發(fā)電廠電氣設(shè)備運(yùn)行中常見故障及應(yīng)對措施研究

王平

【摘 要】以火力發(fā)電為例，發(fā)電廠主要由鍋爐及其附屬設(shè)備、汽輪機(jī)及其附屬設(shè)備、發(fā)電機(jī)及勵磁系統(tǒng)、電能變換部分等構(gòu)成。其中，后兩個(gè)部分涉及大量電氣設(shè)備，是發(fā)電廠運(yùn)維檢修的重點(diǎn)。本文將剖析發(fā)電廠電氣設(shè)備的常見故障，并提出針對性措施，以期為提升發(fā)電廠電力生產(chǎn)的可靠性提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；電氣設(shè)備；運(yùn)行故障；應(yīng)對措施

引言

作為電能產(chǎn)生的源泉，發(fā)電廠日常運(yùn)行中伴隨電力負(fù)荷的增加，其應(yīng)用設(shè)備及其對應(yīng)用設(shè)備質(zhì)量性能的要求也在不斷提高。而如何保障電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，確保設(shè)備的運(yùn)行安全，則是當(dāng)前各大發(fā)電廠管理的重要問題。

1火電廠電氣設(shè)備運(yùn)行故障排除的理論意義

目前，電廠為了能夠減少電力在運(yùn)輸途中的損耗，送電一般會采用高壓輸電的形式，這種方式雖然能夠有效地提高電力的使用效率，但是對于電氣設(shè)備的磨損程度大，因此電氣部門要求電氣設(shè)備的質(zhì)量高。由于電氣設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，便會導(dǎo)致漏電現(xiàn)象出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，電氣部門要加強(qiáng)電力設(shè)備故障的處理工作，使得設(shè)備管理更加科學(xué)規(guī)范，一旦出現(xiàn)意外，可以及時(shí)解決，這樣一來，電力設(shè)備的故障處理與維修不僅可以增加電力設(shè)備的使用壽命，降低故障率，使得供電更加安全穩(wěn)定，而且還可以為供電公司帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)在，我國工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，電氣設(shè)備的應(yīng)用廣泛，與此同時(shí)，對于設(shè)備故障處理問題難度也在增加，如果不能夠有效地解決這些問題，那么會造成不可估計(jì)的的損失，為此，針對設(shè)備故障，進(jìn)行優(yōu)化處理，使得電氣設(shè)備的提高設(shè)備的使用效率，推動社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步的發(fā)展。

2火電廠電氣設(shè)備常見的故障

2.1電氣設(shè)備的溫度過高

為了能夠保證電網(wǎng)的安全，電網(wǎng)的負(fù)荷程度影響著發(fā)電量的多少。電網(wǎng)處于高負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，為了保證電量的充足，供電廠內(nèi)的電氣設(shè)備與發(fā)電機(jī)會在一段時(shí)間內(nèi)處于過度負(fù)荷狀態(tài)，目前，火電廠是現(xiàn)在最常見的發(fā)電所在地，經(jīng)常處于超負(fù)荷狀態(tài)。處于過度負(fù)荷工作的設(shè)備，自身會發(fā)熱，長期處于高溫工作當(dāng)中，這樣會損壞電氣設(shè)備的絕緣部分，加快設(shè)備的老化速度，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。另一方面，隨著電氣設(shè)備的銅、鐵損耗量的不斷增加，導(dǎo)致設(shè)備的自身的溫度急劇上升，破壞設(shè)備各個(gè)零部件的性能，大大地降低設(shè)備的使用壽命，還會影響設(shè)備使用人員的安全。

2.2繼電保護(hù)的常見故障及解決對策

電氣繼電保護(hù)故障比較常見，多數(shù)是因?yàn)殡娏骰ジ衅鞒霈F(xiàn)飽和或者開關(guān)保護(hù)設(shè)備選擇不當(dāng)。[2]隨著我國用電量的逐年增大，局部地區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)備終端的負(fù)荷提高，容易引發(fā)電流短路，繼而引發(fā)電流互感器因電流過大出現(xiàn)飽和，會使保護(hù)裝置不能正常開啟。

2.3電氣設(shè)備接地故障

對電氣設(shè)備作接地處理是保障設(shè)備正常運(yùn)行和作業(yè)人員安全的必然措施，但接地體系若出現(xiàn)短路故障，將帶來很大的安全隱患。發(fā)電廠接地故障主要形式有：（1）直流接地故障。當(dāng)直流發(fā)生接地故障但不短路時(shí)，因其熔斷器不會熔斷，使檢修人員誤認(rèn)為一切正常，忽視相關(guān)操作注意點(diǎn)，導(dǎo)致故障擴(kuò)大。（2）交流接地故障。如電動機(jī)繞組受潮而形成的接地故障。（3）接地失效。當(dāng)前的接地材料和接引線以扁鋼為主，而扁鋼在長期運(yùn)行后會出現(xiàn)腐蝕及磨損現(xiàn)象，可能造成接地失效。

2.4母線失壓故障

如果操作人員在日常倒閘操作的過程中沒有嚴(yán)格按照部頒和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，未落實(shí)安全防誤操作規(guī)定，或者是因?yàn)閭€(gè)人的技能不足，操作不熟練而導(dǎo)致母線進(jìn)線開關(guān)跳閘，以及其他設(shè)備受到損害，母線在運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生較大的負(fù)荷，一旦負(fù)荷超過了自身的承載量就會導(dǎo)致斷路器誤動作跳閘，或者保護(hù)裝置也會產(chǎn)生錯誤動作引起開關(guān)跳閘，這些都會直接引起母線失壓。

2.5電氣設(shè)備電壓超載

電氣設(shè)備通常在額定電壓值內(nèi)保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，但由于陜西渭河發(fā)電廠承擔(dān)的發(fā)電任務(wù)較重，在某些時(shí)段電氣設(shè)備的電壓會有超載的情況發(fā)生，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的故障，給機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力，時(shí)間過長還會導(dǎo)致短路和電路熔斷的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備使用壽命。電路發(fā)生故障時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部的溫度急劇升高，還有可能導(dǎo)致火災(zāi)的情況，對發(fā)電廠人員的安全性構(gòu)成威脅。

3應(yīng)對措施

3.1采取合理的設(shè)備冷卻方式

電氣設(shè)備在工作中，不可避免地產(chǎn)生很多熱量，熱量如果不能夠及時(shí)散出或者排出去，會產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。對此，火電廠可以采用有效的冷卻方式來散熱，現(xiàn)在常用的電氣系統(tǒng)的冷卻方式有三種，分別是水冷卻、氫氣冷卻和強(qiáng)制環(huán)境通風(fēng)冷卻。在處于非常惡劣的環(huán)境下的發(fā)電設(shè)備，可以采取強(qiáng)制環(huán)境通風(fēng)冷卻來進(jìn)行降溫，氫氣可以用于發(fā)電機(jī)的內(nèi)部零件表面的降溫，而水冷卻適合于發(fā)電機(jī)的定子繞組。如果發(fā)電機(jī)的溫度過高，工作人員應(yīng)該采用高效的自動冷卻手段來解決。火電廠可以依據(jù)自身的情況選擇冷卻方式來降溫。

3.2繼電保護(hù)的常見故障解決對策

當(dāng)繼電保護(hù)裝置遇到電流短路導(dǎo)致的電流互感器飽和故障，解決辦法是提高電抗器的阻抗能力，選擇高阻抗能力的高質(zhì)電抗器；發(fā)生電流短路故障要快速采取相應(yīng)的保護(hù)措施，切斷短路電流，防止出現(xiàn)人員傷亡。

3.3母線失壓故障維修

在對這一故障進(jìn)行分析時(shí)，首先需要對母線進(jìn)線開關(guān)做好全面仔細(xì)檢查，查明開關(guān)跳閘原因，如果為人員誤操作引起，可采取手動方式合閘開關(guān)恢復(fù)供電。若為母線本身故障引起，應(yīng)啟用備用母線，并及時(shí)隔離故障母線進(jìn)線和負(fù)荷，仔細(xì)排查故障原因并采取措施消除后，對故障母線空母線試充電正常后再逐步恢復(fù)供電。如果為母線側(cè)開關(guān)失靈保護(hù)動作引起，應(yīng)檢查失靈保護(hù)發(fā)出的開關(guān)，并將其隔離，將該開關(guān)故障排除后才能恢復(fù)該開關(guān)運(yùn)行。如果為雙母線其中一條母線故障引起母線失壓，應(yīng)將母聯(lián)開關(guān)斷開，然后將負(fù)荷轉(zhuǎn)移至無故障母線上。若為母線上所連接負(fù)荷發(fā)生開關(guān)越級跳閘時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明故障點(diǎn)并將故障隔離，再恢復(fù)對母線供電，同時(shí)將引起越級跳閘的負(fù)荷故障消除后，再對其對應(yīng)負(fù)荷送電。總之，母線故障失壓后，應(yīng)及時(shí)隔離故障并同時(shí)盡快恢復(fù)無故障設(shè)備供電。只有將故障原因查清并消除后才能恢復(fù)所有設(shè)備正常供電。

3.4優(yōu)化接地線結(jié)構(gòu)

雖然接地故障占據(jù)發(fā)電廠電氣設(shè)備故障的比例較大，但對電氣設(shè)備設(shè)計(jì)接地線是為了保護(hù)設(shè)備及工作人員的安全，不能予以更改。為了盡可能避免接地故障的發(fā)生，一個(gè)行之有效的措施就是優(yōu)化接地線結(jié)構(gòu)。例如，采用環(huán)路式接地線結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是某一接地線發(fā)生故障不會影響其他線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，能大幅提升設(shè)備運(yùn)行的安全性（實(shí)際就是最大限度地降低了接地故障造成的影響）。另外，為了提升電氣設(shè)備運(yùn)維的智能化水平，宜給電氣設(shè)備增配接地線報(bào)警裝置，以實(shí)現(xiàn)對接地線情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障快速排查。

3.5保持電壓穩(wěn)定

電壓的穩(wěn)定是電氣設(shè)備安全運(yùn)行的前提，陜西渭河發(fā)電廠的工作人員在日常的工作中必須時(shí)刻監(jiān)控電壓狀態(tài)的過程，在設(shè)備電壓出現(xiàn)超載情況時(shí)及時(shí)檢查并將故障排除，預(yù)防因?yàn)殡妷翰环€(wěn)定而損傷設(shè)備的情況發(fā)生[2]。

結(jié)束語

發(fā)電廠內(nèi)電氣設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行對保證電力生產(chǎn)的穩(wěn)定性具有重要意義，發(fā)電廠應(yīng)該以運(yùn)行、檢修的相關(guān)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為依托，對發(fā)電廠電氣設(shè)備的故障進(jìn)行詳盡分析，并找到應(yīng)對措施，以不斷提升發(fā)電廠電力生產(chǎn)的效率，為“多供電、供好電”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

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（作者身份證號碼：220102197511255015）