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提升水电厂电气自动化控制设备稳定性的对策探讨

2024-09-27 59 上传者：管理员

摘要：为解决水电厂电气自动化控制设备性能不稳定问题，对水电厂电气自动化控制设备及其应用现状和价值进行分析，并对影响水电厂电气自动化控制设备稳定性的因素进行研究，提出相应的应对策略，以期为相关人员提供参考。

关键词：
供电效率
水电厂
电力供应途径
电气自动化
自动化控制设备
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水电厂供电是我国主要的电力供应途径之一，与过去传统的煤炭发电方式相比，水电厂供电更加清洁、环保，且产生的电力效率较高。近年来，随着社会科技的飞速发展以及人们生活需求的变化，电能资源的需求量也随之增加，水电厂供电也面临更大的挑战。大量实验证明，使用电气自动化控制设备能够有效促进水电厂生产效率的显著提高[1]。然而，在水电厂实际生产经营过程中，部分电气自动化控制设备经常出现性能不稳定的情况，并且气候、机械以及电磁干扰等多种因素的影响，会导致相关电气自动化控制设备故障，从而严重影响水电厂的生产效率。因此，有必要分析影响水电厂电气自动化控制设备稳定性的因素，并制定对应改善措施，以提高水电厂供电效率，降低企业成本。

1、水电厂电气自动化控制设备概述

检测、监控都是水电厂电气自动化控制设备中极为重要的功能，主要包含对电气设备及通信的监测保护，通常用于水电厂电气设备信息管理。由于技术的局限，过往电气自动化控制设备的技术水平较低，在水电厂电气设备信息管理中有很多限制，尤其是在启动自动化程序之前必须同时连接多个电气设备。在电气自动化控制设备中，电气自动化系统结构包含设备层次、综合管理水平以及网络信息3类。在设备层次方面，通过有效减少二次线路连接，方便管理操作。另外，通过电气自动化控制技术，简化电气自动化的复杂结构，从而增强前端电气接口的整体控制效果。在综合管理水平方面，在电气设备监控设计中采用部分开放式结构信息处理系统，以确保整个自动化系统的灵敏度能够得到有效提高。网络信息通常代表电气自动化系统的中心，也是整个水电厂的管理主体，主要在于对大量的信息进行控制及处理，从而真正实现水电厂电气设备的自动化控制[2]。

2、水电厂电气自动化控制设备的应用现状

在水电厂，电气自动化控制设备的应用愈发频繁。通过调查水电厂电气自动化控制设备的应用情况，了解自动化控制设备应用的内容、效果与趋势。当前，水电厂电气自动化控制设备（水轮发电机组、调速系统、水泵站、闸门系统等）可实现对重要参数的监测与控制，如水位、水压、转速、功率等，以确保水电厂设备的稳定运行，达到预计的效能。同时，应用水电厂电气自动化控制设备不仅提高了运行经济性和可靠性，还能保障供电质量。此外，随着自动化技术的不断进步，水电厂电气自动化控制设备也将朝着更智能化的方向发展。然而，当前关于电气自动化控制设备的应用仍存在不足，具体体现在以下两个方面：①技术水平待提高。部分水电厂电气自动化控制设备的技术水平较低，会导致自动化控制设备的性能不稳定，存在故障率高、使用寿命短等问题；②数据采集不全面。部分水电厂电气自动化控制设备的数据采集能力较低，数据采集还不全面，无法对水电厂内各项运行参数进行全面且准确的分析统计，影响了电气自动化控制设备的应用效果，削弱了精细化管理成效[3]。

3、水电厂电气自动化控制设备的价值

3.1 确保水电厂运行更加稳定

实际应用过程中，水电厂电气自动化控制设备可切实实现自动化预警的目标。在水电厂供电的过程中，若电气设备出现故障，报警系统会立即启用，这有助于管理人员及时精确锁定故障部位，以便相关技术人员检修与维护。这不仅能够保障水电厂运行的安全性，还能有效提高设备故障处理效率。同时，在水电厂中应用电气自动化控制设备，能够动态监控电气设备的运行情况，并记录控制系统的运行日志，便于管理人员后期查阅与追踪。

3.2 保障电能质量

在水电厂运行效率的评估中，电能质量是十分重要的指标，三相电压不平衡、电压偏差、频率偏差等都会造成电能质量下降，从而影响水电厂运行的稳定性。水电厂运行时，使用电气自动化控制设备可以实时监控电气系统的运行情况，还可以计算分析电能质量。将自动化控制设备运用于监测电气系统运行的过程中，可以实时采集系统的工作频率、螺旋桨以及运行负荷等参数，以便管理人员及时察觉异常，将相应参数控制在合理范围内，从而保证电气系统的稳定性[4]。

3.3 保障生产效率、提高经济效益

在水电厂电气设备管理中应用自动化控制设备，能够确保相关系统的工作流程更加规范，帮助相关企业更加科学地管控支出成本。同时，能够有效减少工作量，全面降低人力成本，提高水电厂的工作效率。此外，还能帮助相关企业产出更多的电能，进而达到提质增效的目的，最大限度确保水电厂的经济效益。

4、影响水电厂电气自动化控制设备稳定性的因素

4.1 气候因素

水电厂电气自动化控制设备运行过程中，气候变化是影响其稳定性的重要因素之一。电气自动化控制设备通常是由十分精密的电子元器件及零部件组成，若设备所处工作环境出现变化，如温度以及空气湿度变化，都可能导致控制设备无法稳定运行。气候变化对电气自动化控制设备稳定运行的影响，是一个相对漫长的过程，因此，在日常的检测与维护中极易被技术人员忽视。例如，水电厂电气自动化控制设备在高温环境下运行，其自身温度也会持续升高，极易对自动化控制设备中的部分精密设备造成损害，最终导致电气自动化控制设备的固有性能遭受破坏。此外，若长时间暴露于潮湿、炎热的环境中，水电厂电气自动化控制设备会提前老化，从而引起设备短路以及漏电等问题，最终导致水电厂电气自动化控制设备控制性能下降[5]。

4.2 设备因素

(1）机械影响。对于水电厂而言，在生产电力的过程中，电气自动化控制设备通常需承受较大的运载偏差。例如，当正振动对电气自动化控制设备形成荷载作用时，若同一时刻负振动也对电气自动化控制设备形成荷载，极容易使电气自动化控制设备中的精密电子元器件损坏。当电子元器件损坏时，电气自动化控制设备的相关采集数据也会随之改变，影响水电厂电气自动化控制设备的准确性。

(2）电磁干扰。水电厂发电过程中，通常需要应用多种设备，因此，会产生对应的电磁波。当电气自动化控制设备正常运行时，为有效实现排噪，通常需要增大输出噪声，这会使电气自动化控制设备的稳定性受到极大冲击，严重情况下还可能引发安全事故。

4.3 运维因素

在水电厂供电过程中，电气自动化控制设备通常能凭借自身的智能化、自动化优势为水电厂提供巨大便利，但从实践调查中发现，电气自动化控制设备维护操作不当的问题较常见。例如，部分维护人员职业素养不高，在维护电气自动化控制设备的过程中，导致开关柜无法正常合闸、控制回路断线、辅助触电接触不良等；维护人员未及时清理电气柜等设备，导致设备短路、起弧、烧坏等。维护操作不当，不仅会影响电气自动化控制设备的运行稳定性及使用寿命，还可能带来安全隐患。因此，维护人员在维护电气自动化控制设备时，必须按规范流程进行操作，并主动夯实电气自动化理论知识基础，以免在维护过程中出现操作错误。

5、水电厂电气自动化控制设备稳定性提升的对策

5.1 加强环境防护

为保证电气自动化控制设备更可靠、稳定地运行，必须对设备的运行环境进行防护。潮湿、雷雨等可能影响控制设备的稳定性，也可能缩短控制设备的使用年限。因此，在进行环境防护时，需要采用科学的管理措施，将环境防护对策落到实处。例如，为有效避免雷电对电气自动化控制设备产生影响，在设计控制设备时应当合理安装避雷针，以保护电气自动化控制设备；可适当升高电气自动化控制设备的位置，有效防止湿气等对电气自动化控制设备的影响[6]。

5.2 优化电气自动化控制设备的散热系统

电气设备在运行过程中通常会产生摩擦或者电阻热量，特别是水电厂电气自动化控制设备。为保证设备的稳定性，在设计电气自动化控制设备时，应当合理优化其内部的散热系统。优化散热系统时，首先，需要分析电气自动化控制设备的实际工作环境，并充分运用散热原理，以确保能够合理调整设备温度。其次，为达到良好的散热效果，还需要改善电气自动化控制设备周边的环境，确保空气处于流通状态，以便设备散热。最后，研发制造电气自动化控制设备时，应当选用更先进的技术、优质的耐高温材料，从而有效避免因高温而使电气自动化控制设备的精密电子元件受损。

5.3 加强电气自动化控制设备的运行管理与检修维护

开展电气自动化控制设备检修维护工作时，检修人员需要明确自己的责任。并着重检查电气自动化控制设备容易出现问题的细节，做到及时发现并处理；对于无法维修的零部件，检修人员需要及时替换。在此基础上，根据实际检修维护情况建立检修维护档案，详细记录设备的检修维护次数以及具体检修维护内容。这不仅能够提高后续控制设备出现问题时的检修维护效率，而且便于相关管理人员随时掌握控制设备的检修维护信息。此外，相关管理人员还需要定期对电气自动化控制设备的运行状况进行监测、观察，尤其需要查看控制设备内部组件是否完好。一旦发现控制设备存在故障或者停止运行，必须及时进行维护。

5.4 严格控制零部件的质量

零部件质量也会对电气自动化控制设备的稳定性产生一定影响。因此，在设计电气自动化控制设备时，有必要按照设备的最大性能合理规划电路，并按照不同的工作需求选用相应的高品质零部件。在选择零部件时，需要保证其性能符合电气自动化控制设备的工作要求，确保零部件的可靠性可以有效保证集成设备的稳定性。诸多试验表明，为切实保障电气自动化控制设备能够稳定运转，防止在运行过程中因零部件问题导致设备运行异常，严格把控零部件的质量极为重要。

5.5 优化电气自动化控制设备的设计方案

制作与设计电气自动化控制设备的过程中，要根据其性能要求并结合实际情况合理优化设计方案。这要求相关设计人员充分掌握电气设备的整体状况，并根据实际要求进行优化处理，以确保电气设备运行的稳定性。例如，在对干扰源进行设计时，可使用金属板进行分隔，也可将运动板卡与直流接触器分开设置。设备运行过程中，为有效避免运动板卡受到外界因素干扰，在进行排线设计时，可使用分开排线方法对强、弱电线进行排线，采用双绞屏蔽电缆连接线路。为确保静电能够及时被导出，在处理电缆屏蔽层时可充分采用地接，有效避免多种因素对电气自动化控制设备产生干扰，以确保电气自动化控制设备中的线路能够正常发挥原有性能。此外，安装电气自动化控制设备时，可运用试验、模拟的方法，评估设备的实际运行环境，依据实验结果评判电气自动化控制设备的运行稳定性，并在此基础上做好相应的改进与管理工作，以切实保证电气自动化控制设备运行的可靠性。

6、结语

电能是我国极为重要的基础能源之一，确保电能正常供应，对经济及人们生活都极为重要。因此，在电气自动化控制设备运行过程中，水电厂需要保障其运行的稳定性以及可靠性。为有效提升稳定性，不仅需要相关技术人员具备较高的技术水平，还需要合理优化电气自动化控制设备的设计理念。另外，相关管理人员还有必要对影响电气自动化控制设备的因素进行分析，并制定相应的对策，以提高水电厂的供电效率和经济效益。

参考文献:

[1]魏静娴.电气自动化设备及自动化控制技术分析[J].模具制造,2023,23(11):163-165.

[2]郭建.电厂电气自动化控制设备的可靠性应用分析[J].电器工业,2023(7):62-65.

[3]杨彦伟. PLC技术在自动化控制系统中的应用分析[J].南方农机,2023,54(11):142-144,156.

[4]缪继鹏.电气自动化控制设备常见故障的维修及预防[J].农业工程与装备,2023,50(2):26-27,30.

[5]蔺阳海.提升轧钢厂电气自动化控制设备可靠性的策略探讨[J].冶金与材料,2023,43(2):169-171.

[6]陈香林. PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用[J].南方农机,2022,53(24):120-122.

文章来源:韦照艳.提升水电厂电气自动化控制设备稳定性的对策探讨[J].通讯世界,2024,31(09):85-87.