發電廠一次設備常見故障及應對方法的研究

董亮(河北興泰發電有限責任公司,河北邢臺 054000)

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發電廠一次設備常見故障及應對方法的研究

董亮
(河北興泰發電有限責任公司,河北邢臺 054000)

【摘 要】隨著社會生產力的不斷提高,各行各業對電能的需求量越來越大。電能的產生、傳輸和分配任何一個部分出現問題都會影響電力系統的可靠運行,造成比較大的損失,甚至造成人身傷害。發電廠作為電能的產生環節,其電氣設備的故障的及時發現和處理就顯得非常重要。本文介紹了發電廠的水輪機、發電機以及變壓器等一次設備的常見故障,并對這些故障提出了相應的解決方法。

【關鍵詞】發電廠 水輪機 發電機 變壓器

1 概述

在水力發電中,水輪機由水力推動旋轉,帶動發電機旋轉產生電能。水力發電對環境污染小,發電成本低廉,廣泛應用于水力資源豐富的地區。發電廠的一次設備主要包括水輪機、發電機、變壓器、斷路器、隔離開關等設備。本文主要針對發電廠中的水輪機、發電機和變壓器的常見故障進行分析和討論,并針對故障采取相應的解決方法,確保設備的可靠運行。

2 水輪機的常見故障及解決方法

2.1 水輪機超速

當機組負載突然降低時,導水葉沒有及時關閉,在此過程中,水輪機的旋轉速度可能升高到1.2-1.4倍。而當速度超過1.4倍以上時,由于轉速過快,導致離心力過大,容易造成機組振動過大,甚至引起設備各部分碰撞,造成設備損壞。

機組超速的應對方法:(1)機組出現超速時,首先確定超速保護裝置有沒有動作,若保護裝置沒有正常動作,應立即手動緊急停機,并關斷水輪機主閥門;(2)緊急停車時,如果是因為主配閥卡住或者剪斷銷斷開導致超速,即使沒有達到保護動作值,也應立即手動啟動超速保護,并立即關閉機組進水閘門。

2.2 水輪機振動

由于安裝問題、齒輪軸承磨損或者水力平衡的影響,可能導致機組旋轉速度不穩定、功率輸出波動大,軸承溫升過高、設備噪聲過大,使并網難度加大,甚至造成地腳螺栓、軸承、焊接部件等設備部件的損壞。

故障排除方法:(1)對于主軸安裝或者轉動不平衡的問題,要及時拆機進行檢測修定、重新安裝;(2)對于軸承齒輪損壞的要及時更換修繕;(3)水力平衡有問題的情況,要遠離對應工況區域或者通過在尾水管內裝設補氣管補氣的方式,避免或者減小漩渦造成的振動。

2.3 水輪機軸承溫升過高

溫升過高一般是由機械磨損、潤滑或者冷卻系統故障造成。需根據具體情況處理,由機械故障造成的則應及時對機械故障進行排除;對于潤滑系統,應保證潤滑油油位達到規定位置,并保證油路暢通;對于冷卻系統則要保證冷卻循環正常。[1]

3 發電機的常見故障及解決方法

3.1 發電機過載

發電機組在正常運行過程中,可能會有過載運行的情況發生。當發電機發生過載,首先應觀察輸出電壓、運行頻率和輸出電流的大小。如果輸出電壓或者運行頻率過高,則應減小無功或者有功功率,使定子電流減小到正常值;如果輸出電壓和頻率正常,則應通過減小勵磁電流的方法來減小功率輸出,但是要保證母線電壓保持在正常水平;一旦出現母線電壓低于正常值,發電機過負荷時,應進行限負荷工作并及時啟動備用機組。

3.2 定子電流不平衡

當發電機回路故障或者負載不平衡時,會造成發電機三相電流不平衡,一旦不平衡過大或不平衡運行時間過長,則容易造成轉子振動和發熱。當故障發生時,首先應確認是否由回路故障造成,應馬上減小發電機組的負荷,保證不平衡電流在標準值以下,然后向上級部門報告,檢查回路故障。若故障由發電機組本身故障導致,則應及時停機對機組進行檢修,排除故障后,再根據上級命令提升負荷。

3.3 失磁或者欠勵磁

發電機組正常運行過程中,由于回路線路斷開、開關跳電或者晶閘管燒毀等原因造成勵磁電流降低或者直接失去勵磁電流造成失磁。導致發電機定子電流突然升高,電機轉速變大,無功表倒轉。故障發生后應及時停機,檢查回路故障,更換損壞的器件。[2]

4 變壓器常見故障及解決方法

變壓器是電廠最重要的設備之一,變壓器出現故障會直接導致電廠無法正常供電。其常見故障主要有:

(1)繞組故障。當變壓器過載運行或者受熱時,會導致繞組絕緣老化加快,絕緣過低會導致匝間短路甚至燒斷的情況發生。因此工作人員必須對繞組故障及時發現并排除,避免事故發生。

(2)鐵芯故障。鐵芯故障往往會在鐵芯柱的穿心螺桿損壞絕緣時發生,故障會導致環流產生造成局部發熱,甚至造成鐵芯局部燒毀。發生鐵芯故障時,故障繞組的電阻值會減小,故障比較嚴重時,從鐵芯外觀可以直接看出燒傷的痕跡。損壞較小的繞組可以用絕緣漆進行處理,損壞嚴重的則應及時更換。

(3)分接開關故障。由于腐蝕或者螺絲松動會導致分接頭接觸不好,造成接頭融化損毀,對于此類故障,一方面應加強日常維護管理,及時發現隱患,對于損壞的接頭要及時更換。

(4)瓦斯故障。瓦斯故障分為輕瓦斯故障和重瓦斯故障。對于輕故障應對變壓器進行檢查并對氣體進行分析,找出原因免問題擴大。重故障發生后,應將故障變壓器切除,查找故障原因,排除誤動作后,則應對變壓器進行內部檢查。

(5)變壓器火災事故。由于大量可燃物質存在于變壓器之中,當變壓器過熱或者發生短路故障時,則很容易導致火災的發生。工作人員應注意巡檢,一旦發生火災應及時斷電,并采取有效措施滅火。[3]

5 結語

發電廠一次設備是電能產生發送的核心部分,因此對于設備故障必須迅速排除,以保障電廠的正常生產運行。熟練掌握系統常見故障的分析及解決方法成為日常維護工作人員的基本技能。然而作為工作人員,更重要的是應做好設備的日常巡檢、維護,防患于未然,盡量減少事故的發生。

參考文獻:

[1]宗士杰,黃梅.發電廠電氣設備及運行(第2 版)[M].北京:中國電力出版社,2008.

[2]許景彥.發電廠電氣設備安全運行的管理和維護[J]廣東科技, 2013,(1).

[3]嚴龍洲.關于發電廠電氣運行若干問題的思考[J].大眾科技,2010, (2).

作者簡介:董亮(1981—),男,河北邢臺人,助理工程師,專業主管,主要從事發電廠電氣設備維護及檢修工作。