電廠電氣運行中常見故障分析及其應對措施探討

陳侃

摘 要：為了保證電廠的生產效率，必須要分析電氣的運行特征，確定電氣故障發生的原因，綜合考慮多方面因素，選擇切實可行的措施解決問題。簡要分析了電廠電氣運行常見故障發生原因，并提出了相應的解決措施。

關鍵詞：電廠；電氣故障；設備管理；供電質量

中圖分類號：TM621.27 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0043-02

電氣設備是電廠生產的重要組成部分，一直都是電廠管理的要點，其運行效率從根本上決定了生產效益。但是，因為電廠電氣設備比較多，再加上管理工作不到位，導致在生產過程中經常會出現電氣運行故障，影響企業的生產效益。為了進一步提高電廠經營的綜合效益，必須要從實際情況出發，結合以往的管理經驗，確定電氣故障發生的原因，并選擇有效的措施加以改進，杜絕類似的故障再次發生。

1 故障分類和發生原因分析

1.1 電氣設備升溫過快

電廠發電一般需要長時間、持續的運作，這樣必定會產生銅損耗和鐵損耗，而在損耗產生的同時會釋放出大量的熱量，使設備的運行溫度持續升高。如果電氣設備長期處于高溫狀態，就會加速絕緣體老化的速度。隨著溫度的升高，絕緣體老化的速度也會逐漸加快，而設備長時間處于極限溫度狀況下，不但會影響設備的運行效果，還會引發一系列安全問題。造成電氣設備升溫過快的主要原因是設備長時間處于運行狀態，銅和鐵熱消耗巨大，但設備本身不具備良好的散熱降溫能力，致使其冷卻效果不佳。受電廠電氣設備運行特點的限制，再加上管理工作不到位，很容易造成設備升溫過快的局面。如果設備長時間處于高溫環境運行，最終會出現運行故障。

1.2 電氣設備允許范圍外變動

衡量供電質量的主要因素之一就是電壓，如果電壓不穩定，就會對用戶、電廠和電力運行系統造成影響，同樣也會影響電廠電氣設備的運行狀態。從實際情況來看，電廠電氣設備變動一旦超過額定值±5%，就會對設備的運行狀態造成影響。如果電壓比較高，發電機的容量處于不穩定的情況下，就會增加發電機的勵磁。隨著轉子電流的增大，轉子繞組溫度不斷升高，長時間運行就會加速設備老化的速度。當電壓超過額定要求時，會導致鐵芯溫度升高，鐵芯的損耗增加，設備的溫度就會升高。如果電壓比較低，一旦低于額定電壓的90%時，就會影響設備運行的穩定性。發電機定子繞組鐵芯在不飽和狀態下運行，很容易出現震蕩和失步的問題，進而降低設備的運行效率。另外，如果電壓過低使定子繞組溫度超過允許值，再次升高電壓時就會造成定子繞組溫度異常。

1.3 備用電源切換不合理

電廠生產需要設備長時間運行，為了避免因斷電或者電氣故障等因素中斷生產，就需要設置備用電源，而備用電源設置的數量主要是由電廠裝機臺數、主接線形式、單機容量和控制方式等因素決定的。一般情況下，要求備用電源在主電源不能正常工作的情況下自動完成切換，保證生產活動可以正常進行。在電廠高、低壓電源因某種原因停止工作后，備用電源啟動之前，母線上所有的電機設備都會減速運行，而減速過程會隨著時間的延長逐漸衰減。當備用電源接入母線后，電氣設備會增加一個電壓，加壓會對電氣設備產生較大的影響。如果備用電源沒有正常啟動，或存在啟動時間延長或者啟動失敗等情況，就會影響設備的運行速度，例如會使發電機再次啟動困難，情況嚴重時設備甚至會停止工作。

2 電廠電氣故障處理措施

2.1 實例分析

某電廠在生產過程中出現滑環碳刷冒火故障，嚴重威脅了發電機的運行安全。對氫冷發電機來說，情況嚴重時甚至要被迫停機，一旦出現緊急停機故障，不但會影響企業的連續生產，還會在不同程度上對發電機本身造成損傷。

2.1.1 故障原因

出現此類問題的原因主要可以分為以下三方面：①在機組運行過程中，雖然使用的都是壓簧和碳刷，但是，因為不同廠家生產的壓簧壓力不同，再加上其使用時間不同，就會使得碳刷與滑環之間接觸點的電阻不同，進而造成同級滑環上不同碳刷間的電流不均。在這種情況下，使用過程中的壓簧受損變形會產生火花。②碳刷需要在刷盒中搖動，長期使用，其磨損邊緣會有剝落的現象。如果集電環磨損不均或機組震動造成碳刷顫振，刷架、刷盒積垢會使碳刷產生火花。③如果在設備巡檢過程中沒有及時發現碳刷過熱的現象，處理不當就會產生火花。

2.1.2 處理措施

針對2.1.1中提到的故障，采用以下幾種處理方法：①更換相同型號的壓簧，安裝后全面檢測其壓力，保證每個碳刷對集電環的壓力是相同的。②將發電機碳刷長度控制在新碳刷長度的2/3以上，并及時更換長度不夠的。同時，必須要測定更換碳刷的電阻值，如果是更換同一極滑環上的碳刷，就必須要使用同一電阻值的碳刷。另外，在相同的時間段內，每個刷架上最多只能更換1/5的碳刷。③檢修人員必須要每小時全面檢查一次發電機滑環、壓簧和碳刷。

2.2 故障處理措施

解決電廠電氣故障的措施可以概括為以下兩點：①要想解決電氣設備溫度過高的問題，就要選擇合理的冷卻系統，通過降溫的方式減少內圈的損耗，從而提高設備的使用性能。另外，可以選擇密閉式水內冷卻、氫氣冷卻和空氣冷卻三種方式。其中，水內冷卻主要是利用水與電氣設備的溫度差達到降溫的目的，一般多用于大型發電設備；氫氣冷卻具有較好的冷卻效果，現在已經被廣泛用于大型電廠，可以有效降低設備的損耗，提高發電效率；空氣冷卻則是以空氣為介質，通過鼓風機或抽風機將發電機熱量帶走以達到降溫的目的。②加強對電氣設備的監察，避免出現電壓不穩定的問題。一旦發現電壓不穩的情況應立即檢查各設備的運行是否正常，必要時需要切斷部分負電荷，以此恢復電壓，情況嚴重時還可以采取緊急拉閘措施，確保電廠的安全運行。

3 結束語

電氣系統是電廠生產中的重要組成部分，因為電氣系統相對復雜且運行環境特殊，所以，經常會出現各類運行故障，進而影響電廠的正常生產。因此，必須要從實際出發，確定電氣故障發生的原因，從多個角度分析，選擇切實可行的措施解決問題，爭取提高電廠的運行效率。

參考文獻

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[3]黎輝.電廠電氣運行中某些常見故障分析[J].廣東科技，2011（16）：15-16.

〔編輯：白潔〕

Failure Analysis and Discuss Common Responses to Electrical Power Plant Operation

Chen Kan

Abstract： In order to ensure the productivity of the plant， we must analyze the electrical operating characteristics， and determine the cause of the electrical failure occurred， considering various factors， selecting practical measures to solve the problem. This paper analyzes the causes of common faults of electrical power plant operation occurs， and the corresponding solutions.

Key words： plant； electrical fault； equipment management； power quality