電廠電氣運(yùn)行故障原因分析及避免措施

俞戴林

摘要：雖然目前我國(guó)的電力行業(yè)發(fā)展非常迅速，但是仍然存在一些問(wèn)題需要去做出解決，一般情況下我國(guó)的發(fā)電方式還是火力發(fā)電，這樣的發(fā)電成本比較少，而且我國(guó)擁有大量的煤炭資源，而且發(fā)電過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的蒸汽也會(huì)得到很好的利用，所以這樣的發(fā)電方式得到了廣泛運(yùn)用，我國(guó)的火力發(fā)電技術(shù)得到了非常大的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模也比以前大的多。本文著重研究了發(fā)電過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，主要詳細(xì)研究了電廠電氣運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的一些異常狀況，并且給出一些切實(shí)可行的方案。

關(guān)鍵詞：電氣運(yùn)行；運(yùn)行故障；分析

1 電廠電氣設(shè)備簡(jiǎn)介

電廠使用的相關(guān)電氣裝置非常的多，主要可以分成一次電氣設(shè)備和二次電氣設(shè)備。

1.1 一次設(shè)備

一次設(shè)備主要指的是生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備。 主要包括以下設(shè)備：

生產(chǎn)電能和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備、聯(lián)通和切斷電能電路的設(shè)備、限制故障電流和防御過(guò)高電壓的保護(hù)電氣設(shè)備、各種電器和載流導(dǎo)體、各種互感器、各種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、各種接地裝置

1.2 二次電氣設(shè)備

二次電氣設(shè)備是指對(duì)一次電氣設(shè)備和運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備。具體包括以下設(shè)備：

1.2.1 測(cè)量使用的各種儀表：電壓表、電流表、頻率表、功率表及電能表等。

1.2.2 各種繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)傳裝置等。

1.2.3 直流電源裝置，其中包括：直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池機(jī)組和整流裝置等。

1.2.4 操作用的電氣、信號(hào)設(shè)備和控制電纜等。

2 電廠電氣設(shè)備在運(yùn)行中容易發(fā)生的一些電氣事故

對(duì)于電力行業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)備非常的重要，可以說(shuō)電氣設(shè)備如果出現(xiàn)故障，那么將會(huì)給電力行業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響，它的作用非常的明顯，就是把得到的電很好的供應(yīng)給所需要電的客戶，生產(chǎn)的電一定要符合一些相關(guān)規(guī)定，不僅要使得質(zhì)量可以過(guò)關(guān)而且必須要有足夠的安全性，這樣就可以給客戶帶來(lái)非常好的電能，而且再出現(xiàn)一些不良狀況的時(shí)候可以在第一時(shí)間找出一些原因并且盡量做出努力來(lái)使得這些不良狀況可以得到及時(shí)解決。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一些不良狀況主要有以下幾方面：

2.1 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中溫度比起平常時(shí)高了許多，電壓參數(shù)也是忽上忽下不夠穩(wěn)定。在所有的發(fā)電設(shè)備當(dāng)中，發(fā)電機(jī)組對(duì)于發(fā)電過(guò)程起著非常重要的作用，扮演著非常重要的角色，因?yàn)樗鼤r(shí)刻工作，非常長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，因此就會(huì)使得機(jī)體溫度變得特別高，因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)使得銅和鐵損耗非常大，而且還會(huì)產(chǎn)生非常大的熱能，一旦沒有對(duì)這些熱能做出很好的處理，機(jī)組的所有配件都會(huì)變得越來(lái)越差，這樣就會(huì)使得機(jī)組壽命大大縮短，而且還會(huì)使得電壓不穩(wěn)定的情況發(fā)生，一旦發(fā)生電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)電系統(tǒng)也將變得不再穩(wěn)定，不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)組安全事故的出現(xiàn)，而且還會(huì)導(dǎo)致客戶電器設(shè)備損壞的現(xiàn)象發(fā)生，為電力企業(yè)帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這就會(huì)給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。

2.2 發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)碳刷著火事故的發(fā)生。發(fā)電機(jī)運(yùn)行中滑環(huán)碳刷冒火是常見的故障之一，如果不及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和采取有效的控制，就會(huì)引發(fā)滑環(huán)碳刷著火事故的發(fā)生，會(huì)造成機(jī)組被迫停機(jī)，緊急停機(jī)不僅影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)，而且對(duì)發(fā)電機(jī)本身也將產(chǎn)生重大危害。

2.3 發(fā)電廠發(fā)電電源及自備電源的不合理切換。在一般情況下，為了保證發(fā)電廠的正常運(yùn)行，防止由于發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)造成鍋爐等其它系統(tǒng)的被迫停機(jī)，每個(gè)發(fā)電廠都有與外網(wǎng)連接電源，當(dāng)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立刻將廠用電源切換到外網(wǎng)電源，從而保證鍋爐等其它系統(tǒng)正常運(yùn)行。按照安全操作規(guī)程的要求，電源的切換分為手動(dòng)切換和自動(dòng)切換兩種。切換又分為正常切換和事故切換。切換的方式分為：快速切換、延時(shí)切換、同時(shí)捕捉切換和殘壓切換，在操作時(shí)不按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，就會(huì)容易發(fā)生安全事故或者停機(jī)事故。

3 對(duì)電氣運(yùn)行故障進(jìn)行分析

3.1 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中溫度比起平常時(shí)高了許多，電壓參數(shù)也是忽上忽下不夠穩(wěn)定。因?yàn)樗鼤r(shí)刻工作，非常長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，因此就會(huì)使得機(jī)體溫度變得特別高，因?yàn)楦咚傩D(zhuǎn)使得銅和鐵損耗非常大，而且還會(huì)產(chǎn)生非常大的熱能，一旦沒有對(duì)這些熱能做出很好的處理，機(jī)組的所有配件都會(huì)變得越來(lái)越差，這樣就會(huì)使得機(jī)組壽命大大縮短，而且還會(huì)使得電壓不穩(wěn)定的情況發(fā)生，一旦發(fā)生電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)電系統(tǒng)也將變得不再穩(wěn)定，不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)組安全事故的出現(xiàn)，而且還會(huì)導(dǎo)致客戶電器設(shè)備損壞的現(xiàn)象發(fā)生，為電力企業(yè)帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這就會(huì)給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。如2018年某電廠某發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)B相軟連接因電氣預(yù)防性試驗(yàn)工作需要拆接后接觸電阻大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，中性點(diǎn)軟連接發(fā)生局部過(guò)熱至燒毀，造成機(jī)組故障解列。又如2018年某電廠主接線采用3/2接線方式，在機(jī)組停機(jī)的過(guò)程中由于三相閘刀未分閘到位，當(dāng)進(jìn)行母線恢復(fù)正常狀態(tài)操作中，主開關(guān)合閘時(shí)引起閘刀斷口拉弧，造成發(fā)電機(jī)倒送電，雖然主保護(hù)動(dòng)作但由于出口壓板斷開，后備保護(hù)由于閘刀二次輔助接點(diǎn)未翻轉(zhuǎn)又造成實(shí)際未能投入，結(jié)果發(fā)電機(jī)從盤車狀態(tài)，轉(zhuǎn)速突然上升至1100rpm.引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致密封瓦磨損，氫氣外泄，發(fā)生氫爆，機(jī)組頂棚塌陷，設(shè)備嚴(yán)重受損。

3.2 發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)碳刷著火事故的發(fā)生。由于發(fā)電機(jī)組的高速度旋轉(zhuǎn)，電流分布不均勻，

碳刷產(chǎn)生輕微震動(dòng)，偏離集電環(huán)，壓簧的彈性由于長(zhǎng)時(shí)間使用而失去正常的彈性，使碳刷頭部磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生的污垢沒有及時(shí)的清理一旦達(dá)到著火點(diǎn)事故就此發(fā)生。如1994年某電廠機(jī)組因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷電流分布嚴(yán)重不均勻，造成單一碳刷發(fā)熱嚴(yán)重導(dǎo)致燒紅，加之運(yùn)行人員處理更換碳刷方法錯(cuò)誤，其它碳刷打火形成集電環(huán)嚴(yán)重環(huán)火，發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁，導(dǎo)致機(jī)組解列。

3.3 發(fā)電廠發(fā)電電源及自備電源的不合理切換。為什么在電源切換過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障呢？

因?yàn)楫?dāng)由于種種原因發(fā)電機(jī)組需要停機(jī)時(shí)，為了不影響鍋爐等其它系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，需要將電源切換到外網(wǎng)時(shí)，如果不采用快速切換的方式進(jìn)行切換，隨著停電時(shí)間的延時(shí)，其它電動(dòng)機(jī)仍然在高速旋轉(zhuǎn)，因此出現(xiàn)殘壓的現(xiàn)象，如果電壓沒有衰減到一定程度時(shí)合閘，就會(huì)造成事故的發(fā)生。

4 對(duì)電力故障采取的相應(yīng)措施

4.1 必須持續(xù)不斷加強(qiáng)安全技術(shù)培訓(xùn)，通過(guò)班組安全學(xué)習(xí)、員工崗位技能培訓(xùn)等活動(dòng)提升人員安全技術(shù)素養(yǎng)，扎實(shí)做好“三基”工作，即基礎(chǔ)、基層、基本功。檢修要完善檢修管理標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備檢修工藝情況進(jìn)行檢查，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量工藝“三級(jí)驗(yàn)收”程序。在運(yùn)行中對(duì)發(fā)電機(jī)組的溫度要及時(shí)的進(jìn)行測(cè)量與監(jiān)視，在一些重點(diǎn)部位如中性點(diǎn)出線柜、發(fā)電機(jī)出口封母處增加安裝紅外溫度監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)中性點(diǎn)母排、發(fā)電機(jī)出口封母溫度情況，并接入DCS系統(tǒng)，進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度等參數(shù)做到心中有數(shù)，對(duì)于運(yùn)行中發(fā)電機(jī)組要有一個(gè)通風(fēng)通暢的環(huán)境，一旦溫度過(guò)高應(yīng)立即采取相應(yīng)的措施。增強(qiáng)運(yùn)行人員工作責(zé)任心，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員書寫操作票和實(shí)際操作的能力，在操作中除了要按票逐項(xiàng)操作外，還應(yīng)及時(shí)檢查表計(jì)變化及保護(hù)裝置的報(bào)警狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)檢查人員要到位、認(rèn)真并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，平時(shí)要做好事故預(yù)想、事故演習(xí)、運(yùn)行分析、不斷提高運(yùn)行人員的日常操作技能及異常情況的處理能力。同時(shí)加強(qiáng)電氣一次設(shè)備的缺陷排查工作。如開關(guān)、閘刀、互感器、避雷器等的接線情況、操作機(jī)構(gòu)、狀態(tài)指示是否正確、良好、到位。通過(guò)這些工作的開展來(lái)增加一次設(shè)備的操作可靠性。采取多種措施保證二次設(shè)備的可靠、正確動(dòng)作。可以定期全面對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行核對(duì)，對(duì)保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)、二級(jí)電源的級(jí)差配置、二次回路絕緣等問(wèn)題進(jìn)行梳理和排查工作。

4.2 滑環(huán)碳刷要每天每班檢查，每班檢查每只碳刷的均流和溫度情況、碳刷在刷握中的間距大小、碳刷磨損程度、壓簧的彈性情況并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整或更換，對(duì)碳刷磨損下來(lái)的殘留物要經(jīng)常清理，防止發(fā)生著火事故，一旦滑環(huán)碳刷磨損超過(guò)規(guī)定，及時(shí)按照相同型號(hào)進(jìn)行更換并且四邊進(jìn)行預(yù)打磨處理。

4.3 關(guān)于電源的切換問(wèn)題，在計(jì)劃停機(jī)時(shí)要按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，如果發(fā)生被動(dòng)停機(jī)事故，要按照停機(jī)預(yù)案進(jìn)行操作，防止出現(xiàn)設(shè)備事故和人身傷亡事件的發(fā)生。

5結(jié)束語(yǔ)

在電氣設(shè)備工作過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)出現(xiàn)一些不良狀況，故障分析與事故處理是發(fā)電廠運(yùn)行工作中的一項(xiàng)重要的技能，如何迅速判斷故障性質(zhì)，查找故障點(diǎn)和正確進(jìn)行處理故障，是保證電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少異常停電時(shí)間的關(guān)鍵。這就要求相關(guān)工作人員要具備相當(dāng)好的專業(yè)技術(shù)能力，可以對(duì)相關(guān)技術(shù)人員做出一定時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)及設(shè)備主人工作，對(duì)電氣設(shè)備出現(xiàn)的，如開關(guān)、閘刀等設(shè)備操作機(jī)構(gòu)卡澀、GIS氣壓異常、狀態(tài)指示異常等問(wèn)題要引起高度重視，及時(shí)消除設(shè)備缺陷，使得一些潛在的問(wèn)題可以被及時(shí)的找出來(lái)，并且及時(shí)的把這些問(wèn)題解決掉，只有這樣做以后才可以使得電氣設(shè)備能夠正常的工作。

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