罗定市船山水电有限公司 527225
摘要：作为一种重要的能源转换设备，水电站电气设备一旦出现故障就会直接影响到所在单位以至所在地区经济的正常运行。由于水电站在国民经济发展中的重要作用，所以必须要认真的分析和研究水电站电气设备的可靠性，从而确保水电站电气设备的安全正常运行，使其能够将自身的作用充分的发挥出来。本文对水电站电气设备可靠性进行了分析和介绍，并且分析了提升水电站电气设备可靠性的故障树分析法。
关键词：水电站；电气设备；可靠性
现在电力能源得到了越来越广泛的应用，电力系统发展的新趋势就是大容量、高电压以及远距离。作为一种良好的再生资源，水电具有可持续永久利用、无燃料的消耗等特点，因此其属于一种纯净无污染的环保能源。在我国水电事业不断发展的今天，大量的水电站开始投入使用，而且在国家电网中各个水电站发挥了越来越重要的作用。然而水电站在不断增强经济效益的同时，在可靠性方面也具有了越来越突出的问题，由于安全可靠性问题导致现在水电站的运行的事故频繁发生，所以必须要采取科学合理的方法全面的提升水电站电气设备的可靠性。
1.水电站电气设备可靠性
1.1水电站电气设备可靠性分析
电气设备的可靠性主要是指水电站电气设备能够确保将合格质量的电能持续提供给用户的能力，一般采用概率来表示该能力。所谓的质量合格主要是指能够保持在规定范围之内的电能的电压和频率。所谓的电力系统的可靠性，主要是立足于不同的环节、角度和方向对故障的现象进行分析，从而将评估的指标提出来，其中的三个主要任务包括：首先对元件构成系统和单一元件的计算模型进行分析，对指标进行定量计算，并且对如何使用统计方法进行分析；其次是由于电力系统具有较广的范围，所以在实施可靠性分析的时候必须要以不同环节的具体要求为根据将主要的问题凸显出来，同时还要将不同部分的可靠性数学模型形成，并且对其进行计算；最后是对加强电力系统可靠性的方法和措施进行积极的寻求[1]。
1.2水电站电气设备可靠性研究的最新进展
现在我国基本上已经形成与水电站主要电气设备有关的完备的数据库和统计系统，我国的电力可靠性管理中心每年都会将中国电力可靠性管理年报发表出来，完成这一项基础性工作除了能够确保预测和评估电力系统可靠性的工作得以顺利开展，同时也能够使设备制造的质量和可靠性得以显著提升。在我国电力市场不断发展的今天，需要具备具有更高可靠性的技术支持，再加上电力系统在市场条件下具有不断加大的故障发生率，所以必须要对原有的可靠性准则进行修订。首先，现在用户具有越来越大的不确定性需求；其次，因为多个市场主体的决策过程过于分散，因此现在电力和电能量贸易的不确定性也在不断加大，最终导致电力系统中的电气设备处于不断变化的运行条件中，在这种情况下就需要对电气设备风险进行经常性的预测和评价，并且要将与电力市场要求相符合的可靠性准则制定出来[2]。
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2.提高水电站电气设备可靠性的故障分析法
2.1水电站电气设备的故障分析
①励磁系统的故障分析：调节器、灭磁开关子系统、励磁控制系统、功率柜等共同组成了励磁系统，一旦其中的任何一个系统出现故障，就有可能使励磁系统出现故障。所以或门的关系是这几个子系统的重要特征。其中，由开关和整流部件共同构成的或门关系是功率柜；由继电器和电源等共同构成的或门关系是励磁控制系统；由机械部分和电气部分等共同组成的或门关系是灭磁开关；由切换板和调节器系统等共同组成的或门关系是励磁调节器。
②发电控制设备的故障分析：机组顺序自动控制系统、调速系统、定子、转子、继电保护和励磁系统等共同组成了发电控制设备。一旦其中有任何一个元件出现故障，就会导致形成发电控制设备故障，所以其属于或门关系[3]。
③机组顺序自动控制系统故障分析：继电器、机械元件和电源等共同构成机组顺序自动控制系统。只有在上述的全部子系统都能够正常工作的情况下，才可以确保机组顺序自动控制系统实现安全运行，所以这些子系统属于或门关系。
④调速系统故障分析：电液转换器、机械部分、电器部分等共同组成了调速系统，只有在上述的全部子系统正常工作的情况下，才可以确保调速系统实现正常工作，所以这些子系统属于或门关系。而电气部分则又包括两种，也就是控制部分和输出继电器，这两者也属于或门关系。
2.2输变电设备的故障分析
短路器、变压器和电气主接线等共同构成了输变电设备，只有在上述系统实现全部正常工作的时候才可以确保输变电设备实现正常运行，所以上述的子系统属于或门关系。主接线在对输变电设备进行分析的时候通常会被看作属于一个基本事件，首先通过对分析法的利用对主接线进行分析和计算，随后再在故障树中将其看作是一个基本事件，最后就可以在故障树中实施分析和计算。
2.3电气设备的故障构造
所谓的故障主要指的是顶点和边的集合图，其主要是由边和顶点联合起来形成的，然而却并没有将闭合回路包含进去。发源于顶点的带有方向的边就是故障树，因此也被人们称作逻辑树，用边来表示其中的子系统故障事件、元件故障和系统故障，用顶点表示输入与输出的关系，也就是所谓的逻辑运算。其中的顶事件与树根事件相对应，下一级均会出现可以引起顶事件的事件，以此为依据逐级的下传，从而可以使故障树延伸下去。其中系统的故障事件通常就是顶事件，其主要是由系统故障标准事先定义的。
2.4实施故障分析的基本步骤
首先，将分析对象的选取标准确定为重大故障，然后对故障发生的因果关系进行系统的整理；其次，将导致故障的事实真相和原因全面而系统的查清楚，对系统故障受到各种故障原因的影响程度进行评价，采取相关措施加以处理，同时予以有效的改进；再次，对系统装置部件和产品的安全性和可靠性进行定量和定性分析；最后，选择理论符号系统和逻辑推理对复杂的危险和故障实施逐个的、系统的分析，将原因与其间的因果关系找出来。随后将基本事件发生的场合和概率明确下来，并且将系统发生故障的概率计算出来。进行实施故障分析的基本步骤为：对顶事件进行选取，将故障树建立起来，对故障树的最小割集进行求解，对系统的故障率进行求解[4]。
①选取顶事件：顶事件通常指的是最不希望发生的故障状态，一般来说可以以我们最关心的问题为根据对其实施选取。
②故障的建立：故障树的建立是运用故障树分析法的最为重要的一步，故障树的建立在本质上就是要将导致某故障的各种原因与该故障之间存在的逻辑关系找出来，然后选择故障树这一种特定的图形将这种关系正确的表示出来。
③故障的分析：实施故障分析的最为主要的目的就是将顶事件的概率确定下来，而统故障的概率PF就是其结果。
3.结语
水电站机组的安全稳定运行在很大程度上受到了电气设备可靠性的影响，并且其还会进一步对电网的安全稳定运行产生影响。为此，必须要认真的分析水电站电气设备的可靠性，对电气设备的运行状况进行积极的了解，从而能够采取有效的措施全面提升电气设备的可靠性，最终能够确保电网实现安全经济运行，因此分析和研究如何提高水电站电气设备的可靠性属于一个非常重要的课题。
参考文献：
[1] 李振鑫. 探析提高电气自动化控制设备可靠性的方法[J]. 中国科技信息. 2012（14）
[2] 李福行. 提高电气自动化控制设备可靠性措施探讨[J]. 科技创新与应用. 2012（11）
[3] 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）
论文作者:罗明辉
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/14
标签：可靠性论文; 水电站论文; 故障论文; 电气设备论文; 系统论文; 事件论文; 子系统论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;