電廠機組電氣運行故障及處理技術

王茂勛

（大唐陽城發電有限責任公司，山西 晉城 048102）

1 發電機滑環碳刷冒火的問題

發電機運行中滑環碳刷冒火是常見的故障之一, 若不及時消除, 可導致發電機滑環碳刷冒火形成環火, 對發電機安全運行造成直接威脅, 特別是氫冷發電機, 嚴重時將被迫停機。緊急停機不僅影響企業連續生產,而且對發電機本身也將產生重大危害。

1.1 故障原因分析

通過對電廠發生的幾次較大的環火造成停機事故的原因進行分析, 可以得出產生環火的幾個主要原因。

(1) 在機組運行中, 雖然使用同一壓簧、碳刷, 但由于壓簧的壓力不同, 使用時間長短不一樣, 出廠質量有差別, 使得碳刷與滑環間的接觸點電阻不一樣、同極滑環上不同碳刷間電流不均、部分碳刷電流太大、造成壓簧嚴重受損變形, 產生火花。

(2) 碳刷型號雖然相同,由于存在阻值上的差異, 同極滑環上碳刷間電流分配不均、個別碳刷通流偏大、壓簧發熱變形、壓力減小、 產生火花。

(3) 碳刷在刷盒中搖動, 碳刷磨損嚴重,刷塊邊緣有剝落現象, 集電環磨損不均及機組振動引起碳刷顫振, 刷盒和刷架積垢等都會引起碳刷冒火。

(4) 運行人員巡檢時間間隔較長或走馬觀花, 未能及時發現部分碳刷嚴重過熱情況,也是造成發電機滑環碳刷冒火的原因之一。

1.2 對策

(1) 將發電機滑環上的所有壓簧全部更換為同一型號的壓簧, 并且根據機組檢修情況測試其壓力, 每個碳刷對集電環的壓力應基本相等, 約2×5.88±7%牛頓(用彈簧秤測量), 否則應更換彈簧。

(2) 運行各班每小時必須對發電機滑環、碳刷、壓簧進行一次全面、系統地檢查。

(3) 發電機碳刷長度不能小于新碳刷長度的2/3, 如發現長度不足, 必須立即更換；但一般情況下, 在同一時間內, 每個刷架上最多只允許更換1/5 的碳刷。

(4) 新碳刷必須測定其電阻值, 更換時同一極滑環上碳刷必須使用同一電阻值的碳刷。

(5) 新碳刷必須研磨, 以保證碳刷與滑環表面接觸面積達70%以上, 且在刷握范圍內能上下靈活運動, 無卡澀現象。

(6) 部分電廠已采用恒力矩電刷裝置,運行狀況非常好, 建議采用。

(7) 運行主控室應配置足夠的碳刷, 每個碳刷應標明電阻值, 勵磁機碳刷電阻值為(0.0015±0.0003)Ω, 發電機碳刷電阻值為(0.0021±0.0003)Ω。

2 變壓器保護動作跳閘

2.1 變壓器差動保護動作跳閘；

現象：（1）警鈴、事故音響報警，“掉牌未復歸”信號發出，相應控制開關綠燈閃光；（2）表計擺動，相應變壓器電力表或電流表指示為零；3）差動保護信號繼電器信號發出。

分析處理：（1）如是廠用變壓器，應投入備用變；如是主變，應確保廠用電的安全；（2）對差動保護范圍內的電氣設備進行詳細的外部檢查；（3）檢查變壓器防爆膜是否破裂，有無噴油、冒煙痕跡，油色、油位是否正常；（4）拉開變壓器兩側開關，測量變壓器絕緣電阻值，告知檢修測量其直流電阻；4)經以上檢查、測量未發現異常時由試驗人員對差動保護進行試驗;（5）確定差動保護誤動后，將其停用，在瓦斯保護可靠投入的情況下，恢復變壓器送電運行。

2.2 變壓器過流保護動作跳閘：

現象：（1）警鈴、事故音響報警，“掉牌未復歸”信號發出，相應控制開關綠燈閃光；（2）表計擺動，跳閘變壓器各表計指示到零或降低；（3）過流保護信號繼電器掉牌。

分析處理：（1）若是廠用變壓器過流保護動作，備用廠用變自投不成功，可以不經檢查試送一次，試送再跳，則不再送電，必須查出故障點后，再送電；（2）主變跳閘，禁止搶送，待找出故障點后，再根據情況恢復運行；（3）廠用變零序保護動作跳閘，備用變壓器自投成功，應對跳閘變壓器進行全面檢查、試驗，消除故障后，方可投入運行；備用變也跳閘時應找出故障點，消除后方可投入運行；（4）若系統故障引起變壓器開關越級跳閘，可在故障切除后，不經檢查即可送電。

2.3 重瓦斯保護動作

現象：（1）警鈴、事故音響報警，發“瓦斯動作”、“掉牌未復歸”信號，相應控制開關綠燈閃光；（2）表計擺動，相應變壓器電力表或電流表指示為零。

分析處理：（1）如是廠用變壓器，應投入備用變；如是主變，應確保廠用電的安全；（2）對變壓器外部進行檢查，防爆管玻璃是否破裂、噴油，油位計是否有油，油枕、散熱器、法蘭、各管路接頭是否漏油、膨脹、變型。（3）檢查瓦斯繼電器，對瓦斯繼電器內部的氣體和油質分析化驗，發現異常，不經處理不得送電。4）檢查是否因為保護誤動引起的，如若確認是重瓦斯誤動，則可以將變壓器投入運行，但差動保護必須投入運行。（5）經各項檢查仍未發現任何問題，經試驗也未發現異常，進行全面鑒定良好后，再投入運行。

3 線路跳閘

線路跳閘應認真檢查保護及自動裝置動作情況,檢查故障錄波器動作情況,檢查斷路器的位置，若是有開關則需要檢查油位、油色及有無噴油等異常現象。線路跳閘后,自動重合閘壓板投入時，重合閘應動作，若重合閘未成功，因為雙側電源線路，故禁止手動強送。首先應檢查保護動作情況，是過流保護動作還是速斷動作，還是光纖縱差保護動作。聯系調度，檢查線路側是否還有電壓，根據調度指令采取同期方式進行同期并列。

4 低壓系統備用電源自動投入裝置的問題

新近投產的電廠, 低壓系統的進線開關大都采用ME 系列萬能式斷路器。此種開關性能優良、結構合理, 但作為進線開關, 由于開關本身裝有瞬時過電流脫扣器, 動作時間≤30ms ,從而跟低壓系統變壓器保護不相匹配, 造成低壓系統保護整體無選擇性, 低壓系統備用電源自動投入裝置切換不成功,擴大停電范圍。所以, 用ME 系列萬能式斷路器做低壓系統進線開關時, 其本體保護必須取掉。

5 電氣接地問題

電氣接地是電力系統保證設備和人身安全的重要措施。我國電力系統的接地方式一般用鋼材作為接地材料。接地體的連線和接地引下線一般采用40mm×4mm 的扁鋼, 有的接地引體的腐蝕因素, 致使運行中的發電廠因接地線的嚴重銹蝕造成嚴重的事故。為了提高接地系統的可靠性, 應該從設計上就考慮各種腐蝕因素對接地體的影響, 用加大接地鋼材的面積或采取一定的防腐措施以保證接地系統的使用壽命。對已經運行的電氣裝置, 必須定期檢查接地系統的銹蝕情況。只靠測量接地引下線的接地電阻并不可靠,因為當引下線尚未銹斷時, 所測的接地電阻可能是合格的, 而當通過很大的接地電流時就可能被熔斷, 所以必須挖開地面, 用敲打的方式檢查接地體的銹蝕情況。

結語

發電機滑環碳刷冒火, 變壓器保護動作跳閘, 電氣接地網接地電阻是否符合標準,是影響發電機安全穩定運行的幾個重要問題。根據以上故障發生的正確分析及在故障發生時的實踐處理中, 有效地證明了方法可靠可用, 望能給同行者一個的借鑒。

［1］陳遠鵬.變電站電氣設備故障及其原因分析［J］.電氣世界，2009.

［2］劉慧林，王漢斌.橋鞏水電站的過電壓保護措施［J］.電網與清潔能源，2010.

［3］傅佩琛.電力系統硬件軟件可靠性理論及其應用［M］.北京: 國防工業出版社，2009.