电气自动化控制设备可靠性探析

李善文 严一凡 甘祎扬

摘  要：随着电气设备向着智能化、模块化方向发展，新型电气设备也不断被研发出来，电气自动控制系统变得愈加复杂，在进行控制系统设计时需要充分考虑到电控设备的可靠性。本文对可靠性影响因素进行分析，并提出了提高电气自动化控制设备可靠性的有效途径。

关键词：电气自动化控制系统;电力设备;可靠性

电气自动化控制系统的应用使得电力系统运行变得更为准确、可靠，对保证正常的电力供应发挥着重要作用。可靠性是电气设备的重要指标，如果电气自动化控制设备存在安全隐患，会给操作人员生命安全造成威胁，还会企业承受更大的经济损失。应该从安全角度出发，选择具有高质量、高可靠性的电气元件，做好电气设备的质量检测，配置应急电气设备，定期更新到达使用寿命的电气设备

1电气智能化控制设备可靠性

可靠性，也就是在特定的环境和时间条件下，完成某项功能的能力。电气自动化控制设备可靠性，实质是保证电力系统安全、稳定运行，避免对用户电气设备造成损害，尽量减少停电时间，保证运行维护人员的生命安全。电气自动化控制系统在实际运行过程中，电气设备的故障出现存在着随机性，可靠性具有安全性、充裕度两个方面。电气控制的充裕度要求有着充足的输电、发电容人量，可以使电气自动设备在每个工况下都可以保证电力系统的稳定性。而安全性要求电气控制系统中出现故障情况下，保证电力系统的安全运行，不会由于故障引起联动反应。可靠性是对电气控制设备进行评估的重要指标，对电气控制系统的运维管理进行指导，如何作好电气自控设备监督具有重要意义。

2电气自动控制设备可靠性影响因素分析

2.1供电电源

保证电气自控设备稳定运行的重要条件要求供电电源有着很好的可靠性，很多电气自动系统中都采取冗余供电方式，如果某个供电回路存在故障，通过智能转换开关将备用电源投入使用。供电电源的可靠性可保证对电力系统持续供电，电气设备可正常运行，对提高电气自控系统的可靠性起到保障作用。

2.2长距离传输问题

电气自控系统在实际施工过程中，会根据实际需要来延长供电线路距离。长距离传输会引发各种问题，存在着线损变大、低压供电等现象，控制设备会由于电压不稳而损坏;还存在电磁干扰问题，对自控系统的可靠性带来不利影响;如果存在供电电缆线径过小、控制设备非正常条件关机、馈电设备陈旧等问题，会给自控系统运行带来不稳定因素。

2.3负荷容量

电气自控系统具备的负荷容量大于原设计控制能力，会导致主变压器持续运行在超载条件下，会对供电系统的可靠性造成影响，供电质量也得不到保证，供电电缆、电气设备会加速老化，还会产生损坏等问题，会使电力系统的稳定性、安全性不断降低。过负荷运行会加大电气设备的振动频率，使得自控系统电气设备稳定性下降，会存在停电的可能性。为保证电气自控系统达到可靠性的要求，需要对自控系統运行参数进行实时监测，不断完善监控系统的功能，解决与自动系统不匹配的问题，可以及时解决自控系统运行故障，避免造成更大的安全事故。

3提高电气自动化控制设备可靠性的有效途径

3.1电源系统

电源系统具备持续供电的能力，可以保证电气自控系统持续运行，在一台供电电源出现故障时，及时将另外一台投入运行，恢复自控系统的正常供电。及时恢复供电需要设置好电源转换的时间，为提高电源系统可靠性可从如下几方面考虑：1）在电气自控设备运行条件下，通过主电源进行供电，如果存在供电故障，需有及时切换到备用电源，具体的时间需要从生产和电气设备安全性来确定。对于供电可靠性高的电气自控系统可以将UPS装置作为备用，不再存在切换时间的问题。2）设置选择性保护系统，对电气自控系统进行过载、短路保护，按照运行电流来确定断路器，再根据保护级别来确定保护时间。

为更好地保证电控系统设备的供电持续性，可以选择并联供电方式，把电气设备划分成重要、非重要两种类型。重要的电气设备会影响电气自控系统正常运行，比如，变压器、PLC控制器等。非重要电气设备不会对电控自动运行产生太大的影响，比如一些辅助的电气设备。如果自动控制系统存在电气故障，则按照电气设备的重要性进行选择保护方案。

3.2电磁干扰

如果电气自控系统比较复杂、规模比较大，一些部位的电气设备布局比较紧凑，在通电运行时会出现电磁干扰现象，主要的解决措施有：1）电气设备间的电磁干扰，交流电源为电磁干扰的来源，会对自控系统稳定性造成影响。可以在电气设备、电网电源相互间安装隔离变压器，把高频电源信号进行过滤处理，可以为自控系统提供更为纯净的电源。2）安装RC阻容吸收装置。电气自控系统会安装有众多的接触器、继电器等电气元件，在触点开闭时会形成浪涌脉冲，严重情况下会出现电弧，这样就会出现电磁干扰。需要在接触器、继电器并联RC阻容吸收装置，由于电容两侧电压无法出现突变，这样可以对开闭时形成的电压浪涌进行控制，电容值与浪涌抑制性能成正比关系，电阻会对电容释放的电流进行限制，电阻、电容组成的缓冲电容有着很好的消弧作用，对消除电磁干扰有着很好的效果。2）对干扰源、电气设备进行电磁屏蔽，也可以很好地处理电磁干扰问题。针对空间电磁干扰，可以对控制线路进行电磁屏蔽。电气自控系统线路距离较长，存在着电磁耦合等问题，控制线路可以采用双绞屏蔽线，可以防止电磁干扰信号经过馈线耦合后进入到电气设备。开关量的线路可以采用光电耦合器，将电信号转换为光信号进行处理，可以消除掉电磁耦合干扰带来的危害。

3.3电气设备减振

电气设备在通电运行时会存在一定程度的振动，严重情况下会产生电气设备共振，会对电气仪表正常运行产生影响，避免对仪表造成损坏，需要对存在的电气设备振动进行处理。可以在电气设备中安装减振器，可以缓解和消除电气设备运行产生的振动，把电气设备与地面基础间安装吸振装置，对电气设备运行频率进行抵消，可以达到减振的处理效果。

3.4加强电气设备管理及维护

做好电气自控系统的电气设备维护，对保证电气设备的利用率和可靠性是至关重要的。需要对电气设备运行环境进行检查，温度、湿度、粉尘和气压等环境因素是否对电气设备产生影响，严格控制室内的运行环境，安装除湿装置、除尘装置、散热器等，使电气设备运行在理想的工况下，避免电气设备由于受潮、过热等引起的故障。在户外条件下运行的电气设备，需要做好安全防护工作，避免受到雨雪、雷电等恶劣天气带来的影响。

3.5做好电气设备的可靠性测试

电气设备安装调试完成后，需要开展可靠性测试工作，采用准确、全面的测试手段对电气设备可靠性进行检查，对存在的问题提出解决措施，保证电气设备的运行安全。可采取现场测试方式，对获取到的可靠性数据进行采集、分析，可以准确的得到设备的可靠性情况。

4结语

电气自动化控制系统电气设备的可靠性，会直接影响到电力系统的安全、稳定运行。电气设备可靠性的影响因素比较多，需要根据不同的影响因素采取相应的处理措施，可以进一步提高电气设备的可靠性，还要求工作人员端正工作态度，做好电气设备管理、维护和可靠性测试等工作，可以延长电气设备的使用寿命，保证可靠性达到设计要求。

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