电力系统中关于电气自动化设备可靠性的探讨

引言

目前我国电力系统组成较为复杂，系统当中的各种设备，不仅种类存在较大差异，信号也存在不同之处，甚至设备的精密程度也存在区别，导致由不同设备构建的电力系统在稳定性、运行效率以及可靠性等方面有差别。随着电网规模的扩大和自动化程度的提升，设备故障可能引发连锁反应，导致大面积停电或重大经济损失。因此，深入探讨电气自动化设备的可靠性问题，对保障电力系统安全运行具有重要的现实意义。

1 电气自动化设备可靠性探讨的意义

电气自动化设备可靠性的意义主要体现在三个方面：首先是生产安全方面，电气自动化设备能够有效控制各生产环节以实现自动化生产，保证产品的生产质量，致使生产流程具备灵活性、可靠性以及精准性等特点，同时减少生产事故的发生。其次是产品质量方面，电气自动化设备生产出来的产品，具备较高的质量，会提高企业的市场竞争力，电气自动化设备对生产环节的精准控制，是人为生产方式无法比拟的。最后是经济效益方面，电气自动化设备不仅可以满足消费者对产品的个性化要求，同时还能降低企业生产成本的投入，以实现买方与卖方双赢。但是经济效益容易受到多种客观因素的影响，致使经济效益的可操作性较强，想要在提高企业经济效益的同时让消费者也能获利，就必须对电气自动化设备可靠性进行研究。

2 影响电气自动化设备可靠性的因素

2.1 运行环境因素

环境因素是影响电气自动化设备可靠性的客观因素，在众多影响因素中，占有非常特殊的地位。尤其是对于一些机械生产和化工企业的生产工作而言，生产条件、温度、湿度以及电磁波等因素会直接影响到整个生产工作的顺利进行。与此同时，通风较差的环境各种行为都有可能直接作用到设备外部，导致设备外部保护装置失去保护的作用，间接影响内部元件的稳定性，降低设备的使用安全。设备在参与生产工作的过程中其本身会产生大量的热量，导致设备内部结构的损毁，引发各种设备故障的问题，容易造成生产周期的延误。

2.2 设备因素

设备因素是指电气自动化设备在进行各项工作时，各种对设备内外部造成损坏的因素。例如：电气自动化设备在运输过程中，需要使用汽车、火车、飞机、叉车等交通工具，而设备又一直处于静止的状态，只有在外部力的作用下，才会出现位移、振荡、碰撞等情况，进而可能会导致设备内部零件出现脱落、松散等问题，尤其是非常小的零部件，发生此种问题的可能性更高，那么设备的可靠性就可能下降，虽然短期内无法发现，但是长时间使用后，会降低设备的使用寿命。

2.3 软件系统的影响因素

在电气自动化控制设备中，软件系统包括设备的操作系统、实时控制软件及故障诊断处理程序，控制算法则是设备响应输入信号并执行相应操作的核心机制。由于工业环境中应用场景复杂，软件系统容易出现响应延迟、数据处理错误或算法失效等问题，尤其在面对复杂工况时，这些问题会导致设备无法按预期运行，从而影响整个系统的稳定性。优化软件系统和算法的关键在于实时性与冗余设计。在实时性方面，须确保系统在规定的时间内完成数据处理和控制任务，避免延迟；冗余设计则是通过多种备选算法或故障切换机制，确保在某一算法出现问题时系统仍继续稳定运行。

3 强化电气自动化设备可靠性的建议

3.1 外部环境的保护

①环境监测与调控。在设备运行场所安装温湿度传感器、粉尘监测仪、气象监测设备等，实时监测环境参数。根据监测结果，通过空调、除湿机、通风设备等对环境进行调控，保持设备运行环境的稳定。同时，建立环境预警机制，当环境参数超过设定阈值时，及时采取措施进行处理。②电磁防护措施。对电气自动化设备采取有效的电磁屏蔽措施，如使用屏蔽电缆、屏蔽机柜等，减少外界电磁干扰的影响。在设备的电源输入端和信号输入端安装滤波器、浪涌保护器等，抑制电磁干扰的传导和耦合。此外，合理规划设备的布局和布线，避免强电和弱电信号之间的相互干扰。 ③ 机械防护措施。对于容易受到振动和冲击影响的设备，采取减震、缓冲措施。例如，在设备底部安装减震垫，在设备运输和安装过程中使用缓冲包装材料。同时，加强设备的固定和支撑，提高设备的机械强度和稳定性，减少机械环境因素对设备的损害。

3.2 针对设备自身的优化策略

①优化设计。在设备设计阶段，充分考虑设备的运行环境和实际需求，进行合理的结构设计和功能设计。优化设备的散热结构，提高散热效率;加强电磁屏蔽设计，增强设备的抗干扰能力;合理布局元件，提高设备的可维护性。同时，采用先进的设计方法和工具，如有限元分析等，对设备的性能进行仿真和优化。 ② 严格制造管理。加强原材料的质量控制，选择优质的电子元件、绝缘材料和金属部件。建立严格的制造工艺标准和质量检验制度，确保制造过程中的每一个环节都符合要求。加强对制造人员的培训和管理，提高其操作技能和质量意识，从源头上保证设备的质量和可靠性。 ③ 完善维护管理。制定科学合理的设备维护计划，根据设备的运行状况和重要程度，确定合理的维护周期和维护项目。加强对维护人员的技术培训，提高其故障诊断和维修能力。建立设备维护档案，记录设备的维护情况和故障信息，为设备的可靠性分析和维护决策提供依据。

3.3 针对软件系统的改进策略

D 提高软件设计质量。在软件设计过程中，加强需求分析和功能设计，确保软件功能的完整性和准确性。采用先进的软件开发方法和技术，如模块化设计、面向对象编程等，提高软件的可维护性和可扩展性。对软件算法进行优化，提高数据处理和控制决策的准确性和效率。②加强软件安全防护。建立完善的软件安全防护体系，对软件进行身份认证、访问控制、数据加密等安全措施。定期对软件进行安全漏洞扫描和修复，及时更新软件的安全补丁。加强对软件系统的监控和审计，及时发现和处理安全事件，保障软件系统的安全运行。 ③ 解决软件兼容性问题。在软件选型和开发过程中，充分考虑与硬件设备和其他软件系统的兼容性。在软件安装和使用前，进行兼容性测试，确保软件能够正常运行。当出现兼容性问题时，及时与软件开发商和硬件供应商沟通，寻求解决方案。 ④ 规范软件升级与维护。制定软件升级和维护计划，及时对软件进行升级和更新，修复软件中存在的问题和漏洞。建立完善的软件维护文档，详细记录软件的功能、结构、操作方法和维护流程等信息，方便维护人员进行维护和管理。同时，加强对软件维护人员的培训，提高其软件维护能力。

结语

电气自动化设备的可靠性是电力系统安全稳定运行的基石。因此，对电气自动化设备可靠性进行周期性检测，能够实时掌握设备的运行状态，同时在设备应用前后掌握其可靠性的影响因素；通过优化设计制造、改善运行环境、强化状态监测与管理创新等多维度措施，可有效提升设备可靠性。未来，随着技术的进步，需持续探索智能化、数字化手段在可靠性管理中的应用，为智能电网的发展提供坚实保障。

参考文献

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[3]王翰林.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用研究[J].江西电力职业技术学院学报,2022,35(3):6-7,12.