提高水电站电气设备可靠性的分析研究

提高水电站电气设备可靠性的分析研究

黄兴宇

茂名市鉴江流域水利工程管理局良德坝后电站

摘要：近年来我国水电站建设不断增多，保证电气设备的安全运行，对于保证电网工作效率有着重要的作用。若电力设备发生故障，将会直接影响到本区域居民的生活和农业生产工作以及工业制造，严重时会影响整体的国民经济。电气设备之间内部相互联系共同形成一个系统，来保证运行的可靠性，但是在这个系统中还存在着一些问题，文中对提高水电站电气设备的运行可靠性方面做了简单的论述。

关键词：水电站；电气设备；可靠性

电气设备作为水电站的硬件与软件设备的统一体，对保证水电站正常运行起到着极其重要的作用。水电站的电气设备主要分为一次设备与二次设备，由于电气设备具有复杂性与多样性，同时也存在着一些问题，因此需要不断地进行改善。

一、水电站电气设备的可靠性研究现状

（一）研究现状

我国已经建立了用来分析电气设备的专门数据库与统计体系，在一定程度上为保障电气设备的可靠性奠定了坚实的基础，这一体系的建立与运行提高了电气设备的运行可靠性以及质量，保证电气设备可靠性原则是研究电气设备可靠性的科学依据，但是由于一些因素的限制，造成这类准则还不够完善，在某些方面还存在着不足，由此还需要不断地加强，进一步提高电气设备的可靠性能。

研究水电站电气设备的可靠性主要是为了保证电能的质量，提高电力系统运行的状态，通常情况下电气设备的可靠性主要是以电能的供给能力表示，也就是用概率表示，其判断的主要内容包括对电气设备的系统模型进和设备的单个元件进行计算与分析，经过反复的计算与实验得出定量计算的指标，利用现代统计学办法进行元件运行的可靠性分析，但是我国水电站的电气设备的种类较多且涵盖的范围较广，在进行可靠性的研究时，需要根据不同工作环节来划分电气设备，调节好主要与次要矛盾之间的关系，根据可靠性研究的难点与重点，来制定选择计算方法与构建数学模型，最终找出可以提高电气设备可靠性运行的具体方法以及途径。

（二）研究的意义

研究水电站电气设备可靠性能，有利于进一步提高整个电力系统的安全运行状态，在水电站的实际生产过程中，可以将分析出来的可靠性理论作为电力产品生产的指导依据，为保证人们可以用到优质电能提供基础保证，在水电站的电力系统中应用可靠性技术，还可以提高水电站的经济效益

二、电气设备的故障分析

（一）构建励磁系统故障树

励磁系统构成部分主要包括：功率柜、灭磁开关子系统和励磁控制系统以及调节器等，在这个系统中一旦其中一个环节出现问题，那么整个系统都会出现故障，这些系统间属于或门关系，功率柜的或门关系是由整流部件与开关组成；励磁控制系统的或门关系主要是由电源与继电器构成的；灭磁开关的或门关系主要由电气部分与机械部分构成；励磁调节器的或门关系主要是由调节器系统与切换板构成。

（二）自动控制系统与调速系统故障树

机组顺序的自动控制系统主要是由电源和机械元件以及继电器等构成，这些部分都是构成机组顺序的自动控制系统的子系统，若要提高电气设备的可靠性能，需要充分保证这些子系统处于正常的运行状态下，才可以有效的保证自动控制系统的正常运行，这些子系统之间是属于或门关系。

调速系统主要由电气部分和机械部分以及电液转化器等构成，这些组成部分同样也是或门关系，在电气部分中有包含着输出继电器与控制部分，而这两部分也是或门关系。

（三）故障树分析法的特点与实施办法

故障树是顶点与边的集合，顶点与边相联合但是不包含闭合回路，故障树是边发源于顶点并带有方向的树，又被称为是逻辑树，边是由故障系统和故障元件或者子系统故障等组成，其运算的逻辑主要是输出和输入之间的关系，并用顶事件来表示，故障树中的顶事件是与树根事件相对应的，由下一级事件进行逐级的事件传递，通常情况下顶事件是故障事件，由系统故障的标准来定义。

故障树分析法的特点：其选取的标准分析对象是重大故障，由故障系统进行因果关系的整理；其可以全面的查清故障发生的原因和真相，并对故障进行分析提出相应的解决措施，并对这些措施进行改进；故障分析主要是对产品或者部件以及装置等进行定性与定量分析，对于复杂的或者危险的故障采用逻辑推理办法与理论推理符号进行分析，将其因果关系找出，确定其中的因果关系以及系统故障的发生概率。

实施的主要步骤：选取顶事件、构建故障树、计算故障树最小的割集、最后求出系统发生故障的几率。其中顶事件也就是最不希望发生故障的部分，在选取时可以根据我们最关注的问题选择。故障树的建立主要是将故障和造成故障的因素之间存在的逻辑关系，并用故障树图形表示出来，最后进行故障树分析，最终的结果也就是系统出现故障的概率用PF表示。

三、电气设备运行故障的防范措施以及处理办法

（一）防范措施

其一：建立并完善电气设备的操作流程，其中需要包含基本设备的信息采集和分析，规范其操作流程，做好日常的监管工作，健全故障分析以及检修程序等流程，将故障责任落实到运行的电气设备上，并明确故障责任的主体，做好故障处理工作，避免故障再次发生。

其二：水电站需要积极的引进先进的管理办法以及技术，将监察系统中存在的不足之处以及存在的漏洞进行修复，提高监控系统的监察电气设备的能力，及时发现电气设备存在的安全隐患以及运行故障，以便及时的采取相应的解决措施，缩小故障发生的时间，减少经济损失。

其三：做好工作人员的管理工作，提高人员技术操作水平以及安全意识，电气设备通常是以强电为主，一旦工作人员放松警惕，则很有很能造成安全事故，对工作人员构成生命威胁，同时使水电站遭受一定的经济损失，由此在日常的管理中，需要加强对工作人员进行技术培训以及安全教育，提高工作人员检修设备的能力以及安全操作的意识，提高电气设备的运行可靠性。

（二）事故处理办法

操作流程在严密也会有存在问题的环节，不可能保证电气设备永不发生事故，那么在故障发生时，需要技术人员运用其专业的知识及时的做出正确的判断，并采取故障处理办法，将经济损失控制在最小范围内，控制故障的发展防止其进一步的恶化，在电气设备发生故障时，需要立即停止机器的运行，对其进行故障分析，保证供电系统的稳定性，加强故障维修的力度，整理好故障分析报告做成资料并储存好，作为日后设备维修或者检查提高可参考的资料，防止再次出现同一类事故，水电站对于人们的日常生活与生产活动起着重要的作用，由此水电站需要重视电气设备的安全运行，提高自身的管理水平，利用先进的技术进行故障排除以及维护设备，提高电气设备的运行效率。

四、结语

综上所述，文章分析了电气设备可靠性研究的现状以及研究的意义，并对电气设备故障分析（即故障树分析法）做了详细的论述，同时对电气设备故障的预防以及处理办法做了分析研究，意在为提高我国水电站电气设备的可靠性提供可参考的建议。

参考文献：

[1]吴浩.提高水电站电气设备可靠性浅谈[J].四川水利，2014（04）.

[2]曾明奇.关于水电站的电气设备的可靠性分析与探讨[J].科技传播，2011（11）.

[3]黄杰维.水电站电气设备的可靠性研究[J].机电信息，2011（24）.

[4]廖庆荣.水电站电气设备可靠性分析[J].民营科技，2010（08）.