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摘要：在社会经济发展的推动下，电力能源需求日益增加，促进了水电站的发展进步。在水电站运行中，电气设备是实现水能发电的关键性设备，在具体运行时，电气设备运行的可靠性控制尤为重要。本文主要围绕水电站电气设备可靠性问题展开讨论，旨在为水电站电气设备的高效运行控制提供参考。
关键词：水电站；电气设备；可靠性
引言
电力的稳定供应为人们的生活带来了极大的便利，为了给用户提供优质的用电服务，必须要确保电力系统的稳定运行。对于水电站来说，电气设备可靠性的控制具有重要的现实意义，因此，需要业内人士加强对水电站电气设备可靠性的研究，制定提升其运行可靠性的方案，确保电气设备能够保持良好的运行状态。
一、水电站电气设备可靠性研究的重要意义和研究现状
现阶段，社会群众对于水电站运行问题的关注度明显提高，想要满足用电用户的实际需求，就必须要确保电力供应的品质，因此，加强对水电站电气设备可靠性的研究有着极为重要的意义，主要表现为：其一，能够确保电力安全稳定运行，在水电站的运行阶段，将电力设备可靠性贯穿于电力生产当中，能够确保用户的安全用电；其二，通过确保电气设备的可靠性，能够使电力系统的整体运行状态得到优化，减少设备投入费用，为电力企业节约成本支出，提高电力生产经济效益。
当前阶段下，我国已经初步形成电气设备相关的统计体系以及数据库，这为水电站电气设备可靠性研究奠定了有利的基础条件，并且将会促进电气设备可靠性的提升。电气设备的相关准则为学者进行电气设备可靠性研究提供了一定的基础，但因为受到诸多因素的影响，目前国内的电气设备准则不够完善，对电气设备可靠性研究产生了阻碍，所以，还应当注重电气设备可靠性评价准则的逐步完善。
二、水电站电气设备可靠性的研究内容
（1）水电站具有一定特殊性，其运行设备系统复杂程度较高。所以，在实际的电气设备可靠性研究阶段，要对各个元件逐步分析，随后再开展整个元件系统模型的计算与分析工作，确定计算结构，再运用专业的理论知识对结果展开探讨与研究，进而确定元件运行的可靠性情况。
（2）就国内当前水电站电气设备而言，其涉及范围较大。所以，在实际对电气设备可靠性研究时可以通过分节研究的方法，按照性质对电气设备进行划分，同时处理好每个环节之间的关系，结合研究中的重难点问题，制定对应的计算方式与模型。
（3）当上述步骤完成后，需要结合水电站电气设备可靠性的实际情况，探索有效的处理策略，这样才能真正提高电气设备的可靠性，推动水电站的长久发展。
三、水电站电气设备的可靠性分析
1、发电控制的设备分析
（1）发电控制设备的初级故障树分析。发电控制设备包括有励磁系统、转子、定子、继电保护、调速系统和机组顺序自动控制系统。其中的转子和定子不可再分。此类元件有任何一个出现问题，发电设备便发生故障。因此是或门关系。
（2）励磁系统故障树分析。励磁系统是由励磁控制系统，功率柜，调节器、灭磁开关子系统构成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些子系统有任何一个出现问题，则励磁系统发生故障。因此，这些子系统为或门关系。其中的励磁系统包括电源和继电器，是或门关系。励磁调节器包括调节器系统和切换板，是或门关系。功率柜包括开关，整流部件，是或门关系。灭磁开关包括电气部分和机械部分，是或门关系；
（3）调速系统故障树分析。调速系统是由机械部分，电气部分和电液转换器构成。只有这几个子系统全都正常运行，整个调速系统才能正常的工作。因此这些子系统为或门关系。其中的电气部分可以分成输出继电器和控制部分，同样是或门关系；4）机组顺序自动控制系统分析。机械元件，电源和继电器部分组成了机组顺序自动控制系统。这些部件全部正常运作，机组顺序自动控制系统才能正常工作，因此这些子系统是或门关系。
2、对输变电设备进行分析
输变电设备主要是由断路器，变压器以及电气主接线组成，这三个部分之间也形成或门关系，必须保证这三个部分都处于正常运行的状态，输变电设备才能正常运行。电气主接线属于一个桥型系统，表面看起看来十分复杂，但如果采用串联的方法来对其进行分析，就可以将电气主接线分解成为一个非常简单的电路关系。主接线是电气设备中最基础的存在，通过主接线对电路进行分析，可以将每一个系统之间的回路都看作是一个实践，这样将所有的事件总结归类就可以形成一个故障树，这种已经经过分解的故障树在进行分析时就会变得非常快速简洁。
3、对电气元件进行可靠性分析
（1）不可修复的元件
在对不可修复元件进行具体的分析时一定需要注意寿命，寿命是一个随机的并且具有连续性的变量，可以用概率分布函数来对元件的分布规律进行描述。
（2）可修复元件可靠性分析
在对可修复元件进行可靠性分析时，需要针对以下不同的指标进行分析。其一，可用率，即在时间不断推移的情况下，元件在正常情况下可以保持正常工作的概率。其二，可靠性分析。即随着时间的不断推移，元件在一定时间内可以保持处于正常工作状态下的概率。其三，不可用率，不可用率是可用率的对立面，即元件做在处于正常情况下，在某一个点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况下，第一次开始出现不能正常工作的概率。其五，修复率，即元件在损害后在一定时间内可以被修好的概率。
从水电站方面考虑，为了使设备运行更加稳定，在元件选择时要尽可能的避免过多品种与规格的零件，要选择正规厂家生产的元件，同时在符合性能的前提下尽量将元件的精度以及转配简化，同要在元件使用过程中将一些可靠性数据进行收集，从而方便日后的维修。
四、水电站电气设备可靠性故障树分析方法
1、故障树的构造
故障树是指顶点和边的集合图，故障树由顶点和边结合起来但不包含闭合回路。在顶点散发出的边构成的树称为故障树。顶点表示逻辑运算，边表示子系统出现故障或水电站电气设备出现故障。根事件对应于顶事件，下一级都有引起顶事件的事件产生，这样逐级传递，会将故障树延续下去。顶事件是指事先由电气设备故障定义的故障事件。当延伸到元件故障事件时，故障树就形成了。
2、故障树分析法的基本步骤
（1）顶事件的选取，顶事件是指故障事件，它可以根据最容易发生问题电气设备选取，但是必须遵循以下几点原则：①必须明确的知道顶事件是否发生；②顶事件可以被分解，这样才可以按照设备之间的关系建立故障树；③顶事件可以定量计算。
（2）建立逻辑图和故障树进行对比：准确无误的建立故障树是故障树分析法中最重要的环节。我们可以首先建立故障和导致故障发生的原因之间的逻辑图，然后对比逻辑图建造正确的故障树。
（3）故障树的分析：故障树的分析包括对故障进行定量和定性两种分析，主要是求出顶事件即故障事件发生的几率。
结语
电气设备的可靠性关系着水电站整体运行水平，在实际供电过程中，应当实时掌握电气设备的运行状态，同时运用科学化的手段来确保电气设备能够稳定运行。采取合理的可靠性分析方法能够使水电站的运行效益得到保障，在电气设备出现故障情况下，通过可靠性分析发电机组自动装置能够及时采取处理手段，进而使故障问题的影响降到最低，为水电站的稳定运行保驾护航。
参考文献：
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[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）：30+39.
[3]罗文雄.浅析提高水电站电气设备可靠性的途径[J].珠江水运，2017（05）：74-75.
论文作者:马聪
论文发表刊物:《云南电业》2019年5期
论文发表时间:2019/10/30
标签：电气设备论文; 水电站论文; 可靠性论文; 故障论文; 元件论文; 事件论文; 关系论文; 《云南电业》2019年5期论文;