)量，增強了設(shè)備的運行性能，能夠為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、長效運行創(chuàng)建一個安全的運行環(huán)境，從某種程度上來說也是提高了設(shè)備的質(zhì)量，使水電廠的各設(shè)備元件在日常運行控制過程中有了強有力的支撐。所以提升電氣自動化控制設(shè)備的質(zhì)量，是各生產(chǎn)廠家和水電廠共同追求的目標(biāo)。

2.2 可以取得良好的社會和經(jīng)濟效益

水電行業(yè)的快速發(fā)展，離不開可靠的電氣自動化控制設(shè)備，而設(shè)備的可靠性一直是用戶衡量電氣自動化控制設(shè)備的重要指標(biāo)，只有那些擁有更多可靠性指標(biāo)的設(shè)備，才能為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟收益，贏取良好的社會效益。隨著我國水電廠興建數(shù)量和規(guī)模的持續(xù)增加，電氣自動化控制設(shè)備的需求量也隨之加大。大量的自動化控制設(shè)備在使用過程中，要想為企業(yè)創(chuàng)造理想的收益，電氣自動化控制設(shè)備的可靠性就應(yīng)保持良好的狀態(tài)。只有設(shè)備的可靠性持續(xù)處于穩(wěn)定狀態(tài)，電力系統(tǒng)機組之間的非計劃停運、運行故障發(fā)生概率才會降低，整個系統(tǒng)的運行成本、維護成本、運行維護人員數(shù)量才能減少，從而為水電廠贏得更大的市場份額，進而取得良好的社會和經(jīng)濟效益。

3 水電廠電氣自動化控制設(shè)備的運行現(xiàn)狀

3.1 運行環(huán)境造成運行故障

水電廠運行環(huán)境的特殊性導(dǎo)致其發(fā)生故障的概率增加，因此，水電廠各設(shè)備發(fā)生故障的現(xiàn)象非常普遍，從而對整個系統(tǒng)運行的可靠性有較大影響。水電廠電力系統(tǒng)在運行過程中，各設(shè)備及其元器件之間所產(chǎn)生的電磁波會互相干擾，使得自動化設(shè)備接收指令、信息回饋等會受到影響，從而降低了電氣自動化控制設(shè)備的自動化性能，設(shè)備損耗也隨之增大，嚴(yán)重危害到水電廠的運行質(zhì)量。設(shè)備運行過程中的機械故障無法避免，造成故障的原因有些是非正常機械作業(yè)，如機械沖擊震蕩對設(shè)備有很大傷害，長此以往設(shè)備結(jié)構(gòu)在外力的作用下會出現(xiàn)形變、結(jié)構(gòu)細(xì)部參數(shù)發(fā)生變化等。電磁波干擾是水電廠運行過程中不可消除的隱患，在生產(chǎn)過程中應(yīng)采取有效措施來避免或控制電磁干擾，保障水電廠的安全生產(chǎn)。

3.2 設(shè)備元件脫離運行實際情況

水電廠發(fā)電是現(xiàn)代社會發(fā)展過程中一種新型發(fā)電模式，在全球范圍內(nèi)擁有廣闊的應(yīng)用空間，在我國的利用率位居前列。我國傳統(tǒng)的發(fā)電模式以火力發(fā)電為主，火電廠需要消耗大量的能源，同時，所產(chǎn)生的各種有害物質(zhì)及廢棄物質(zhì)還會降低周邊環(huán)境質(zhì)量。所以對生態(tài)環(huán)境影響小，能夠緩解能源危機的水電廠得到廣泛應(yīng)用。由于市場需求的不斷增加，生產(chǎn)設(shè)備的廠家和新型技術(shù)也隨之增多，不同的生產(chǎn)廠家所運用的技術(shù)、設(shè)備采用的元器件質(zhì)量千差萬別，導(dǎo)致水電廠自動化控制設(shè)備的運行性能差異很大。

4 影響電氣自動化控制設(shè)備可靠性的因素

4.1 質(zhì)量不達標(biāo)的零部件

水電廠電氣自動化控制設(shè)備由大量不同品種的零部件組成，它的可靠運行有賴于所有零部件的密切協(xié)調(diào)、共同運轉(zhuǎn)，其中任何一個零部件出現(xiàn)問題，勢必會影響整個設(shè)備的穩(wěn)定運行狀態(tài)。為了避免因零部件質(zhì)量不達標(biāo)所造成的設(shè)備故障問題，生產(chǎn)廠家在設(shè)備安裝之前應(yīng)對所使用的零部件進行檢查，嚴(yán)格按照國家相關(guān)行業(yè)規(guī)范對零部件進行篩選。然而由于零部件生產(chǎn)廠家較多，不同的廠家在制作工藝、生產(chǎn)材料等方面具有明顯不同，所生產(chǎn)出來的零部件質(zhì)量也參差不齊，并且產(chǎn)量也不穩(wěn)定。

4.2 環(huán)境因素

影響水電廠電氣自動化控制設(shè)備可靠性的另一重要因素為環(huán)境因素，電氣自動化控制設(shè)備所處外界環(huán)境的溫濕度及電磁干擾，都對其穩(wěn)定性帶來影響。電氣自動化控制設(shè)備在運行過程中，機械環(huán)境以及電磁力的大小都會威脅到電氣自動化控制設(shè)備的運行及發(fā)展，并且自然環(huán)境中的氣候溫度高低、氣壓大小及大氣污染系數(shù)等也會干擾電氣自動化控制設(shè)備運行的可靠性。例如，當(dāng)外界環(huán)境溫度較高時，機械環(huán)境溫度也隨之升高，電氣自動化控制設(shè)備散熱速度就會降低，此時，電氣自動化控制設(shè)備就容易出現(xiàn)運行故障;如果氣壓過高往往導(dǎo)致電氣自動化控制設(shè)備出現(xiàn)啟動困難問題;在大氣污染系數(shù)較高的條件下，電氣自動化控制設(shè)備容易出現(xiàn)自動化工作不全面的現(xiàn)象，同時，會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5 提高電氣自動化控制設(shè)備可靠性的措施

5.1 合理選擇零部件

水電廠的電氣自動化控制設(shè)備是由種類和數(shù)量都非常多的零部件組成，這些零部件質(zhì)量的好壞程度對設(shè)備的可靠性具有直接關(guān)系。在設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)，應(yīng)綜合考慮設(shè)備運行的實際環(huán)境、零部件生產(chǎn)技術(shù)及零部件質(zhì)量高低等級要求等，結(jié)合電氣自動化控制設(shè)備對不同零部件的質(zhì)量和性能需要進行選擇。在不同的溫度影響下，零部件的穩(wěn)定性對設(shè)備整體的可靠性有直接影響，因此，要優(yōu)先選擇散熱性能好的類型;對于易損的零部件，要對其應(yīng)用周期進行嚴(yán)格的篩選，同時，加強對此類零部件的定期養(yǎng)護及管理;濕度也是零部件選取時應(yīng)考慮的因素，在濕度過大的條件下會增加零部件、印刷電路板等出現(xiàn)凝露現(xiàn)象的概率，從而影響電氣性能。

5.2 合理利用電氣自動化控制設(shè)備的保護設(shè)施

通過分析環(huán)境因素對電氣自動化控制設(shè)備可靠性的影響，在設(shè)備維護過程中，設(shè)備維護人員需以此為落腳點，根據(jù)水電廠對電氣自動化控制設(shè)備的應(yīng)用要求，合理調(diào)節(jié)設(shè)備元件使用環(huán)境的溫濕度，為設(shè)備的可靠運行創(chuàng)造有利條件。電氣自動化控制設(shè)備自身具有保護設(shè)施，如設(shè)備散熱設(shè)施、溫度保護設(shè)施、濕度保護設(shè)施、防腐設(shè)施及防污設(shè)施等，這幾項保護設(shè)施在設(shè)備運行時能夠發(fā)揮對設(shè)備的安全防護作用，降低外界因素對設(shè)備可靠性的影響。因此，設(shè)備維護人員要緊緊抓住這一特征，在設(shè)備安裝保護設(shè)施前全面了解并分析設(shè)備所處的環(huán)境和水電廠對設(shè)備的要求，并結(jié)合設(shè)備實際運行環(huán)境針對性地選取安全保護設(shè)施，最大限度地發(fā)揮保護設(shè)施的安全防護功能。

5.3 提升工作人員的專業(yè)技能

水電廠電氣自動化控制設(shè)備無論是從內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是運行環(huán)境，都非常較復(fù)雜。為保障設(shè)備高效安全地運轉(zhuǎn)，需不斷提升操作人員的操作技術(shù)水平，使其在具體的操作過程中，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展各項操作行為。同時，要加強對設(shè)備維修人員專業(yè)技能的培養(yǎng)，以便為電氣自動化控制設(shè)備的可靠運行提供支撐。

5.4 加強測試

為了準(zhǔn)確掌握水電廠電氣自動化控制設(shè)備的可靠性，需制定一套比較完善的可靠性實驗檢測方法。常見的測試方式有現(xiàn)場實驗法、實驗室試驗測試等方式。以實驗室試驗測試方式為例，該方式屬于電氣自動化控制設(shè)備最基礎(chǔ)的檢測方式。在實驗室中通過變換工作和運行條件來檢驗電氣自動化控制設(shè)備在不同運行環(huán)境下的運行狀態(tài)，得出比較穩(wěn)定的檢測參數(shù)。

【參考文獻】

【1】翁浩平.關(guān)于水電廠電氣自動化控制設(shè)備的可靠性分析[J].技術(shù)與市場，2019（03）：15-17.

【2】王靜，樊銀.水電廠電氣自動化設(shè)備可靠性論述[J].數(shù)字通信世界，2018（09）：18-19.

【3】楊正暉.水電廠電氣自動化控制設(shè)備穩(wěn)定性技術(shù)探析[J].河南水利與南水北調(diào)，2017（1）：72-73+77.