一、研究背景与意义

在当今时代，我国电力工业发展迅猛，电气自动化控制系统在其中得到了极为广泛的应用，已然成为电厂生产运营不可或缺的关键支撑。然而，在实际运行过程中，该系统暴露出诸多棘手问题。例如，设备故障频发、系统稳定性欠佳等，这些问题严重制约了电厂生产效率的进一步提升以及技术水平的创新发展。合理且科学地将电气自动化技术应用于自动化控制系统之中，是充分挖掘其内在潜能、切实提升系统效能、确保技术应用稳定性的核心要点。深入开展工业电气自动化控制系统可靠性提升的研究，不仅能够显著提高企业职工的工作效率与工作质量，还能增强公司的经济收益，优化生产条件。更为重要的是，能为国内电厂在电气自动化控制系统可靠性提升方面提供坚实的理论支撑与明确的实践导向，推动整个电力工业朝着更高质量的方向发展。

二、研究现状

目前，在我国众多企业，尤其是电厂领域，存在一个较为突出的问题。许多企业仅仅将目光聚焦于电气自动化操控设备的应用层面，却严重忽视了设备可靠运行的重要性。在日常的生产运营工作中，缺乏一套行之有效的维护、保养和管理方法。比如，没有定期对设备进行全面细致的检查，保养工作也流于形式，导致设备长期处于带“病”运行状态，其可靠性因此大幅下降。相关设备无法充分发挥自身应有的重要作用，进而影响了整个生产流程的顺畅进行。与此同时，市场上的电气自动化操控设备质量良莠不齐。部分厂商为了追求短期利益，进行恶意竞争，使得假冒伪劣商品器件难以彻底根除。这些质量低劣的器件进入市场后，给设备的可靠性和安全性带来了极为严重的影响，增加了设备故障发生的风险，给企业的正常生产运营埋下了诸多隐患。

三、研究内容

（一）电气自动化控制设备运行存在的不足

1. 器件普遍磨损、老化：运行年限越长的设备，内部器件磨损、老化程度越严重，出现质量隐患的可能性增加。市场上相关设备质量不统一，假冒伪劣器件使用寿命短，应用后易导致设备出现质量问题，影响电厂运行。

2. 设备运行环境较为恶劣：电气自动化操控设备精密度高，长期处于恶劣环境会导致内部线路或电子器件被污染，出现故障。空气湿度大或电厂温度高，会使设备表面灰尘和油污导电性增强，产生污闪，烧毁设备。多台设备同时运行可能形成机械共振，影响仪表灵敏度，导致工作人员无法精确控制设备。

3. 缺乏定期设备维护：操作人员往往同时负责设备维护，但存在维护不到位的情况。若未及时发现并处理质量隐患，或检测样品数量多时未合理采用随机抽样方法，会影响设备运行可靠性。

4. 气候因素影响：空气温度和湿度是影响电气自动化操控设备稳定、安全运转的重要因素，尤其是湿度。低温环境下湿度易饱和，水分在电气设备上结露，引起零部件腐蚀，导致漏电等安全事故。湿度过大的空气还会使设备保护膜脱落，降低绝缘性。

5. 操作难度与失误：电气自动化操控设备内部设计复杂，工作人员需一定时间才能熟练掌握。其他人员操作难度系数较高的设备时，易因操作不正确影响设备运行，甚至损害设备。

（二）影响电气自动化控制系统可靠性的因素

1. 自然因素：电力传输与配电系统中的关键设备及输电线路常暴露于户外，受自然环境考验。极端天气如频繁降雨会使空气湿度增大，金属电气设备易受潮，增加短路风险。雷雨天气中，雷电可能干扰信号传输，造成系统通讯中断，甚至直接导致供电系统遭受雷击穿孔，引发系统崩溃和设备损坏。

2. 设备因素：电气自动化设备稳定运行受设备自身质量与维护管理直接影响。设备质量不达标或维护管理不到位，如忽视关键零部件磨损情况、不及时更换，会增加设备故障风险，降低自动化控制精确度与效率。

3. 电磁感应影响：城市化发展使电磁环境日益复杂，电磁干扰源增多。电磁感应效应可能干扰信号传输过程中指令的准确传达，导致设备无法及时响应控制中心指令。

4. 操作人员技能水平：电力传输与配电系统的高效运行离不开专业操作人员的精准操控与及时应对。若操作人员技能水平不足，对系统运行状态监测不准确，或对潜在风险评估不及时，可能导致误操作，进而引发安全事故。同时，缺乏定期的专业培训和技术交底，也会使操作人员难以适应新设备、新技术的要求，影响整个系统的稳定运行。

5. 系统设计缺陷：电力传输与配电系统的稳定运行在很大程度上依赖于合理的系统设计。若设计过程中存在缺陷，如线路布局不合理、保护装置配置不当等，可能导致系统在运行过程中出现不稳定因素。此外，若缺乏对新设备、新技术的研究和应用，也会使系统设计滞后于实际需求，影响整个系统的性能和稳定性。

6. 安全管理不到位：电力传输与配电系统的安全管理直接关系到系统的稳定运行和人员的生命安全。若安全管理不到位，可能导致设备维护不及时、安全隐患排查不彻底等问题。同时，缺乏有效的安全管理制度和执行力度，也会使系统面临严重的安全风险。

（三）提高电气自动化控制设备可靠性的措施

1. 明确可靠性运行意义：企业和电厂应改变思想认知，明确提高设备运行可靠性的意义。认真分析并积极归纳维护、操控和运行设备流程中存在的不足和缺陷，有针对性地选用问题解决方案，使设备处于安全、可靠、稳定的运转状态。

2. 加大采购审核力度：工作人员在采购电气自动化操控设备时，应结合电厂实际情况，明确稳定性对设备的重要性，不片面追求技术领先。同时，在装配设备过程中可适当简化装配流程，避免因装配工艺复杂导致装配速度下降。

3. 重视定期检测：保证性检测属于预防性措施，定期检测可找出质量隐患，制定养护措施，做到“防患于未然”。电厂管理者应选派专人负责检测工作，确保检测覆盖到各个环节。

4. 加强设备防护工作：针对电气自动化控制设备受环境和温度等外在因素干扰的问题，应加强防护工作，抵挡外在因素影响。根据设备运行状态和所处环境现状，适当调整防护模式，在保证防护模式合理性的同时，控制环境因素对设备可靠性的影响，扩展设备应用范围。

5. 排除潜在故障：从设备生产角度入手，强化生产流程，保证各生产环节连贯性。强化零件检测工作，明确零件作用和规格尺寸，采取适当措施进行检测，确保设备整体可靠性。

6. 合理应用现代检测技术：过去手动测试无法发现精密设备故障，现代检测技术以传感装置为基础，能搜集并分析设备运行参数，为深入分析设备运行状况提供帮助，提高设备运行可靠性。

四、研究方法

1. 实验室测试法：在实验室内模拟接近实际应用场景的可控环境，设定具体操作条件，如温度、湿度、电压波动范围等，仿真电气自动化控制系统实际工作状态。反复测试系统，记录关键技术指标，如响应时间、故障率、稳定性指标等，通过统计分析评估系统可靠性。该方法环境可控性高，所得数据准确性及可靠性佳，但成本投入较大，可能无法覆盖所有实际运行极端情况。

2. 生产厂内测试法：在产品出厂前于生产线上进行最后阶段故障排查和系统分析，及时发现并解决潜在可靠性问题，确保产品进入市场前达到最佳状态。此法能针对性解决问题，提升产品质量，但测试周期相对较长，对生产效率有一定影响，不适合大规模连续生产场景，且可能受限于生产线自身测试能力。

3. 现场数据测试法：在实际运行环境中直接获取系统工作数据，评估电气自动化控制系统可靠性。该方法贴近真实使用场景，能直接反映系统在复杂多变实际工况下的表现。测试人员实时监测记录设备运行数据，快速反馈问题，根据数据分析结果进行可靠性评价，灵活性高，成本相对较低，易于实施。但易受外界因素干扰，测试数据波动大，准确性较实验室条件下有所下降，可能无法获得详尽故障模式分析和深度理解。

五、预期成果

通过开展本研究，我们旨在全面且深入地剖析工业电气自动化控制系统可靠性方面现存的问题，精准找出诸如硬件故障、软件漏洞、环境干扰等各类影响因素。基于这些分析，我们将提出一系列切实可行、具有高度针对性的提升策略，从优化系统设计、加强设备维护、提升人员操作技能等多个维度入手，有效提高工业电气自动化控制系统的可靠性。如此一来，不仅能为企业生产提供更为稳定、高效的支持，降低生产故障率，提升生产效率，进而显著提升企业经济效益与市场竞争力。同时，本研究成果也将为相关领域的研究提供有价值的参考和借鉴，助力推动工业电气自动化技术不断向前发展。