淺析提高水電站電氣設備可靠性的途徑

羅文雄

摘 要：水電站電氣設備的可靠性直接關系著人們的用電質量，因此需要我們充分意識到水電站電氣設備可靠性的重要性，在了解電氣設備的基礎上提高電氣設備的可靠性。作者參考海南瓊中抽水蓄能電站（3*200MW裝機）、桂田水庫除險加固工程壩后電站（2*3000KW裝機）等系列電站電氣專業監理的工作經驗，講述了電氣設備可靠性研究的重要意義，具體的研究內容以及研究現狀，并且就如何提高水電站電氣設備可靠性進行了分析。

關鍵詞：水電站電氣設備 可靠性 現狀 故障

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

1.水電站電氣設備可靠性研究的重要意義和研究現狀

有效提高水電站電氣設備可靠性具有以下意義，其一，可以保證電力的穩定性，為人們安心穩定用電提供一定的基礎。其二，可以有效的節約電力企業的成本，使電力企業獲得一定的經濟利益。

現階段，我國已經初步形成電氣設備相關的統計體系以及數據庫，這就為進行水電站電氣設備可靠性研究提供了一定的數據基礎，同時也可以有效的提高電氣設備可靠性。電氣設備的相關準則為學者進行電氣設備可靠性研究提供了一定的基礎，但是由于多方面原因的限制，我國的電氣設備準則還不夠完善，影響了對電氣設備可靠性的進一步研究，因此需要加強對電氣設備可靠性評價準則的完善。

2.水電站電氣設備可靠性研究內容

進行水電站電氣設備可靠性研究，是保證電力正常供應的基礎，水電站電氣設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行表示，水電站電氣設備可靠性研究的主要內容包括以下三個方面。其一，需要對電氣設備每一個單獨的元件組成的系統模型進行準確的計算以及分析，通過計算以及分析來得出定量計算的實際指標，然后再運用統計學對系統各個元件運行狀況的可靠性進行分析。其二，水電站電氣設備涉及的氛圍非常廣，因此在進行水電站電氣設備可靠性研究時，可以采取將其分成不同環節來進行處理的方式，一定注意次要矛盾和主要矛盾之間的關系，然后再依據研究的難點以及重點，有針對性的制定不同的數學模型以及計算方法。其三，需要通過計算尋找到提高水電站電氣設備可靠性的有效途徑。

3.提高水電站電氣設備可靠性的途徑

3.1對發電控制設備進行分析

3.1.1勵磁系統故障樹

勵磁系統主要是由調節器，滅磁開關子系統，勵磁控制系統以及功率柜等一些其他系統組成，每一個系統之間相互關聯密不可分，一旦其中的任何一個系統出現故障時，勵磁系統就無法處于正常運行的狀態。另外勵磁系統下面的這幾個子系統還存在有或門關系，其中開關和整流部件構成了功率柜，而繼電器和電源構成了勵磁控制系統，滅磁開關是由機械部門以及電氣部分組成，勵磁調節器則由切換板以及電氣部分組成。

3.1.2發電機控制設備故障樹

發電機控制設備主要是有機組順序自動控制系統，調速系統，定子，轉子，繼電保護以及勵磁系統等組成的，這些子系統之間也形成一種或門關系，只要其中一個系統出現故障，那么整個發電機控制設備將無法正常運行。

3.1.3調速系統故障樹

調速系統主要是由電液轉化器，機械以及電氣這三個部分組成，這三個部分之間也存在著相互依存不可分離形成或門關系，其中在電氣部分中也存在有兩個部分，控制部分及輸出繼電器，這兩部分也形成或門關系，只有保證每個系統都處于穩定運行的狀態，整個系統才能夠保持一種穩定運行對的狀態。

3.2對輸變電設備進行分析

輸變電設備主要是由斷路器，變壓器以及電氣主接線組成，這三個部分之間也形成或門關系，必須保證這三個部分都處于正常運行的狀態，輸變電設備才能正常運行。電氣主接線屬于一個橋型系統，表面看起看來十分復雜，但如果采用串聯的方法來對其進行分析，就可以將電氣主接線分解成為一個非常簡單的電路關系。主接線是電氣設備中最基礎的存在，通過主接線對電路進行分析，可以將每一個系統之間的回路都看作是一個實踐，這樣將所有的事件總結歸類就可以形成一個故障樹，這種已經經過分解的故障樹在進行分析時就會變得非常快速簡潔。

3.3對電氣元件進行可靠性分析

3.3.1不可修復的元件

在對不可修復元件進行具體的分析時一定需要注意壽命，壽命是一個隨機的并且具有連續性的變量，可以用概率分布函數來對元件的分布規律進行描述。

3.3.2可修復元件可靠性分析

在對可修復元件進行可靠性分析時，需要針對以下不同的指標進行分析。其一，可用率，即在時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。即隨著時間的不斷推移，元件在一定時間內可以保持處于正常工作狀態下的概率。其三，不可用率，不可用率是可用率的對立面，即元件做在處于正常情況下，在某一個點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，第一次開始出現不能正常工作的概率。其五，修復率，即元件在損害后在一定時間內可以被修好的概率。

從水電站的角度出發，為了能夠有效提升設備的穩定性，應該在選用元件時盡量避免太多的零件品種以及零件規格，選用專業的制作廠制作的元件，且要在滿足性能的基礎上盡量將元件的精度以及轉配簡化，同要在元件使用過程中將一些可靠性數據進行收集，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

其一，分析對象一般為比較重大的事故。其二，故障發生后需要進行全面檢查，了解故障發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，對元件進行分析時，需要在一定的標準基礎下進行定量、定性分析。其四，當發生非常復雜的故障時，需要結合相應的理論邏輯來計算概率進行詳細的分析。

4.2具體分析步驟

故障樹分析法最基礎也是最關鍵的一項工作就是要將發生故障的部位找出并且找出對該故障造成影響的原因，將這些所有的原因關系羅列出來，從而確定具體的關系和圖形。故障樹分析法是根據發生的故障來計算其發生故障的概率，然后再分析出系統出現無法正常運行的概率。

5.結語

電氣設備可靠性直接影響著發電機的穩定運行，因此在實際的供電過程中，需要我們實時了解電氣設備的具體運轉情況，并且要采取有效的措施保證電氣設備的正常運行，從而保證供電的安全可靠。另外，在進行研究時，我們不僅要采取有效的措施提升水電站電氣設備可靠性，同時還需要積極的研發先進的設備以及技術，從而使水電站更好的為人們提供服務。

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