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电厂电气自动化控制系统的可靠性研究边雪峰

发表时间：2020/9/4 来源：《基层建设》2020年第11期作者：边雪峰贺立强

[导读] 摘要：近年来，我国电力行业发展迅速，为了满足供电需要电气自动化控制系统得到了广泛的应用，电厂电气设备自动化水平不断提升。

        榆能榆神热电有限公司陕西榆林 719000
        摘要：近年来，我国电力行业发展迅速，为了满足供电需要电气自动化控制系统得到了广泛的应用，电厂电气设备自动化水平不断提升。但是与其他国家电厂电气自动化控制系统相比，我国电气自动化控制系统可靠性还相对较低，这对于控制系统作用发挥和发电厂运行是非常不利的。文章对电厂电气自动化控制系统的可靠性进行了探讨。
        关键词：电厂；电气自动化；控制系统；可靠性；电力系统
        在现代电厂设备组建与技改中，电气自动化控制系统是关系到电厂运行安全性、可靠性的关键。如何提高电厂电气自动化控制系统的可靠性是现代电厂电控技术应用、关系到我国电力系统技术发展的重点。随着现代电气自动化控制技术的不断发展，新型控制技术的应用对提高电气自动化控制系统可靠性起到了至关重要的作用。为了能够实现电厂电气自动化的监控需求、保障生产安全及机组的正常运转，现代电厂必须加强电气自动化控制系统的可靠性评测，以此提高电厂自控系统的安全性与可靠性、保障电厂机组的安全稳定运行。
        1.　电气自动化控制系统可靠性测试方法
        1.1　实验室测试法
        实际中电气自动化控制系统可靠性测试常见方法之一是实验室测试法，其中大批量生产产品是其主要测试对象。该方法通过构建可控产品工作环境对实际使用条件进行模拟，进而在模拟环境下进行被测设备实验，在反复操作过程中进行相应产品技术参数的记录，最终通过累计统计各项数据、数理分析获得控制系统可靠性的测试结果。实验室电气自动化控制系统可靠性测试具有更高的可控性，所以得到数据准确程度更高，但是这种电气自动化系统可靠性测试也存在成本高、客观限制条件多等问题。
        1.2　保证实验测试法
        该试验方法主要用于出厂前产品故障检测，电控设备具有相对复杂的内部构造，并且故障现象、故障原因具有随机性和突发性，这种情况下电控设备失效具有复杂性、多样化特征。出厂前进行产品试验，其主要目的是调查和了解产品造成失效情况，然后依据检测结果改进产品，向市场投放降低失效后的产品。该实验能够在很大程度上保障产品可靠性，但其需要较长的检测时间，并不适用于生产量大的工厂，在产量小的工厂应用较多。
        1.3　现场数据测试法
        现场数据测试法中的设备可靠性测试是在现场直接进行，检测人员进行检测可靠性结果的记录，然后依据可靠性测试结果得到可靠性指标。现场测试具有和实验室测试一样形式，其可靠性指标都是通过数据数理统计分析测得。相对于实验室测试现场测试具有工作环境真实的优势，能够获得更加切合实际的数据，并且不需要大量的测试设备，测试活动在设备正常运行时即可实现，这使得测试成本大大降低。但是现场测试中也存在一些不利因素，通常来说测试现场通常会受到复杂外界条件的影响，测试实验条件常常是不可控的，这样就很难获得高于实验室再现性的条件。
        2.影响电气自动化控制系统可靠性的因素
        2.1　元器件质量差
        实际当中电厂电气自动化控制系统的元器件来自很多个厂家，其中一些厂家在激烈竞争中常常低价出售元器件，为了降低产品成本就会采用质量不合格的元器件，这种情况下设备使用寿命会大幅缩短，进而使得控制系统的可靠性受到影响。
        2.2　人工操作不当
        自动化控制系统涉及大量技术和知识，包括电路、编程、计算机等，所以系统操作人员需要具备较高的要求。然而实际中自动化控制系统受到广泛应用，很多系统操作人员都没有充分掌握其中运行原理，这种情况下产生的错误操作会严重降低控制系统可靠性。
        2.3　气候变化
        电厂电气控制系统中包括大量元器件，其中大部分元器件会受到气候变化的影响，包括风霜雨雪、温度、湿度等环境因素都会降低控制系统的可靠性，进而产生机构损坏、动作不灵敏等现象，在一些强烈气候变化情况下电气自动化控制系统甚至会无法正常工作。

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        2.4　机械条件
        能够影响电气自动化控制系统可靠性的机械条件很多，如果在设备运载使用过程中受到外力的冲击、振动，或者出现器件松动，都会使系统自身可靠性受到影响，这样元器件参数设置和电气性能都会发生改变，进而造成结构件损坏和金属件疲劳。
        2.5　电磁波
        当前各种电器得到了广泛应用，由此产生了大量电磁波，而这些电磁波构成了复杂的电磁环境。在复杂的电磁环境中电气设备极易受到干扰，进而造成电气设备可靠性降低。同时部分操作人员在工作时并没有充分掌握和了解控制设备运行原理，这样很容易造成错误指令的产生，进行影响设备正常运行。
        3.提升电气自动化控制系统可靠性的措施
        3.1　合理设计
        电气自动化控制系统结构合理性很大程度上决定了可靠性，所以进一步完善电气自动化系统设计和组装时提升其可靠性的重要途径，因此相关技术人员应当对产品结构形式、可靠系数、运行条件、技术可行性进行深入研究，同时认真分析整个控制系统参数，进而为设备整体性能提供保证。另外，技术人员还应当进一步强化对使用方式、维护方法进行研究，通过降低维修率提升系统可靠性。
        3.2　精简组装
        电气自动控制系统包含大量组件，市场中提供的组件型号、种类多样，这就要求系统匹配技术人员具有较强的专业技能、经验、知识，进而保证匹配系统具有较强性能。通常来说，正规供应商的零部件品质都较好，经过合理组装控制系统都会具有一定可靠性。但电厂要想有效提升系统的性能、质量，就应当多方比较，在组装过程中不应随意提升设备精度水平。并不是越复杂的设备就越好，科学的精简组装往往更能提升系统可靠性。所以技术人员应当对电气自动化控制系统进行科学精简，在装配原件少的情况下不仅系统损耗会降低，能够对控制系统造成的环境因素也会减少。
        3.3　保证系统设备选择准确性
        实际当中严格控制设备选择是保证电气自动化系统设备可靠性的重要前提，只有电气自动化控制系统设备得到正确选择，后期系统应用可靠性才能够得到保证，所以电厂应当对相关管理人员选择能力进行强化，使其选择符合型号和质量需求的电气自动化控制系统设备。相关管理人员应当进行专业知识的深入了解和学习，进而实现对各类电气自动化设备的有效鉴别，最终推动系统设备选择工作的科学有序开展。
        3.4　强化系统设备后期维护
        实际当中有效的后期维护也是提升电气自动化控制系统设备可靠性的重要途径，所以电厂技术人员应当进行电气自动化控制系统设备维护检修规划的合理制定，进而全面有效地检测、保养电气自动化控制系统的设备原件，重点监测高负荷工作的电气自动化控制系统设备，以为其自身运行有效性提供保证，避免后期使用故障对控制效果造成影响，同时还应当及时更换存在问题的设备，防止过度使用问题的产生。
        3.5　系统设备有效散热
        实际当中电子设备可靠性会受到温度的影响，所以电厂应当采取有效措施保证系统设备散热。通常来说，如果晶体管功率小于100MW，那么不需要设置散热器；如果半导体分立器件功率较大，则应当将其装设于散热器之上；系统中的散热器应当进行表面处理，使其具有合理的粗糙度和颜色，进而保证辐射换热的实现；如果半导体分立器件具有热敏感特性，则应当将其安装在距离耗散功率大较远的地方。
        结论
        电厂电气自动化控制系统可靠性是现代电厂建设、技改中关系到电厂安全稳定运行的关键。针对近年来电气自动化技术的不断发展以及电厂电气自动化运行环境、参数等特殊性，现代电厂必须加强电气自动化控制系统可靠性工作的开展。利用科学的评测方案指导评测工作，为电厂电气自动化维修养护工作提供可靠数据，保障电厂设备的安全稳定运行。
        参考文献：
        [1]程明．分散控制系统（DCS）在电厂电气自动化的应用分析[J]．科技创新与应用，2016，（18）.