火力發電廠電氣運行中故障原因及應對措施淺探

江蘇華電揚州發電有限公司 黃長春

火力發電廠電氣運行中故障原因及應對措施淺探

江蘇華電揚州發電有限公司 黃長春

火力發電是我國最基本的發電方式，高效的電氣運行是影響保障發電質量的重要因素。然而在發電廠實際的電氣運行中，由于各種原因造成了電氣運行的故障，意味著發電質量受到不同程度的影響。本文從故障類型層面分析故障原因，并提出應對措施，為現實的電氣運行提供理論借鑒。

發電機；電氣運行；故障；措施

隨著我國機電設備的運用發展，人們的生產生活的用電需求日益增長。火力發電廠承擔了最重要的發電責任，而發電機械設備的有效運行提高了我國的總發電水平，滿足了人民的用電需求，保障了人們生活生產的持續進行。發電廠的電氣的穩定運行，既能保障電廠工作人員的人身安全，又能提高工作效率。然而在現實的發電過程中，難免出現故障，這些故障降低了發電效率，分析故障的發生原因、提出適當的解決措施引起了社會各界的廣泛的關注，發電廠的電氣運行故障成為了電廠迫切需要解決的重要問題。

1. 對火力發電廠電氣運行故障的原因分析

1.1 發電機高溫故障

火力發電廠的發電機處在高速運轉的情況，不能處理好發電機周邊環境以及發電機本身溫度控制，容易造成發電機溫度超標。發電機在超長時間的運轉下，沒能得到替代休息，而發電機本身的銅鐵材質也在超長時間的損耗，損耗的能量沒能轉化成電能，而是轉換成熱能，造成發電機機身發熱，溫度過高。而且部分發電機存在老化現象，絕緣體通過多次摩擦失去了絕緣電能的作用，加速了發電機機身銅鐵材質運轉。同時，發電機所處在高溫作業的運轉環境，時刻需要冷卻系統對發電機降溫，當冷卻系統運行出現狀態存在缺陷，散發的熱量不能完全的冷卻，更易造成發電機溫度上升。

1.2 電氣接地故障

在發電廠中，為了保護工作人員的人身安全，通常采取電氣接地的方式，電氣接地的操作是一項有技術含量的接地操作。隨著我國家庭電子設備增加，對電力需求加大，加速了電力系統的運轉，過大的電力需求，增加了電力系統的用電負荷和電壓等級，容易造成電力系統內部短路故障。根據電流分為直流電和交流電的兩種形式，接地故障分為直流接地故障和交流接地故障。直流接地故障指的是由于直流系統內部某個位置出現的短路情況，但仍不影響整個直流系統的運行，這時候如果工作人員采取不恰當的接地操作，增加了工作人員的安全風險。交流接地故障出現原因是由于發電機長時間運轉，部分絕緣體失去保護作用，導致發電機的交流系統出現繞組接觸，或是發電機機身外殼相互接觸，造成交流系統短路。

1.3 備用電源的切換故障

發電廠對每個發電機都會準備備用電源，以防發電機電源出現故障，及時采用備用電源進行持續發電。而備用電源在啟動過程中都是自動切換，自動切換過程中產生的時間差是造成備用電源切換故障的主要原因。發電機異常斷電后，發動機并未馬上停止運轉，高速運轉的發動機在接入備用電源母線這個時間內，增加了一個電源的負荷，這個時間差內相當于兩個電源接入發動機，容易增大發電機的電壓，造成高負荷運轉的異常故障。同時，我國的高低壓備用電源都是采取統一標準，備用電源的數量受到發電機數量、主接線類型等因素的影響，正確無誤的選擇備用電源的切換，是對發電機異常斷電時實現補救措施一大挑戰，如果自動切換備用電源出現不適應，極大的影響了電氣的順利運行的。

1.4 電壓值的波動故障

電壓值的穩定性是保證發電質量的關鍵。在一般情況下，電壓值是在波動的范圍內是可控的，在允許范圍內電壓波動是電壓值穩定性的具體表現。然而當出現電壓波動故障時，既電機的電壓值上下波動超過允許范圍內的額定電壓的5%，容易造成電機本身發電異常，影響發電質量。具體而言，當電壓值過高，會增大電機的轉子電子流，加速運轉的轉子電子流進而導致電機電流溫度升高。當電壓值過低，電機的定子鐵芯運轉速度減緩，運轉效率低下會導致電機內部震蕩，不利于電機的發電運行。

2. 火力發電廠電氣運行故障的對策分析

2.1 采取科學合理的冷卻方法

發電機長時間的運轉損耗的能量沒能得到利用，變成了熱量，提高了發電機本身的溫度，因此，采取科學合理的降溫方式，運用準確的冷卻方法，對熱能進行轉換，降低周圍溫度，疏散多余的熱量，保持發電機在恒溫的理想狀態。定期對絕緣材料檢修，出現絕緣材料老化、失效的情況，及時更換，避免因絕緣材料的運轉摩擦產生熱量。通常來說，發電機冷卻有三種方法：空氣冷卻、氫氣冷卻和水內冷卻。每種冷卻方法有其優缺點，結合發電機的大小、數量、型號、性能等特殊情況選擇對應的冷卻方法。空氣冷卻法是基于環保安全考慮的方法，具體就是在發電機所處的環境形成封閉的空氣循環系統，冷卻介質與外界空氣隔離，避免因冷卻介質與其他介質發生反應而造成的環境污染和安全事故。氫氣冷卻法有較好的冷卻效果，但由于氫氣的危險系數較高，易發生爆炸，因此該冷卻法對人員操作要求高。水內冷卻法是一種對大型的發電機組有突出的冷卻效果的方法，但對水存量要求高，冷卻之后的水利用是值得思考的問題。

2.2 加強接地線的前期設計

接地線保證工作人員人身安全的原理是，利用人體電阻和接地電阻并聯，利用電阻與電流成反比的原理，保證流經人體的電流最小，進而保障人員安全。因此，接地線的設計尤為重要，接地線的路線類型設計，決定著接地電阻的大小，進而影響并聯電路中經過人體電阻的電流大小。科學合理的接電地線設計，應采用環路式的接地線設計，這種類型接地線設計，可靠性能高，不僅能減少電壓值，還能降低故障損耗。加強對直流電接地和交流電接地兩系統的報警保護，一旦故障，出現接地程序異常，同時啟動報警程序，人員處理不妥當，報警系統自動運行，使用現代化的手段降低對人身安全的影響。

2.3 定期進行發電設備的檢修

發電設備由于發熱、短路等各種情況造成內部故障，自動跳閘系統啟動，從而切換至備用電源。即使是切換至備用電源，能保持電氣的持續運行，但切換電源這一過程必定是帶來一定不可避免的損耗，對發電機組就是一種損害，這是不能控制的損耗因素。定期檢修發電設備成為了一項基礎性的工作，電廠的人員必須重視此項基礎工作，從前期準備階段減低設備跳閘的風險。分析發電設備跳閘的原因，通常是短路故障造成，若是外部故障，則分析母線短路成因，采取對應的解決措施；若是內部故障，則分析分析定則繞組接地等短路原因；若是一般的可控制故障，及時采取設備維修操作，保持設備使用固有電源繼續穩定運行，減少使用備用電源的頻率，降低低切換備用電源帶來的突發電壓升高的風險。

2.4 加強對電壓值監視

電壓值的異常波動是可控的，必須加強對電壓值波動的嚴密監視，即使在我國部分發電廠中已經采用自動化技術對電壓值的穩定性進行操控，但不可避免的出現系統崩潰等問題，導致自動化程序異常，沒能起到對電壓值實時監控的目的。因此，強化人為的監視作用，才能保證電壓值的波動在可視范圍內，隨時進行異常狀況的緊急處理。這種嚴格的監視強調了人的作用，必要時加強對工作人員的應急能力的培訓，一旦電壓波動異常，可采取切斷部門的負電荷、拉閘等手段，把電壓值控制在穩定范圍內，同時啟用電壓保護程序，發揮保護裝置的作用，避免再次出現電壓不穩的情況。

3. 結束語

總之，發電廠的發電效率的提高，很大程度依賴于人力資源、依賴于科學技術。因此加強對電氣運行故障的科學分析，使用現代科技手段降低故障的發生概率，引起先進的發電機械設備，實現科學化的發電管理。電氣化的平穩運行，要求發電廠建設一支技術豐富的發電技術隊伍，培養技術人員安全責任意識，牢記安全發電是發電廠重要的工作原則，既能保證工作人員安心工作，又能促進發電廠更好的發展。

[1]李濤.淺談火力發電廠電氣運行中的故障及應對措施[J].大科技,2013(33).

[2]華鑫.淺談火力發電廠電氣運行中的故障及解決對策[J].科學之友,2013(2):110-111.

[3]林玲.淺談火力發電廠電氣運行中的故障及解決措施是[J].中國電子商務,2014(14).