火力發電廠電氣運行中故障原因分析及改善措施

葛鑫

（云南大唐國際紅河發電有限責任公司，云南 開遠 661600）

當前社會經濟的迅速發展，這對電力的需求量越來越多。因此我國在電廠建設方面十分重視，許多發電廠、電氣設備等逐漸被建設，而在電廠電氣運行過程中，要求設備管理技術有所進步，實現更高的生產效率。在火力發電廠運行過程中若出現由于故障損壞而導致的不良后果難以控制。所以在火力發電廠中必須重視運行過程中的故障問題，及時發現問題來源并處理妥善，從而保障電力系統的正常運行[1]。

一、火力發電廠電氣運行出現故障的原因

（一）發電機電壓值超出允許范圍

為了保障火力發電廠的電氣系統能夠正常運行，必須保障電壓值在一定范圍內，這個范圍一般為額定電壓的上下5%。若超過該范圍，則需要在確保電機容量能夠達到穩定狀態的情況下讓發電氣的電機轉子實現高速運轉。但若在正常情況下，讓發電機轉子高速運轉則會使得轉子電流迅速增加，導致機組溫度迅速上升，加速了設備的損壞；若電壓低于該范圍值，那么狀態就正好相反。所以在電氣運行過程中，必須保障發電機的電壓值在允許范圍內運行[2]。

（二）發電機升溫過高、過快

通常情況下，發電機都應該長期處于運行模式，尤其是各地區的大型發電廠，其運行時間更加持久，由于在日常工作中的高速運轉，容易導致發電機升溫過高或過快，再加上運行過程中鐵、銅等部件的高速工作模式，運轉過程中容易將部分機械能轉化為熱能，促使發電機組的溫度迅速升高，若發電機運行部分長期處在高溫狀態下，會加速老化過程，降低絕緣部分的絕緣性。總的來說，發電機組工作時間過長、冷卻系統沒有達到良好的工作效果是導致發電機升溫過快過高的真正原因，這對電氣系統的損害程度非常高[3]。

（三）備用電源出現了異常自動切換現象

在很多發電廠中，為了保障電氣系統的正常運行都會配備備用電源，如此當發電機出現異常狀況比如失電、斷電、電機損壞等情況時，就能利用備用電源及時更替，火力發電機電場所用的備用電源主要是柴油發電機，從而保障發電機組的正常運行。通常來講，備用電源和本身配備的電源配置與性能都十分相似，若本身電源的母線設備出現任何故障，就可直接利用備用電源接入，當所有設備都處在低速運轉模式時，需要備用電源的接入，一旦備用電源接入，其電壓會陡然增加，這對電機的正常工作產生了不良影響，若是在起用備用電源時沒有做好母線設備的轉速控制，無法讓電機設備處于正常工作模式，很容易造成電氣系統損傷[4]。

（四）存在電氣接地問題

電氣接地可分為兩種類型，分別是交流和直流。由于近十幾年來我國對用電量的需求量不斷增加，導致了火力發電廠的電負荷急劇上升，由于電壓值的不斷升高，在受到一定電阻的條件下，就必須提高電流，為了讓工作人員的安全問題得到保障，在檢查電氣設備時必須做到電氣接地[5]。

二、火力發電廠電氣運行障礙的改善途徑

（一）避免出現電壓不穩的情況

發電機的電壓情況直接影響到電機的使用壽命，發電機電壓不穩，會讓電機使用壽命大幅降低。而在當前社會科學技術不斷發展的條件下，導致發電機電壓不穩的原因眾多。因此，為了解決這些問題，必須在發電廠的日常工作中對電機進行密切監控，保障運行電壓一直處在平穩的運行狀態下。若一旦監測到電壓不穩，則應及時對電機的運行情況和設備情況進行檢查與維護，若有需要還可切斷部分負電荷，從而讓電壓恢復正常狀態，或是直接拉下緊急電閘，從而保障整個火力發電廠的安全運行。此外，還可使用其他類型的保護裝置來保護電壓維持穩定狀態，或是利用當前發展較為成熟的保護裝置。以上都能避免出現電壓不穩的情況而為火力發電廠的運行帶來嚴重損害[6]。

（二）阻止發電機過熱，恰當選擇冷卻方式

發電機在運行過程中肯定會產生大量的熱能，熱能的主要來源是生產損耗。長時間運行過程中會讓各個機械部件都出現發熱的情況，發電機的絕緣系統應該長期處于允許溫度范圍內運行，因此需要將發電機運行過程中產生的熱量進行合理排除。通常來說，在處理多余熱量時采用的方式包括氫氣冷卻、水內冷卻、密閉式空氣冷卻等。這三種方式在真正使用時都有各自的優缺點。在氣體成分中，氫氣屬于最輕的氣體，它能夠明顯降低發電機的通風耗損，從而保障發電機效率的穩定提升，可是氫氣本身是易燃易炸氣體，因此在使用氫氣冷卻時具有一定的危險性；水內冷卻可以讓電機設備迅速散熱，達到快速的冷卻效果，該方式安全可靠，因此在較大或大型的發電機組中會比較依賴于這種方式；密閉式空氣冷卻需要在封閉的循環系統內完成，這種環境能夠讓冷卻介質與空氣之間不發生直接接觸，從而緩解了堵塞的情況發生，但是這種方法所需要的生產成本較高，因此當火力發電廠的建設環境非常惡劣時可用該方法。按照火力發電廠的實際情況和建設環境來選擇合適的冷卻設備，從而達到最佳的冷卻效果[7]。

（三）強化設備檢修，保障電氣設備安全、正常運行

火力發電廠電氣運行過程中所使用的電氣運行系統和相關的設施設備相當復雜，對這些的維護保養和管理工作也需要系統性的規劃來完成，尤其是對火電廠電氣設備的維修保養工作，更需要一套健全的制度。火電廠負責人需建立健全整個電廠設備的檢修機制，并按照檢修機制定期對各設備進行檢修和維護，將檢修責任落實到個人明確員工工作職責。比如火電廠電氣設備的燃氣系統、汽水系統、發電機組等設備，火電廠管理部門就需派遣業務能力高、綜合素質強的優秀技術人員對這些重要設備進行檢修和維護，針對每次檢修維護工作的具體情況做好記錄分析，以便日后檢修維護工作的進一步開展。此外，當前信息技術的快速發展，對各行各業的影響明顯增大，火電廠也可利用計算機對其余科技設備和點檢系統等進行檢修，確保各設備都在正常運行范圍內，利用計算機來輔助檢修，還能與人工分析的數據進行對比，并將參考數據進行匯總分析，從而提高電氣設備故障判斷的準確性，從而達到電氣設備檢修效率的穩定提升，利用計算機來進行檢修還能降低工作人員的工作量，讓更多工作實現智能化。

（四）科學合理的設計接地線

設計合理的接電線可以保障火電廠電氣運行過程中各工作人員的人身安全。這主要是由于接地線可以讓接地電阻與人體電阻實現并聯，當火電廠電氣設備通電以后，流入接地導線的電流和流入人體的電流同他們各自本身的電阻剛好形成反比，若接地線中的電阻偏小，那么通過人體的電流也會偏小，如此就能保障工作人員的人身安全，讓工作人員在十分安全的環境下開展相關工作。因此，火力發電廠的電氣設備在選擇接地裝置時可以利用環路式接地線，如此能讓對地電壓有效降低，從而提升其安全可靠性，若是某一處接地線不能正常開展工作，則可以選擇將故障調至較低的水平。此外，還需持續直流電系統和交流系統的可能，如此才能保障電氣系統長期處于安全正常的運行狀態下，從而避免各類安全事故的存在，火電廠相關工作人員還要對接電系統的報警引起足夠的重視，針對火電廠中存在細微的問題做好及時排查，并對問題進行科學理性的分析，提高核電廠的安全系數，避免各大安全事故的存在和發生。

結語：

綜上所述，火力發電廠電氣運行過程中所涉及的電氣系統十分復雜，我國各地的火力發電系統都需根據各自特點安裝電氣系統，認真分析火力發電廠電氣運行過程中常見的運行故障，并做好對發電廠電氣運行中故障出現的解決方式，

避免各個安全事故的存在與發生。因此，火力發電廠電氣運行過程中必須配備各類保護設施設備，避免電氣運行過程中產生任何故障而導致火電廠的正常運行。