火力發電廠電氣設備維護與檢修分析

吳亞杰

（國能九江發電有限公司）

0 引言

隨著工業技術的持續進步，火力發電廠在全球能源領域中占據了重要位置，為現代社會提供了穩定的電力支持。電氣設備，作為火力發電廠中的核心組件，其工作狀態直接關系到電廠的運行效率和安全性。但電氣設備在長時間運行中難免會出現老化、磨損等問題，這使得其維護與檢修顯得尤為關鍵。面對日益嚴格的安全標準和經濟效益的雙重壓力，如何對電氣設備進行高效、精準的維護與檢修，確保其持續、安全的運行，已成為火力發電領域的緊迫問題。

1 火力發電廠電氣設備維護方法

1.1 監測絕緣性能

在火力發電廠中，電氣設備的絕緣性能監測是至關重要的維護環節，它為確保設備的持續穩定運行提供了關鍵數據支持。首先，應選擇合適的絕緣測試儀器，如兆歐表，確保它可以為高電壓和大容量的設備提供準確的測量數據。如圖1所示。

圖1 兆歐表示意圖

開始測試前，確保被測試設備處于停機狀態，并與其他系統隔離，以保障操作人員的安全。測試時，將測量電極與待測設備的導體部分相連，另一端接地，然后啟動儀器進行測試。測試過程中，儀器會向設備施加一個已知的直流電壓，并測量流過絕緣層的電流，從而計算出絕緣電阻值。其次，為確保測試的準確性，操作人員應對儀器進行定期的校準。針對不同的電氣設備，如變壓器、電纜和母線，應選擇合適的測試電壓，并遵循相關標準和規范進行操作。在測試變壓器時，除了對絕緣電阻進行測試，還應進行介電損耗角測試，這有助于評估絕緣材料的健康狀況。對于高壓電纜，由于其長度較長，建議采用低頻或變頻測試方法，以減少由于電容性負荷引起的測量誤差。母線的絕緣測試則需要注意線路與地之間以及相鄰線路之間的絕緣性能。再次，在完成測試后，應詳細記錄測試數據，并與歷史數據進行比較，以發現絕緣性能的任何變化或趨勢。為了進一步解釋，以下是火力發電廠中一些常見電氣設備的絕緣電阻測量數據，如表1所示。

表1 絕緣電阻測量報告

這些數據提供了一個關于電氣設備當前絕緣性能的實際快照，并可以用于與歷史數據或其他設備的數據進行對比，進而判斷設備的健康狀況。對于測得的異常數據，應進行進一步分析，如采用局部放電檢測、介電頻譜分析等方法，以確定故障的位置和性質。最后，對于確認的絕緣缺陷或老化，應根據具體情況，采取適當的維護措施，如局部處理、更換絕緣材料或增加絕緣距離，確保電氣設備的安全穩定運行［1］。

1.2 調整保護參數

在火力發電廠的電氣設備中，調整保護參數是維護工作的核心環節之一。首先，應定期收集和分析電氣設備的運行數據，如電流、電壓、功率因數等，以確定設備的實際運行狀態和負荷情況。基于這些數據，可以判定現有的保護參數是否還適應當前的運行狀況。為此，操作人員需要熟悉保護繼電器的工作原理和設定方法，同時掌握相關的電氣理論和知識。其次，調整過程開始時，需要將設備與電網隔離，確保在調整過程中不會對其他系統造成干擾。然后，使用專用的參數設置工具或軟件，登錄到保護繼電器的控制界面。在此，可以查看當前的保護參數設置，并根據前面分析的數據進行調整。例如，如果分析發現設備的實際運行電流超過了預設的保護電流，則需要相應地提高過電流保護的設定值。再次，在調整參數時，還需要考慮到設備與電網的協調性。確保在發生故障時，距離故障點最近的保護裝置最先動作，而遠離故障點的保護裝置則需要有所延遲，這樣可以最大限度地減少對電網的影響。對于某些特定的保護功能，如反時限過電流保護，還需要根據電網的實際情況，設置合適的時限曲線。最后，調整完成后，應進行模擬測試，驗證新設置的參數是否能正確響應各種故障情況。這通常需要使用模擬故障發生器和測量儀器，按照預定的測試方案，模擬各種可能的故障情況，并觀察保護繼電器的響應和動作。只有在確保新的參數設置完全滿足實際運行需求后，才能重新將設備并入電網，并繼續其正常運行。

1.3 清理散熱系統

火力發電廠的電氣設備，尤其是那些大功率設備，其運行過程中會產生大量熱量。為確保設備不會因為過熱而損害，設備通常配備有散熱系統。對這些散熱系統進行有效的清理和維護，是確保電氣設備穩定運行的關鍵步驟。首先，要對散熱風扇進行定期的檢查。這包括風扇的葉片、電機、軸承等關鍵部位。葉片上積累的塵埃和雜物會嚴重影響風扇的工作效率，因此，使用專用的清潔劑和軟布，輕柔地清除葉片上的污漬和塵埃。其次，對于那些采用油冷方式的設備，油質的管理同樣重要。操作人員要定期采集冷卻油樣本，進行物理和化學性質的檢測，如油的粘度、酸值、含水量等，以確保油仍然具有良好的冷卻性能。如果檢測結果顯示油質不佳，應及時更換新的冷卻油。在換油過程中，操作人員應確保系統內的舊油完全排空，同時，對冷卻系統進行徹底的清洗，去除殘留的油泥和雜質。最后，對于那些帶有溫度傳感器的電氣設備，也需對傳感器進行定期檢查和校準，以確保其測量數據的準確性。這樣，當設備運行時的溫度超出正常范圍時，控制系統可以及時發出警報，提醒操作人員進行相應的處理［2］。

2 火力發電廠電氣設備檢修策略

2.1 執行周期性診斷檢測

隨著技術的發展，周期性診斷檢測已經不僅僅是簡單地按時間表進行，而是結合設備的具體工作狀態、使用歷史以及其他關鍵數據來制定診斷計劃。具體操作時，第一，確保設備在完全的停機狀態下。在設備電源完全斷開、并且所有能量存儲元件都處于安全狀態后，才能進一步進行操作。利用先進的電氣測試儀器進行參數測量。使用電流探測器來監測線路中的實時電流，利用電壓表確定設備上的各點電壓值，再利用電阻表對線路的電阻進行準確測定。介電常數測量器則用于判斷絕緣材料的狀態，確保其介電性能達標。第二，對電力變壓器進行更為詳盡的檢查。除了常規的電氣參數測量，還需特別進行油樣化驗。油樣中的酸值可以反映出油的老化程度；電阻率的測定可以判斷油中是否有雜質或水分混入；溶解氣體分析能夠為我們提供變壓器內部的健康狀況，例如是否有絕緣破損、放電或短路現象。第三，對于電機，電機診斷儀是關鍵。如圖2 所示。

圖2 電機診斷儀示意圖

除了電流、電壓等基礎參數，還需要關注電機的啟動電流，判斷啟動時是否存在異常；監測運行電流是否穩定；溫升測試則幫助判斷電機內部線圈是否過熱或是否存在局部短路。第四，所有的測量與測試數據必須進行詳細記錄，并與前次的檢測結果進行對比。技術人員應依據這些數據，分析設備的健康狀況、發現隱患，并據此制定后續的檢修計劃和預防性措施［3］。

2.2 實行動態故障模擬

在電氣設備檢修領域，動態故障模擬策略作為一種前沿技術，為現場技術人員提供了一個模擬真實運行中可能出現的各種故障場景的平臺。此策略旨在通過模擬手段，提前預測和識別設備的薄弱環節和隱患，為后續的深入檢修工作提供方向。第一，選擇專業的故障模擬軟件工具，這些工具能夠為各類電氣設備設置模擬的故障場景。啟動軟件后，將其與被檢設備相連接，設備應處于非運行狀態以確保安全性。接下來，根據檢修需求，為目標設備預置一系列的模擬故障，如過載、短路、過壓、欠壓等。第二，開始模擬后，技術人員需要實時監測設備的響應，并記錄相關數據。例如，當模擬斷路器短路時，應觀察其斷開的速度與是否能成功斷開。對于電機，可以模擬過熱或過載情況，然后觀察電機的保護機制是否啟動，以及啟動的迅速性。第三，對于復雜的電氣控制系統，動態故障模擬可以模擬通信故障、控制指令丟失等問題，此時需要關注控制系統的備份或冗余機制是否生效。同時，技術人員還需記錄系統在面對故障時的每一個操作步驟，確保每一環節都沒有遺漏。第四，隨著模擬的進行，檢修人員可以使用專用的數據分析軟件來處理所得數據，該軟件將輔助人員準確找出設備的故障點或潛在的問題區域。一旦發現問題，技術人員需對相關部分進行深入檢查，查明問題的根本原因。第五，當所有預設的模擬故障都完成后，需要對設備進行完整的復位，確保其回到原始狀態，以備實際運行。之后，將此次動態故障模擬的所有記錄整合，形成詳細的檢修報告，以供后續的工作參考。

2.3 施行精準部件更換

面對火力發電廠中復雜的電氣設備體系，如何確保設備長期穩定、高效的運行是每位技術人員的首要任務。施行精準部件更換指的是基于設備部件的實際狀況和壽命預測，精確地確定哪些部件需要更換，從而確保電氣設備的完整性和可靠性。第一，在開始部件更換之前，需要對設備進行詳細的部件分析，識別每個部件的型號、規格和制造商信息，確保更換的部件與原始部件完全匹配，避免由于部件不匹配而引起的設備故障。技術人員還需評估部件的使用環境，如溫度、濕度、震動等，以確定部件的實際壽命和更換時機。第二，技術人員應使用專業工具進行部件的拆卸，如扳手、螺絲刀、鉗子等，確保在拆卸過程中不會對其他部件造成損傷。在拆卸部件時，需要注意斷開設備的電源，并遵循操作規程，確保人員安全。拆卸完成后，需要對被更換部件的接口和安裝位置進行清潔，確保新部件能夠準確、穩固地安裝。第三，將新部件安裝到相應的位置，并確保部件的安裝方向和位置正確，避免由于安裝不當而引起的設備故障。在安裝過程中，技術人員需按照部件的安裝說明進行操作，并確保部件之間的連接緊固，避免部件在運行過程中產生位移。第四，完成部件的更換后，技術人員需對設備進行試運行，觀察新部件的運行狀態，確保其與設備其他部件的協同工作。試運行期間，需要對設備的工作參數進行實時監測，如電壓、電流、溫度等，確保其在正常范圍內運行。第五，將此次部件更換的相關信息記錄在設備的維護日志中，包括部件的型號、規格、更換日期和更換人員等，為后續的設備檢修提供參考數據。

3 結束語

火力發電廠電氣設備的維護與檢修是確保電廠穩定、高效運行的關鍵環節。隨著技術的日新月異，檢修方法和策略也需與時俱進，適應現代發電廠的實際需求。未來的工作中，應進一步探索和優化電氣設備的檢修技術，確保在滿足生產要求的同時，提高電氣設備的可靠性和持久性。