發(fā)電廠發(fā)電機、電氣設備及系統(tǒng)風險辨識與分析

摘 要：通過對發(fā)電廠發(fā)電機、電氣設備及系統(tǒng)進行危險有害因素辨識，辨識出系統(tǒng)中存在的主要危險因素有觸電傷害、雷電傷害、火災、爆炸、高處墜落等；存在的主要有害因素有電磁輻射危害、中毒和窒息危害。本研究可以為電廠工程技術人員對發(fā)電廠運行過程中的風險認知和控制決策提供支持和幫助，可以有效控制風險，遏制事故發(fā)生和人員傷亡。

關鍵詞：發(fā)電廠 電氣設備 系統(tǒng) 風險辨識

一、引言

發(fā)電廠是電力生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，就安全而言，由于其生產(chǎn)工藝流程及行業(yè)生產(chǎn)特點，決定了發(fā)電生產(chǎn)企業(yè)安全工作的重要性。發(fā)電生產(chǎn)“產(chǎn)、供、銷”一次性完成，沒有其他中間環(huán)節(jié)，整體性特別強。在發(fā)電生產(chǎn)過程中任何一個環(huán)節(jié)出了問題，都會影響整體安全效果。發(fā)電生產(chǎn)過程中存在的有害危險因素種類多，可能發(fā)生的事故類別多。因此，要想更好的防范發(fā)電廠事故發(fā)生，就必須要深入辨識了解發(fā)電廠存在的各類危險有害因素，確保做到有的放矢，防患于未然。在電力生產(chǎn)過程中，發(fā)電機及電氣設備系統(tǒng)由于其系統(tǒng)的復雜性，存在的風險往往隱性的比較多，如果不加以重視，可能會釀成更大的事故發(fā)生。本文試圖應用系統(tǒng)安全理論，從危險和有害因素兩個方面，通過發(fā)電廠發(fā)電機、電氣設備及系統(tǒng)風險辨識和分析，更加系統(tǒng)、全面的認知和評價發(fā)電機及電氣系統(tǒng)的安全狀態(tài)，為發(fā)電廠電氣設備安全風險管控提供幫助和技術支持。

二、發(fā)電機、電氣設備及其系統(tǒng)主要危險因素分析

重點對發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)危險，變壓器危險，高、低壓配電裝置危險，電纜火災，污閃事故，雷擊和接地網(wǎng)故障，繼電保護和直流系統(tǒng)危險，全廠停電事故，電氣誤操作，觸電傷害，高處墜落等方面進行風險辨識和分析。

1.發(fā)電機及勵磁系統(tǒng)危險因素分析。其存在危險因素主要有：由于制造質(zhì)量不良、檢修質(zhì)量低劣、運行中操作維護不當、過電壓、發(fā)電機定子鐵芯間絕緣破壞、發(fā)熱、絕緣老化、等造成定子線圈絕緣擊穿，引起火災；發(fā)電機由于安裝、檢修不當，密封油系統(tǒng)故障，造成發(fā)電機密封不良，引起火災；在發(fā)電機電壓幅值、相位、頻率與電力系統(tǒng)相差過大情況下，由于人為誤操作或自動裝置誤動作將該發(fā)電機并入電力系統(tǒng)，造成發(fā)電機非同期并列，產(chǎn)生巨大沖擊電流，強大的電動力效應，將使發(fā)電機定子繞組變形、扭彎、絕緣崩裂、甚至將定子繞組毀壞，同時，使機組發(fā)生強烈的振動，并引起電力系統(tǒng)電壓下降，嚴重時會引起系統(tǒng)振蕩，乃至瓦解；定子繞組中的負序電流過大會使轉子表面的部件過熱，甚至燒損；轉子匝間短路，保護開關拒動，燒毀發(fā)電機轉子；發(fā)電機非全相運行會燒損發(fā)電機轉子；定轉子間氣隙內(nèi)存在焊渣、銅屑、螺絲和檢修工具等，引起掃膛，使定轉子繞組嚴重受損；勵磁系統(tǒng)滅磁開關拒動、誤動，滅磁時產(chǎn)生過電壓，嚴重時將燒毀轉子絕緣及整流器元件；定子內(nèi)冷水系統(tǒng)故障，造成定子繞組超溫，損毀絕緣造成短路。

2.變壓器危險因素分析。主變壓器及廠用變壓器容量大、電壓等級高、負荷率高，變壓器所用的絕緣材料多，這些材料都是可燃物質(zhì)，而且變壓器油量越多，火災危險性更大。變壓器著火的主要原因包括：繞組絕緣損壞導致短路，主要是絕緣老化、變質(zhì)損壞；由于過電壓將絕緣擊穿或結構不完善、維護不當使絕緣受潮擊穿；由于變壓器油中的總烴和含氫量超標，導致套管爆炸事故；磁路、鐵芯故障發(fā)熱，引起變壓器故障；變壓器油質(zhì)下降、油位過低，導致變壓器內(nèi)部絕緣降低；遭受雷擊；其他原因，如小動物或金屬導線造成短路；變壓器周圍可燃物起火，引起變壓器短路爆炸、著火等。

3.高、低壓配電裝置危險因素分析。其存在危險因素主要有：斷路器切斷容量不夠，在故障時不能切斷電弧；安裝 、檢修工藝不良，操作結構調(diào)整不當、部件失靈，合閘接觸不良；斷路器失靈，操作結構卡澀，跳（合）閘線圈燒毀等，引起拒分或誤動；操作不當或誤操作導致事故；斷路器連接部分發(fā)熱、閃弧、引起弧光接地過電壓，使其相間、對地短路，甚至爆炸著火；操作電源故障，操作電源電壓過低，熔斷器熔斷，輔助接點接觸不良，引起斷路器故障時拒動；由于六氟化硫氣體微量水超標等原因導致斷路器內(nèi)部絕緣強度降低引起短路事故。

4.電纜的火災危險性。其存在危險因素主要有：電纜遇外來火源、熱源或電纜短路很容易引起電纜燃燒著火；敷設在汽輪機油系統(tǒng)或鍋爐燃油系統(tǒng)附近的電纜，在油系統(tǒng)著火后很有可能被引燃；輸煤或制粉設備周圍的電纜上，常有煤粉沉積，可能因煤粉自燃而引起電纜著火。電纜受外界機械損傷；電纜運行過負荷、過熱、過電壓等原因都將使電纜絕緣損壞或老化，最終引發(fā)電纜相間或對地擊穿短路起火；阻燃措施不到位，未能刷涂有效的防火涂料，阻燃隔斷不夠嚴密等均會導致火災的擴大；電纜運行中溫度較高，中間接頭的溫度更高。在高溫作用下，絕緣材料逐漸老化，很容易發(fā)生絕緣擊穿事故；接頭容易氧化而引起發(fā)熱，甚至閃弧引燃電纜；焊接作業(yè)時有焊渣落到電纜上，引起電纜著火；電纜的管理、維護、檢查、定期測溫、定期預防性試驗及消除缺陷、反事故措施、技術培訓不嚴。

5.污閃事故分析。若升壓站電氣設備及母線外絕緣爬電比距不能滿足要求或未采取防污措施，在潮濕條件下，尤其是大霧、冰雪等惡劣氣候條件下，絕緣極易被擊穿，從而發(fā)生污閃事故。

6.雷擊和接地網(wǎng)故障危險性分析。若不采取避雷針（線）防直擊雷保護措施或架空地線進線保護、避雷器等防雷電波侵入的措施，在雷雨季節(jié)可能引起電氣設備損壞或人員傷亡。若接地網(wǎng)不定期進行校核，接地電阻不合格、接地引下線熱穩(wěn)定容量不滿足要求或接地裝置地下直埋部分存在腐蝕、虛連、斷裂等現(xiàn)象，出現(xiàn)系統(tǒng)過電壓時，容易造成電氣設備損壞。

7.繼電保護和直流系統(tǒng)危險因素分析。繼電保護裝置是保證電廠、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要設施，在運行中若發(fā)生誤動或拒動，將可能導致重大設備損壞、全廠停電或電網(wǎng)瓦解等重大事故。發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)是十分重要的電源系統(tǒng)，若出現(xiàn)混線、接地問題，可能導致斷路器、繼電保護誤動、亂動或拒動等事故的發(fā)生。在廠用電事故狀態(tài)下，直流系統(tǒng)電源不可靠，可能導致交、直流油泵等設備無法起動，最終造成汽輪發(fā)電機軸承燒損事故。

8.全廠停電事故危險因素分析。汽輪機故障、鍋爐停爐、發(fā)電機損壞、直流系統(tǒng)故障等都會引起全廠停電事故，全廠停電會造成電力輸送中斷，特別是柴油發(fā)電機主要是為各類旋轉機械的潤滑油泵及其它重要設備提供事故保安電源。如果在全廠停電時柴油發(fā)電機不能使用或發(fā)生故障，致使轉動機械的潤滑油泵不能給各轉動機械供潤滑油，從而會導致一些轉動機械軸承燒損，進而引發(fā)更大的設備事故。

9.電氣誤操作危險因素分析。未裝設防誤閉鎖裝置或裝置失靈，緊急解鎖鑰匙管理不嚴，在運行、檢修期間隨意解鎖，加上不執(zhí)行“兩票”及安規(guī)中的有關規(guī)定等，容易發(fā)生電氣誤操作。

10.觸電傷害危險性分析。通常機組采用電壓等級多，全廠電氣設備及其系統(tǒng)較為復雜，存在漏電、觸電、電傷等潛在危險性。

11.高處墜落危險性分析。在位置較高的升壓系統(tǒng)、廠用變等配電裝置上檢修時，缺乏防止人體墜落的安全措施，會造成高處墜落等傷害事故。

三、發(fā)電機、電氣設備及其系統(tǒng)主要有害因素分析

1.工頻電場有害因素分析。電廠高壓電氣設備運行時會產(chǎn)生工頻電場，如果長期處于高磁輻射環(huán)境下，可能對作業(yè)人員身體健康產(chǎn)生一定影響。

2.化學品中毒危害因素分析。作業(yè)人員在電纜溝中進行施工、維護時，如果有毒氣體聚積，可能發(fā)生人員中毒事故。在斷路器中使用六氟化硫，在電離作用下分解產(chǎn)生有劇毒的高氟或低氟化硫，若密封不嚴，出現(xiàn)滲漏，會對人體造成危害。

四、結語

通過對發(fā)電廠發(fā)電機、電氣設備及系統(tǒng)進行風險辨識與分析可知，系統(tǒng)中存在的主要危險因素有觸電傷害、雷電傷害、火災、爆炸、高處墜落等；存在的主要有害因素有電磁輻射危害、中毒和窒息危害。電廠工程技術人員或者管理者以此為參考，在全面認知風險的基礎上做到更好的防控風險。

參考文獻：

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[3]齊磊，于立友，郝崑.風險度理論在電力系統(tǒng)斷線故障評價中的應用[J].沈陽工程學院學報（自然科學版），2012，8（2）：153-154.

作者簡介：趙亦農(nóng)（1955—），男，遼寧遼陽人，教授級高級工程師，現(xiàn)就職于遼寧力康職業(yè)衛(wèi)生與安全技術咨詢服務有限公司，主要從事電力安全技術研究及風險評估。