發電廠電氣設備運行管理措施分析

王 楊

（深圳媽灣電力有限公司）

0 引言

當今社會，經濟發展活力顯著增強，發電廠電氣設備負荷增大，對傳統運行管理模式構成了嚴峻考驗與挑戰。當前形勢下，技術人員應摒棄陳舊的電氣設備運行管理理念，精準把握電氣設備各類故障問題的誘因，創新方法方法，保障電氣設備高效穩定運行。

1 發電廠電氣設備運行管理現狀

社會生產和生活節奏的加快，帶動著電力能源需求量的穩步提升。為有效滿足社會用電需求，發電廠勢必應強化內部管理，全面有序做好電氣設備運行維護管理，保證其良好工況狀態，精準排查消除電氣設備故障隱患。近年來，國家相關部門高度重視發電廠電氣設備運行管理技術的創新與完善，在設備優化配置與技術數據監測等方面制定并實施了諸多具有導向性的行業規范，為新時期電氣設備運行維護提供了重要遵循。同時，廣大發電廠同樣在創新電氣設備運行管理機制，優化整合電氣設備技術資源等方面進行了積極探索，初步構建形成了精細化的電氣設備運行管理機制，有效保障了電氣設備既定效能的實現。盡管如此，受限于諸多主客觀要素，當前發電廠電氣設備運行管理水平尚有較大提升空間，對電氣設備工況狀態參數的分析研判存在盲區，無形之中導致潛在故障問題持續累積惡化，需要采取更加系統完善的方法策略，排除故障隱患，保障電氣設備運行成效［1］。

2 發電廠電氣設備的常見故障分析

2.1 備用電源自動切換故障

備用電源是發電廠電氣設備的重要構成部分，可在部分設備故障狀態下，保證發電廠發電機等設備正常運行。在當前技術條件下，備用電源的整體構造相對復雜，多數采用雙路供電模式，且可根據電壓等級差異，分為高壓電源和低壓電源等。受發電機自身電力容量等條件限制，備用電源容易出現自動切換故障，即在備用電源配置與發電機不匹配時，其無法實現自動切換，容易影響電氣設備正常穩定運行。

2.2 發電機溫度過高

發電機在運行過程中會產生大量熱量，且其在特定周期范圍內需要保持連續運行狀態，這直接放大了其溫度過高風險。當發電機等設備內部熱量累積到一定程度，超出設備可承受的負荷后，容易造成溫度過高故障，降低電氣設備各項功能元器件的使用壽命，嚴重情況下導致設備運行中斷，甚至威脅作業人員人身安全。對此，需在電氣設備運行管理中，強化對發電機溫度的動態監測，以及時調整工況狀態，調整運行負荷。

2.3 電氣設備接地故障

電氣設備接地的作用與目的在于消除漏電威脅，對設備系統和作業人員形成有效保障。縱觀以往發電廠電氣設備運行管理實際，普遍存在對電氣設備接地故障辨識不準確的難點問題，對電動機繞組潮濕、內部元件材料受損、接引線磨損腐蝕等隱患處置不及時，容易引發電氣設備系統短路，造成接地故障。在電氣設備接地故障狀態下，接地保護效用將無法實現，與高要求、高標準的電氣設備運行管理要求不相契合［2］。

2.4 電氣設備電壓超載故障

電壓超載問題是發電廠電氣設備運行中的常見問題，也是誘發電氣設備故障的重要因素，需要給予重視。部分發電廠為保證發電效能，會使電氣設備長期處于超負荷運轉狀態，設備負荷過重問題長時間得不到緩解，久而久之提高電氣設備疲勞系數，為電氣設備故障埋下隱患。通常情況下，電氣設備配置電壓應保持在合理波動區間，若超出或低于額定值，則會加劇部件老化或設備反常運轉等。

3 發電廠電氣設備的運行管理措施

3.1 構建完善的電氣設備運行管理及維護機制

從當前我國發電廠客觀狀況而言，部分電氣設備運行管理及維護機制尚未處于初級階段，存在管理不到位、運維不全面、綜合水平低等問題。對此，應根據發電廠電氣設備特點與類型，構建完善的運行管理與維護機制，明確不同電氣設備在不同階段的運行管理與維護要求，全面細致做好電氣設備運行狀態分析。對以往既有電氣設備運行管理制度規范進行梳理，對其中效能不足、針對性差的約定內容進行重新調整，始終發揮工作機制的基礎性導向作用。嚴格落實發電廠電氣設備運行管理責任制，強化生產技術部門、安全監管部門與設備管理部門之間的溝通聯系，匯聚形成高效開展電氣設備運行管理工作的強大合力。建立符合發電廠電氣設備實際的技術管理系統，將設備名稱、種類和型號等信息錄入系統，提升電氣設備運行管理的自動化水平［3］。

3.2 提高電氣設備管理人員綜合技能

在現代發電廠電氣設備運行管理中，具體管理人員始終扮演著不可替代的關鍵角色，是落實電氣設備運行管理職責，實施電氣設備故障診斷的直接操作者，其專業素養的高低與電氣設備運行狀態密切相關。對此，應定期組織發電廠電氣設備管理人員參加專項培訓與學習，由經驗豐富的業內專家為其講解不同型號電氣設備的具體運行管理要求，拓展電氣設備維修維護基本技能，以更加高效地完成電氣設備運行管理工作。鞏固電氣設備運行管理人員安全意識與責任意識，鍛煉動手操作能力，以更加安全、嫻熟、精準的維護方法投入到工作實踐中。加強對發電廠電氣設備的巡檢管理，全面了解包括開關、母線和線路等在內的設備狀態，提升電氣設備運行管理規范化水平，探索新的電氣設備管理、維護的策略。

3.3 改進電氣設備運維管理技術

發電廠電氣設備運維管理技術創新不斷，有效拓展了設備運行管理技術空間，在更深層次上實現了電氣設備運行數據信息的縱向關聯和橫向關聯。對此，可選擇基于工況狀態信息的電氣設備數據信息，建立系統性的技術平臺，對電氣設備階段性的運行效能進行評價分析，形成評價分析結論，并以此為基礎，及時調整與改進后期運維管理策略，提升運維管理措施的針對性。同時，現代自動化技術的引入大大增強了發電廠電氣設備運行的穩定性，這同樣為電氣設備運維管理提供了技術載體。通過搜集分析發電廠電氣設備運行的歷史數據信息，可繪制狀態曲線，描述相應故障問題的演變規律，制定更加行之有效的檢修解決方案。采用實時反饋方法，建立發電廠電氣設備運行狀態反饋通道，及時存儲狀態數據信息，為結構化監測的實現提供良好基礎條件。

3.4 電氣設備冷卻方式合理化

部分發電廠電氣設備故障問題的出現是由于設備過熱，設備系統運行中所產生的熱量得不到充分釋放和冷卻，隨著時間的延長，電氣設備自然容易崩潰。對此，應針對電氣設備常出現的過熱等問題，配置精密化的溫度監測裝置，隨時采集電氣設備溫度信息，進而更加及時有效地處理溫度過熱問題。一方面，可采用氫氣冷卻方式，由于氫氣構成成分的特殊性，可在有限空間內降低物體溫度，因此可用于發電廠電氣設備冷卻。當電氣設備運行產生熱量后，氫氣可通過流動方式促進熱量轉移，帶走設備內部熱量。另一方面，可采用水內冷卻方式，將水作為基本冷卻劑，通過發揮其高比熱容作用，使電氣設備的多余熱量能夠得到徹底釋放。該方式具有低成本優勢，冷卻過程便捷高效。此外，還可采用密閉空氣冷卻方式，將電氣設備工作的密閉空間作為冷卻空間。

3.5 實施科學檢修，優化接地線結構

對發電廠電氣設備進行檢修的過程同時也是在判斷故障位置的基礎上，排除故障干擾的過程，需要綜合運用多類型手段，落實科學檢修方式，保障電氣設備正常穩定運行。在變壓器故障檢修方法，應首先判斷其端部屏蔽層等是否符合技術要求，并可視具體情況降低其外殼溫度，避免在過度潮濕或煙塵等環境下長期運行。在使用金屬快速膨脹劑儲油柜時，應事先制定方案，防止漏油或多點接地等狀況出現。采用分級檢修方式，根據電氣設備種類、功能、型號等差異，列出分級檢修等級，分別安排檢修力量，做到檢修處理分工負責。編制電氣設備檢修流程圖，嚴格要求每項電氣設備檢修的基本操作規范，做好檢修現場勘察和記錄。針對易損易耗元件，采用接地裝置智能報警系統，優化接地線結構［4］。

4 發電廠電氣設備狀態監測系統的應用探討

4.1 狀態監測的內容與要求

現代信息化技術的創新發展與實踐運用，為發電廠電氣設備狀態監測提供了更為靈活多變的技術工具，使傳統技術環境下難以實現的狀態監測效果更具可達成性。基于信息化技術的發電廠電氣設備狀態監測系統可將發動機、變壓器、斷路器、避雷器、電動機和電容器等設備全面納入監測體系，通過配置位移傳感器、壓力傳感器、色譜分析儀、電壓互感器等裝置，對各類不同設備的電壓、溫度、油位和泄露電流等進行全過程監測（如圖1所示）。在實踐中，發電廠電氣設備狀態監測系統的配置不得干擾電氣設備正常運行狀態，且需具備自檢功能，可隨時調整其靈敏度定值。

圖1 電氣設備狀態監測與故障診斷系統示意圖

4.2 電氣設備狀態在線監測方案

選擇具有導向性的技術參數，構建三級網絡在線監測體系，對發電廠電氣設備的歷史數據進行調取分析，保持對電氣設備實時狀態數據的有效監測。通過搜集到的數據信息，在剔除存在明顯偏差的數據后，用以判斷電氣設備可能出現的潛在故障。為確保電氣設備狀態在線監測網絡的可靠性，可將其細劃分為現場控制級、網絡通信級和監控管理級等，實現監控站點和監控單元實時數據的定向轉換，在系統終端以文字和圖形等形式展現出來。在監測方案運行中，在線監測系統可整合數據庫、計算機、服務器等，對電氣設備狀態數據進行存儲和取用。

4.3 設備狀態監測系統的功能實現

發電廠電氣設備狀態監測系統的功能主要包括信號變送功能、信號處理功能、數據采集功能、數據傳輸功能、數據處理功能、數據存儲功能和診斷功能等。上述不同功能的實現所需用到的數據信息各不相同，狀態信息的傳輸路徑同樣差異明顯。以信號變送功能為例，其可將采集到的電氣設備工況狀態信息進行電信號轉換，將模擬量和數字量等轉換為可供系統識別的數據量，比如振動、電壓、電流、溫度、開關量等。為保證電氣設備狀態監測系統功能的穩定性，系統可濾除干擾信號，將信號幅值保持在相對穩定狀態。

4.4 基于模糊理論的故障診斷技術

模糊理論的應用可為發電廠電氣設備狀態監測系統提供優化方法，提升電氣設備故障診斷的實效性與針對性。一般而言，發電廠電氣設備故障診斷系統可通過設備信息庫提取信號，然后根據信號狀態響應故障征兆模塊，通過模糊模式識別，形成故障診斷結論。根據故障診斷結論，對電氣設備系統故障進行最終決策，形成更加清晰明確的干預策略，實現更加精準、高效、及時的維護維修。從模糊理論角度出發，可對不同類型的電氣設備進行縱向關聯，設定故障征兆模糊子集，運用分別隸屬方法判定故障程度，對未來一段時間的設備狀態進行預判。

4.5 在線監測與診斷方法

發電廠電氣設備故障在線監測與診斷可分為如下幾個主要過程：一是采集分析電氣設備故障診斷信號；二是提取電氣設備故障特征參數量；三是識別電氣設備故障狀態，對故障問題作出響應。上述不同過程在信號處理、數據分析與故障決策等方面存在顯著差異，需要根據發電廠電氣設備實際特點予以優化設定。通過測量、檢測、處理和分析不同電氣設備狀態數據，結合其歷史運行信息等，對設備運行狀態作出評估，在人機交互界面顯示設備狀態，為確定電氣設備故障性質、程度、類別和部位等提供基礎輔助［5］。

5 結束語

綜上所述，受技術方法、運行環境、設備配置等要素影響，當前發電廠電氣設備運行管理實踐中依然存在諸多短板與不足，束縛著其整體價值作用的優化提升。因此，技術人員應宏觀審視新時期發電廠電氣設備運行環境要求，建立健全基于全流程的電氣設備運行管理方法體系，科學融入信息化技術方法，搭建發電廠電氣設備狀態監測系統平臺，精準高效診斷電氣設備故障問題，為保障電氣設備穩定運行奠定基礎，為促進發電廠效益轉化貢獻力量。