淺論火力發電廠電氣運行中故障原因及應對措施

山東省煙臺市龍口市東海電廠 張俊超 張 琳

1 引言

火力發電是現階段發電技術中相對來說成熟度更高、應用廣泛性更強的一種發電技術。在火力發電廠的運行中，電氣設備是支持火力發電具體工作落實執行的重要設備體系。基于發電廠工作的持續性和高能耗特征，火力發電廠中的電氣系統會在長期應用的過程中出現不同類型的故障。結合具體的故障現象更進一步深挖故障引發的原因，是采取針對性的措施杜絕故障、延長火力發電廠電氣系統應用壽命的科學路徑。從影響因素方面分析，火力發電廠出現故障的影響因素與設備維度的客觀因素，以及電氣系統操作人員的主觀因素都有非常密切的聯系，需要具體的故障維修人員和系統運行管理人員采取針對性的措施進行故障的處理，確保火力發電廠電氣系統的穩定有序運行。

2 火力發電廠電氣系統穩定運行的重要意義

2.1 確保火力發電廠的日常運行狀態保持穩定

在火力發電廠的日常開展工作過程中，電氣系統的運行狀態和相關設備的質量水平會直接影響到發電工作的開展。同時，也意味著設備系統的狀態會直接影響到火力發電廠正常供能的發揮。只有核心的電氣系統和相關的輔助設備群組在運行穩定性和自身的質量水平上達到預期的運行應用要求，才能確保火力發電廠的常規工作開展穩定有序推進落實[1]。

2.2 有效杜絕火力發電廠運行中的安全隱患

火力發電廠安全問題在設備系統運行的維度以電氣系統的故障和問題為安全問題的典型代表。雖然現階段的火力發電廠所應用的電氣系統和相關設備在技術含量和智能化程度上都獲得了更進一步的提升，但電氣系統在發電過程中屬于損耗性的應用狀態。因此，其設備發生故障的概率是相對更大的。另外，部分火力發電廠的電氣設備所在區域暴露在外部環境中，導致其運行狀態容易受到外部環境條件中各方面因素的影響，使其設備本身的質量和運行穩定性同步受到影響。一旦設備和系統的運行狀態異常或設備出現了損壞現象，則會直接威脅到整個火力發電廠的運行安全。因此，只有全方位的做好電氣系統運行狀態的監控和管理，杜絕相關故障的發生，才能為整個火力發電廠的運行安全提供根本性的保障。

3 火力發電廠的電氣運行常見故障與成因分析

3.1 發電機組的故障與成因分析

火力發電廠的規模在現階段的電力資源供應需求背景下也呈現出不斷增大的趨勢。這意味著匹配火力發電廠運行應用的電氣系統在整體規模上也同步需要擴大。發電機組作為電氣系統運行的基礎動力環節，其本身存在的故障和隱患會直接影響到火力發電廠的正常運行狀態。

首先，從發電機組的角度出發，進行故障和安全隱患的排查是從根本上杜絕電氣系統運行故障的重要工作[2]。關于發電機組可能出現的故障問題主要分為以下幾種類型。一是由于電機的長期運行導致其外部溫度過高。若長期持續運行的狀態未能得到及時的緩沖或進行關停處理，還有可能由于溫度過高，使電機直接出現損壞的現象。二是由于電機運行過程中電壓穩定性不足的問題引發電機運行狀態的異常。同時，電壓穩定性不足的問題還會對發電機設備造成一定的損壞，導致電機設備在電壓震蕩的情況下出現系統功能異常的現象。嚴重時還會進一步出現更大范圍的負面影響，導致整個供電系統出現停滯工作的現象。綜合來講，發電機組故障的引發原因主要是由于長期持續的運行，而未能及時對運行狀態進行觀察和維護造成的。圖1為火力發電廠發電機組外觀實拍圖。

圖1 火力發電廠發電機組外觀實拍圖

3.2 電氣設備應用故障與成因分析

在火力發電廠的運行系統中，電氣設備包括一次風干機、送風機、引風機、磨煤機等基本類型。在整個電氣系統的運行中，主變壓器是整個機電系統的樞紐環節。在具體作用發揮的過程中，主變壓器需要按照6kV、380V 的基礎參數配置狀態進行參數調節，達到控制電壓、實現電能轉換的目標[3]。不同類型的電氣設備在基本功能上存在一定的差異，在實際應用中，主要通過聯動發揮作用支持整個火力發電系統的運行。對于故障維修和排查人員來說，需要其結合火力發電廠的供電規模和電氣系統組織結構從常規檢查和針對性檢驗兩方面入手做好設備故障的檢驗和分析工作。

而在整體的電氣系統運行中，組成系統的獨立電氣設備的運行狀態是影響火力發電廠電氣系統運行狀態的核心因素。電氣設備在應用的過程中會出現功能異常的故障有以下兩點。一是由于設備本身經過長期的連續應用，出現了老化或部分核心區域的功能減退的問題。二是由于設備的維護管理工作人員在日常的設備運行狀態觀察和分析的過程中，缺乏工作責任心，或工作開展的細致性導致設備運行狀態異常的現象發生后，未能通過日常的設備運行狀態檢驗和分析工作時發現。當出現功能問題或已經老化的設備在火力發電廠的運行系統中發揮作用時，必然會導致整個運行系統的狀態出現問題。

3.3 電氣系統運行線路故障與成因分析

電氣系統運行中的線路故障主要表現為系統運行的過程中，由于線路功能的異常導致不同設備在啟用的過程中出現啟動和停止控制狀態的異常。在火力發電系統運行的過程中，電氣設備需要結合發電工作階段的要求進行不同狀態的啟停設置。當技術人員按照發電廠運行的實際需求進行相關設備的操作時，若發現啟動速度異常或起停狀態未能按照發出的指令進行響應的情況時，則可初步判斷是由于線路的問題導致這種異常現象的發生。另外，線路問題也會導致開關啟動和閉合后設備響應的靈敏性出現異常。綜合分析這種異常現象產生的原因，與線路運行中的規劃設計合理性不足以及線路長期應用過程中的老化問題有直接的關系。除此之外，系統運行過程中，相關技術人員的設備操作規范性以及開關啟停狀態合理性也是導致這類故障出現的主要原因。

3.4 電氣設備運行中電壓超負荷故障及引發原因分析

在火力發電廠發電工作任務量逐步增大的背景下，電氣系統設備出現電壓超負荷問題的概率也因此而有所加大。另外，上文所述的一部分細節線路運行狀態若出現了異常現象，也會導致其他線路支流的電壓運行負荷有所增大。若電壓負荷超載的問題是集中在電力資源供應的高峰期階段，則發電廠仍然具備一定的荷載能力。但這種超負荷現象若長期維持得不到緩解，則會直接影響整個電氣系統線路的運行穩定性，嚴重時還可引發短路或電路熔斷的危險。這就更需要相關技術人員結合這方面故障的引發原因，從細節出發做好電壓水平的控制和整體的電氣運行系統的監控，確保電壓超負荷的問題和故障及時發現、有效處理。

4 火力發電廠電氣系統故障的有效解決措施

4.1 加大火力發電廠內部電氣系統設備運行狀態的監控和檢查力度

在火力發電廠的電氣系統運行中，一方面檢驗工作人員需要對整個系統的運行穩定性加大監督和檢查力度，另一方面還需要針對細節性的設備運行狀態從具體的參數指標維度進行檢驗和觀察。例如，對于上文所提到的發電機組過熱的問題，就需要檢修工作人員在日常的檢修工作中，通過觸摸或測溫的方式直接發現電氣設備的異常狀態。另外，基于日常檢驗工作中出現的不同類型的故障和問題，還需要檢驗工作人員做好問題和故障現象嚴重程度發現區域等數據信息的記錄和分析。

這些基礎性信息能夠為后續的維護檢驗工作人員的工作開展提供重要的基礎依據。而當檢驗確認具體的故障區域和故障嚴重程度后，需要安排專業技術人員對具體的故障類型進行進一步的判斷和確認，并同步采取針對性的措施進行故障的維修。例如，若發現電氣設備在長期運行的過程中，出現了設備功能異常或線路老化的問題，可結合設備使用壽命的具體要求和分界點選擇維護保養，或直接更換設備。

上述兩種處理措施是效率和質量都具備較好保障的有效措施。而對檢驗工作中所發現的設備參數異常問題，需要維修檢驗人員對參數異常的引發原因進行進一步的排查，并結合設備運行和發電的具體需求，對相應的參數指標進行調整和優化，確保將電氣設備的運行狀態恢復到穩定的水平上。

4.2 應用科學技術手段對典型故障進行針對性處理

若細化具體的故障處理技術可知，常見故障需要維護管理人員通過經驗總結和理論知識分析研究找到具有針對性的處理措施。例如，發電機或其他電氣設備由于運行時間過長出現過熱問題時，需要維護管理工作人員采取針對性的措施對外部過熱問題進行處理。比較典型的處理措施包括了密閉式空氣冷卻措施、氫氣冷卻措施以及水內冷卻措施三種類型。在具體的冷卻方法選擇方面，需要發電廠的維護管理人員結合不同措施的技術要點和降溫效果進行合理的選擇。相關技術措施的成本支出額度也是需要考慮的重點因素，最終確保所選擇的降溫措施在合理性上更進一步的得到保障。

4.3 利用科學的方法保持電壓水平的穩定性

對于火力發電廠的電氣系統設備來說，不同設備類型的電壓指標都有非常嚴格的參數標準要求。一旦發現電壓指標超出固定的范圍，則提示電場運行狀態已經出現了異常。另外，電壓穩定性也是維護管理工作中應當關注的重點指標，關于維持電壓水平穩定性的具體措施主要包括以下幾個方面。

一是當日常檢修維護工作中發現發電機的電壓出現穩定性不足的問題，應當立即采取措施對階段性的電氣設備系統運行狀態進行調整或作出關閉處理。二是快速派專人對電壓穩定性不足的引發原因進行針對性的排查。在切斷部分電氣設備的電源的同時，還應當本著盡可能保證整體的火力發電廠運行系統正常運行的原則落實相關工作。待維修技術人員找到了引發電壓穩定性不足的主要原因后，再及時采取針對性措施做好電壓水平的調節，最終將其控制在穩定的合理范圍內。圖2為火力發電廠電氣設備運行中的日常檢修維護工作實拍圖。

圖2 火力發電廠電氣設備檢修工作實拍圖

4.4 加大發電廠整體電氣運行線路的檢修維護力度

發電廠運行線路的穩定性，對于整個電氣設備系統作用的發揮具有非常重要的作用。線路運行過程中，老化問題和線路規劃設計的科學性不足問題是導致故障的主要原因。因此，需要在發電廠的線路安全檢驗和維修工作中，通過合理的線路搭接規劃提升發電廠線路運行和設計的合理性，并同步做好日常的線路運行狀態檢驗工作。具體來說，維護管理工作人員可在日常的維修檢驗工作中，對于線路系統中地線的連接狀態進行重點的檢查，確保地線連接點位和方式的正確性與適宜性，這是保障具體參與到發電系統運行檢修工作人員自身安全的重要環節。

除此之外，針對線路運行開展相應的檢修工作時，相關工作人員也需要做好防護設備的佩戴，確保個人的檢驗維修作業在穩定安全的狀態下執行落實。最后，一旦發現線路出現老化或故障的問題，應當由維修技術人員對老化或故障的點位進行針對性的分析和研究，并通過更換老化線路或修復的方式進行線路問題的維修和保養[4]。

4.5 積極引入自動化和智能化的故障預警與處理系統

基于火力發電廠電氣系統運行中影響因素的多樣性和故障表現的復雜性，為了更加充分全面的完成故障維修和檢驗的工作，除了依托專業技術人員，用專業的理論知識和工作經驗完成日常的檢修維護工作外，火力發電廠的管理人員和決策者，還應當積極引入應用一部分具有自動化特征和智能化功能特點的故障問題預警設備，及智能化修復系統發揮故障維修和檢驗的作用。作為具體參與到智能化系統運行和操作的工作人員來講，其自身應當認識到自動化和智能化是現階段火力發電廠故障維修與管理工作的主要發展趨勢，并結合火力發電廠的常見故障類型，積極學習智能化故障預警系統和故障修復技術的操作方法，力求充分利用現代化的技術和設備，完成火力發電廠的故障檢驗和維修工作，這也有利于提高故障檢驗和維修的質量與效率。

綜上所述，對于火力發電廠的運行來講，電氣系統和相關設備的運行狀態是影響火力發電廠正常運行的關鍵環節，從事故障檢修和維護的相關技術人員應當結合個人的工作經驗，通過不斷的理論學習和技術能力的提升，對常見的電氣系統故障和問題進行精準的發現，并采取針對性的措施進行故障處理。