提高燃氣電廠電氣設備絕緣可靠性的措施分析

梁洪銘

（廣東粵電中山熱電廠有限公司）

0 引言

電氣設備是燃氣電廠的核心設備，勵磁碳刷室刷架、燃機SFC逆變、發電機、電動機等設備大多處于高強度的運行狀態，故相關人員要不斷提高設備絕緣的可靠性，通過建立穩定的運行體系，控制設備制造、使用、維護方面的問題，再給予精準、科學的管理，有利于提高燃氣電廠電氣的功能性。另外，相關人員要保障蒸汽聯合循環供熱機組的基礎功能，從改造、監測兩個方向進行優化。

1 溫濕度對燃氣電廠電氣設備絕緣水平的影響

1.1 電氣設備絕緣水平概述

電氣設備檢查的重點是分析絕緣電阻值的變化，通過確定生產制造、交通崗運輸、燃氣管道設計等要點，這些問題均可能誘發安全、運輸不當的隱患，故相關人員要分析出相對濕度、污染等因素對電氣設備的影響。同時，電氣絕緣水平與電場磁化作用有一定關系，在電場磁化影響下會導致電氣設備發熱，并且還會受到應力、銹蝕的作用，降低電氣設備的絕緣功能。

1.2 溫度對電氣設備絕緣水平的影響

不同溫度和濕度均會影響電氣設備的絕緣功能，大多數電氣設備處于高濕度環境中，其絕緣電阻值相對較低。干燥環境中，電氣設備的絕緣功能就會優于濕度高的環境。因此，相關人員要盡可能控制電氣設備的濕度參數，再給予必要的監測與優化，有利于提高電氣設備絕緣的可靠性［1］。

2 高電壓電氣設備監測的必要性

2.1 發現絕緣功能問題

高壓電氣設備絕緣性能檢測試驗過程中，相關人員要對設備的運行狀態進行分析，結合耐壓測試、性能檢測等措施進行監控，方便在完成絕緣檢測測試的過程中了解設備的運行狀態。通過開展絕緣檢測測試，分析設備是否存在絕緣功能異常問題，再依此制定科學的處理方案，消除設備運行安全隱患問題。

2.2 促進設施整改

為鞏固高壓電網工程的正常運行，相關人員要參照已有的管理標準、管理規范恒定電氣設備的絕緣標準，尤其是要重視設備種類、電氣設備功能、軟件配置要求要點，再結合相關技術指標分析電氣設備正常運行指標和理論值之間的差距［2］。同時，在設施正常施工過程中，檢測人員也需要具備專業的資質，通過了解作業要點、作業運行、質量標準要求，再分析電氣設備內部結構框架，提高絕緣檢測結果的精準度和專業性。

2.3 提升電氣設備安全系數

完成絕緣性能檢測分析后，相關人員要將絕緣設計應用至電力網絡當中，進而提高供電電路的穩定性。在此過程中，相關人員要分析設備的實際絕緣效果，再從多個角度、多個方向對比數據特征，提高絕緣效果、安全系數綜合分析的有效性。另外，相關人員也要分析電阻、電壓、電流等指標的變化值，結合必要的分析試驗，完成電氣設備的組裝工程。

3 提高發電機勵磁碳刷室刷架絕緣可靠性的方法

電廠長期工作中，勵磁碳刷室刷架的功能可能會出現一定變化，特別是裝備絕緣水平無法滿足相關要求時，就會影響發電機區域的運行狀態。但是，勵磁碳刷室刷架難免會與外界空氣接觸，在通風口的作用下接觸一定濕度的氣體，就會導致碳刷室處于負壓狀態，影響空氣壓力的產生，限制了碳刷碳粉的排放。同時，在陰雨條件下，潮濕的水蒸氣會集聚在碳刷室內部，此時室內的濕度較高，并且電氣設備表面會附著一定灰塵，導致發電機轉子、刷架的絕緣指標低于常規值（0.5MΩ）。為了提高勵磁碳刷室刷架的絕緣水平，相關人員可事先確定碳刷風道末端的位置，在該位置加設自動窗片，當碳刷室電氣設備處于正常運行狀態時，自動窗片系統會自動打開，促使室內碳粉排出外界。另外，碳刷室會受到負壓狀態的影響，在窗片的重力作用下，要強化窗片的監控及管理，避免外界的粉塵、雜質、濕氣進入室內。當自動窗片處理后滿足絕緣要求，相關人員可結合電氣設備的運行標準選擇電動式窗葉、風壓自動式窗葉組件，可消除傳統窗葉不穩定所帶來的安全隱患［3］。

4 提高旋轉電機絕緣可靠性的方法

旋轉電機絕緣在發電機定子長期運行過程中，其絕緣因子、連續云母會受到老化問題的影響，若發電機持續運行時間超過20年，相關人員要考慮做好發電機機組絕緣性能的更新操作，消除絕緣性能方面的問題。因此，相關人員可從以下幾方面進行優化：第一，做好旋轉電機絕緣在發電機定子裝置的老化鑒定，通過必要的試驗、分析，在定量、定性的分析管理中進行測試試驗，分析介質損失角、增量指標、擊穿電壓指標以及帶電設備是否存在漏電問題等情況。通過結合當地的技術指標，再探討影響絕緣試驗結果的不確定因素，給予靜音檢查，分析整體電氣設備運行情況和擊穿率，得到平均擊穿電壓參數。第二，測旋轉電機線棒功能的過程中，相關人員要做好擊穿電壓分段擊穿要求，利用數學處理方式評估整體機組的擊穿強度，以小面積電氣強度分析大面積強度指標，得到整體機組的絕緣性能。但是，取線棒會隨著拔取操作的影響出現一定機械受損問題，這一問題勢必會導致試驗數據失真，并且部分試驗還會受到理論研究和操作經驗的限制，所以相關人員要利用物理化學方式評估絕緣狀態的變化情況，在控制交流耐壓頻率的基礎上做好充足、系統的研究，提高絕緣可靠性水平［4］。第三，絕緣電阻測量方法應當利用兆歐表對被試驗的理念進行管理，通過確定電氣設備的絕緣效果，直流電壓指標，得到多層絕緣體的性能。在施加直流電壓的作用下，會促使部分電流得到吸收，降低了通過電子設備的電流指標，也能讓這一指標始終趨于一個相對較為穩定的狀態內。因此，相關人員要細致分析出電氣設備的絕緣性能，若設備貫穿性能存在一定隱患，那么設備的絕緣電阻性能就會明顯降低，此時要利用兆歐表分析電氣元件電流的變化狀態。比如變電站內針式絕緣子出現了開裂問題時，絕緣電阻的數值就會明顯降低，而這一問題可利用兆歐表測試，在準確測量、評估、判斷的基礎上分析周圍環境、溫濕度、表面污穢的實際影響，在必要的判斷中考慮與發電機運行相關的因素，包括發電機的尺寸、體積以及空氣濕度等指標，可準確評估出絕緣電阻參數。完成絕緣參數測量后，相關人員要評估大氣、表面污穢對絕緣電阻的實際影響，并做好細致、全面的分析統籌，利用短接電極短路的方式，并連通地面10min以上，促使發電機的剩余電量均得到有效的釋放，方便開展其他方面的試驗。

5 提高燃機SFC逆變和整流柜絕緣水平的方法

燃機SFC逆變和整流柜也是維系電氣設備正常運行的重要組件，故相關人員要了解燃機SFC逆變和整流柜絕緣水平變化與環境變化之間的關系，通過控制柜內的濕度指標，消除柜內電容零件凝露的問題。為了提高整體電氣設備的絕緣水平，相關人員要利用接觸器連接觸點和加熱器電源，促進加熱器的自動投退。整流柜停止運行時，風機回路的觸點就會斷開，此時加熱器是停止工作的；當整流柜停止運行時，接觸點應當立即合上，此時加熱器具有除濕的效果（兼用熱風機和加熱器），并且熱風保養型加熱器是普通加熱器效果的5倍［5］。總之，借助熱風保養型加熱器提高燃機的絕緣功能，不僅能夠優化SFC逆變和整流柜的運行狀態，還能避免電容等功率器件凝露問題的不利影響。同時，串聯整流柜風機回路也能促使整流風機處于較好的運行狀態，確保整體機組的除濕效果和溫度始終在相關要求內。

6 提高電源系統絕緣可靠性的措施

大多燃氣電廠電源系統使用了6kV、380V或者是保安電源系統。在此過程中，6kV電源系統可自動切換接線方式。通過發送相關指令，在信號傳輸、信號接收、信號處理的過程中優化LCD信號，確保電源系統的基本參數處于正常的范圍內。另外，利用手動合閘操作，可避免合閘閉鎖問題的出現，期間要保障380V電源系統的可靠性，在關鍵區域配置兩段保安母線，并對工作、保安、備用、直流、熱控、DCS電源的運行狀態進行監控，保證整體機組的絕緣功能性。待確保機組的功能性后，促使備用機組處于正常運行狀態，可提高機組的絕緣效果［6］。另外，電機接線防雨設計改造也能降低設備的含水量，通過強化金屬軟管、接線盒口的基本功能，并對關鍵元器件進行密封加固，減少使用塑料紙包，可避免內部水汽無法散出的問題。通過控制接線盒內的濕度，不僅可進一步提高設備的絕緣性能，還能降低線路短路、電源短路的問題，故相關人員要利用監控技術確定電機接線盒的最佳安裝位置，在接線盒配置一個可移動的不銹鋼防雨罩，避免內部重要元器件受潮問題的消極影響。

7 提高燃氣電廠電氣設備絕緣可靠性的檢測措施

7.1 耐壓實驗主回路設計檢測

耐壓實驗可分析出關鍵電器件的功能性，所以利用耐壓實驗分析電氣設備的絕緣強度，在同一平臺中展開工頻交流和直流的實驗，再給予耐壓測試。通過“積木拼接”的方式搭建實驗系統，并對電氣設備進行裝化處理，再使用柱體短路棒技術分析實驗接線情況，從而在準確、直觀、科學、全面的監控中分析出錯誤接線的問題，以期消除設備損毀而帶來的安全隱患。同時，球間隙是實驗系統的測試品的重要措施，故相關人員分析實驗展開測試，有利于降低絕緣試品的成本支出。實驗操作臺要使用ARM微處理器展開高精度的測量工作，此時要使用電機拖動調壓方式進行人機交互，通過分析實驗數據、實驗指標結果，在STM32F103處理器的支持下進行數據統計和數據分析，了解變壓器、交流回路、直流電壓以及采樣結果之間的關系，再將各個元器件的電量呈現到液晶屏上，方便在任務面板中進行壓力的調節操作。當通過設備的電壓超過常規參數時，可能會導致測量球隙擊穿的問題，故此時要記錄擊穿瞬間的電壓值，可方便進行實驗的記錄與監控，也能方便在必要的校準、測試中分析電壓的變化。

7.2 互感器連續監測

互感器連續監測可全面提高各類電氣元件的穩定性，也能在預防性監測控制中了解設備的運行狀況。因此，相關人員要建立連續監測方案，做好必要的維修統計，降低電氣設備檢修的難度。第一，要利用全密封及自動化管理降低冷空氣、水汽進入室內，在保證裝置功能性的過程中了解裝置泄漏、絕緣電阻性能方面的問題。第二，利用試驗分析裝置的局部放電問題，在統計放電量參數的基礎上統計局部放電缺陷問題。在全密封改造優化后，要從各個角度分析裝置的絕緣電阻、裝置損耗情況，以便在串級式電壓分析下了解電氣設備的工作狀態。總之，相關人員要利用可靠的管理措施分析絕緣電子、電氣設備的極化指數，得到相關吸收比指標。兆歐表也可評估極化參數和理論值的關系，且該方法不會對設備有任何破壞性影響。完成絕緣電阻的評估分析后，可得到絕緣狀況指標。當測得絕緣電阻指標在標準范圍內，那么絕緣電阻值并不會出現很大的改變；待測得絕緣電阻的參數后，若絕緣存在介質性缺陷問題時，電氣設備必會受到潮氣的影響。同時，低電壓狀態下的絕緣電阻參數也會受到影響，此時相關人員要分析絕緣電阻結果參數，在分析溫濕度變化的過程中得到絕緣電阻指標，從而提高互感器的功能性。值得注意的是，相關人員要做好電氣設備的更新，尤其是要給予必要的保護、維修和優化，避免絕緣電阻下降異常方面的問題［7］。

8 結束語

綜上所述，對燃氣電廠進行防護改造后，相關人員要做好設備絕緣水平的分析工作，在消除電氣設備故障問題的過程中給予電氣設備必要的防護，以期提高關鍵性電氣設備的功能性及穩定性。同時，相關人員要做好電氣設備的現場絕緣處理操作，尤其是要控制電氣設備內的水汽，提高電氣設備運行的可靠性。