發(fā)電廠電氣運(yùn)行過程中的常見問題探究

吉能電力集團(tuán)有限公司兩江水力發(fā)電公司 吉林安圖 133600

摘要：發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、主變壓器、廠用電主接線、配電設(shè)備、開關(guān)設(shè)備、保安電源、通信設(shè)備、照明設(shè)備等組成，是發(fā)電廠的重要組成部分，由于發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中，需要承受機(jī)械負(fù)荷和電力負(fù)荷的雙重壓力，這些壓力會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的的安全運(yùn)行、使用壽命等造成嚴(yán)重的影響，因此，分析發(fā)電廠電氣系統(tǒng)常見的故障原因，對(duì)發(fā)電廠的正常運(yùn)行有極其重要的意義。本文首先分析了發(fā)電廠電氣運(yùn)行過程中的常見問題，然后有針對(duì)性的闡述了常見問題的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣運(yùn)行；備用電源；接地；電壓

一、發(fā)電廠電氣運(yùn)行過程中的常見問題

（一）發(fā)電機(jī)滑環(huán)碳刷冒火

滑環(huán)碳刷在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中容易冒火，直接威脅安全運(yùn)行。造成這一現(xiàn)象的原因有很多，首先機(jī)組使用時(shí)間、質(zhì)量、壓簧壓力不盡相同，碳刷和滑環(huán)接觸點(diǎn)阻值有差異，某些碳刷的電流負(fù)載大壓簧受損嚴(yán)重。再者，即便碳刷型號(hào)相同，碳刷阻值和電流配比也不一樣，壓簧易發(fā)生熱變形。另外碳刷在刷盒中較長(zhǎng)時(shí)間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨損較快，刷架和刷盒也易失火。檢修不細(xì)心也會(huì)加重碳刷冒火。

（二）電氣設(shè)備接地問題

電氣接地是保證設(shè)備正常運(yùn)行和人身安全的重要保證。我國(guó)電力系統(tǒng)一般用鋼材作為接地材料。接地體連線和引下線多用40mm×4mm扁鋼，有的電廠甚至用規(guī)格更小的25mm× 4mm扁鋼。由于未充分考慮接地體的腐蝕影響，導(dǎo)致發(fā)電廠因接地線銹蝕產(chǎn)生嚴(yán)重安全事故。

（三）備用電源自動(dòng)切換故障

1、快速切換存在的問題

有的機(jī)組將高壓廠電源切換設(shè)計(jì)為無(wú)時(shí)限切換。由于斷路器是少油式開關(guān)，合閘時(shí)間大約為0.2s，再加上繼電器反應(yīng)時(shí)間，切換時(shí)間在0.3s左右，這個(gè)時(shí)間顯然太久很不安全。

2、慢速切換存在的問題

國(guó)產(chǎn)機(jī)組高壓電廠也常使用慢速切換，設(shè)計(jì)時(shí)采用低壓檢定輔助時(shí)間閉鎖，切換有兩個(gè)：一是母線電壓下限界定；二是切換想限制在某一個(gè)既定時(shí)間內(nèi)。現(xiàn)階段的問題是，如何保證時(shí)間閉鎖繼電器和低壓檢定繼電器保證一次切換成功，而且盡可能減小高壓廠電動(dòng)機(jī)的電壓沖擊，并在電機(jī)的電壓承受范圍實(shí)現(xiàn)盡快切換。

二、發(fā)電廠電氣運(yùn)行常見問題的解決措施

（一）技術(shù)措施

1、發(fā)電機(jī)滑環(huán)碳刷冒火

對(duì)于滑環(huán)碳刷冒火問題，發(fā)電廠應(yīng)做到預(yù)防檢查工作，有效規(guī)避該類問題的發(fā)生。

首先是保證滑環(huán)所使用的壓簧屬于同一型號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的壓力測(cè)試，不斷進(jìn)行調(diào)試，最終保證每個(gè)碳刷集電環(huán)壓力相等，無(wú)法統(tǒng)一時(shí)立即進(jìn)行更換。每隔一小時(shí)發(fā)電機(jī)滑環(huán)、碳刷和壓簧的運(yùn)行狀況，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)冒火問題的苗頭，從而做出正確的處理決策，避免冒火問題乃至環(huán)火問題的出現(xiàn)。

其次，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)碳刷的長(zhǎng)度比新碳刷長(zhǎng)度的2/3還短時(shí)，立即更換，而更換的碳刷也必須進(jìn)行電阻值的測(cè)試，在安裝前進(jìn)行研磨，保證其與滑環(huán)有70% 以上的接觸面積，避免卡澀現(xiàn)象的出現(xiàn)。

再次，推廣使用恒力矩電刷裝置，部分發(fā)電廠使用該裝置取得了良好的效果，有效預(yù)防了滑環(huán)碳刷冒火問題。

2、電氣設(shè)備接地問題

努力提高電氣接地的可靠性、安全性，在設(shè)計(jì)之初考慮各種因素對(duì)接地體的腐蝕影響，采取加大鋼材面積、防腐處理等來延長(zhǎng)接地體的使用壽命，保證電氣接地的穩(wěn)定和可靠。定期檢查已安裝接地系統(tǒng)的銹蝕情況，不能僅僅采用測(cè)量接地引下線接地電阻來判斷接地系統(tǒng)的銹蝕情況，因?yàn)橐戮€的接地電阻不可靠，在其未銹蝕時(shí)，接地電阻一般是合格的，而當(dāng)通過很大的接地電流時(shí)就可能出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象。所以，應(yīng)挖開地面，用敲打的方式檢查接地系統(tǒng)的銹蝕狀況。

3、備用電源自動(dòng)切換問題

第一，快速切換。在處理時(shí)，應(yīng)先改變已投入運(yùn)行機(jī)組的切換方式，將母線上的電源開關(guān)更換成合閘速度快的真空斷路器，有效縮短合閘時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)電源的快速切換。另外，還可以給快速切換確定一個(gè)時(shí)間值，如：當(dāng)快速切換時(shí)間超過150 m /s時(shí)，其自動(dòng)轉(zhuǎn)換成慢速切換，這樣有助于保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全。

第二，慢速切換。針對(duì)慢速切換的問題，必須在發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行前進(jìn)行謹(jǐn)慎的試驗(yàn)，確定合理整定值。比如說：在機(jī)組正常運(yùn)行情況下，電源跳閘時(shí)廠用母線殘壓隨著時(shí)間的變化，繪制變化曲線，然后據(jù)此求得某一低電壓檢定繼電器整定值下的閉鎖時(shí)間，求得繼電器的整定值。

4、其他技術(shù)措施

（1）對(duì)發(fā)電機(jī)及時(shí)的進(jìn)行降溫冷卻

發(fā)電機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此，發(fā)電廠要采取有效的降溫冷卻措施，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行有效的降溫處理，確保發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用的冷卻降溫措施有冷水降溫、輸入氫氣、密閉空間進(jìn)行空氣冷卻等，不同的發(fā)電廠要根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇合適的冷卻降溫措施，確保發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。

（2）加強(qiáng)電壓監(jiān)控，防止電壓不穩(wěn)定

發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)定是導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定工作的重要原因之一，因此，要加強(qiáng)發(fā)電機(jī)電壓的監(jiān)控，及時(shí)的記錄發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況，當(dāng)電壓浮動(dòng)超過允許變動(dòng)范圍，檢修人員要及時(shí)的對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查，尋找引起電壓異常的原因，從而制定合理的解決方案，確保電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（二）日常管理和維護(hù)措施

無(wú)論是什么設(shè)備，運(yùn)行一段時(shí)間后總是會(huì)發(fā)生一些問題，如何不做好維修保養(yǎng)工作，就會(huì)給設(shè)備埋下許多潛在的安全隱患，進(jìn)而在電氣運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題。因此，發(fā)電廠必須派遣專業(yè)人員做好設(shè)備檢查工作，制定檢查計(jì)劃，通過檢查保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。比如說：在電氣設(shè)備安裝之前進(jìn)行各種指標(biāo)的檢測(cè)，確定其合格后方可安裝，若是不合格，必須更換選擇合格的電氣設(shè)備。在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中，制定巡視檢查、定期檢修、狀態(tài)檢修等檢查計(jì)劃，在巡視檢查中做到謹(jǐn)慎認(rèn)真，切忌走馬觀花。工作人員養(yǎng)成檢查設(shè)備的習(xí)慣，在檢查時(shí)有所側(cè)重，確定每次檢查的重點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并采取合適措施將設(shè)備問題掐滅在萌芽狀態(tài)，防止電氣故障的發(fā)生，保證發(fā)電廠的安全生產(chǎn)。

經(jīng)常分析電壓表和電流表的運(yùn)行數(shù)據(jù)，防止漏檢和錯(cuò)檢的出現(xiàn)，采用紅外儀、熱像儀等設(shè)備檢查電氣設(shè)備，發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的異常發(fā)熱部位，運(yùn)用信息技術(shù)生成曲線圖和溫度場(chǎng)，對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行高效挖掘處理，發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的隱患。比如說，利用紅外儀等設(shè)備檢測(cè)電氣設(shè)備發(fā)熱部位的表面溫度，并做好記錄，然后根據(jù)電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況得出負(fù)載率，分析連接部分的接觸電阻大小，對(duì)可能發(fā)生的電氣事故作出科學(xué)、正確的分析和判斷，然后在此基礎(chǔ)上采取合適的措施，保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。環(huán)境溫度和負(fù)荷的不同會(huì)影響到紅外儀的溫度判斷結(jié)果，對(duì)此，可以采取相對(duì)溫度法來排除這一問題，環(huán)境溫度和負(fù)荷電流較小，設(shè)備的溫度也沒有超過限值時(shí)不代表設(shè)備沒有缺陷，因此，要學(xué)會(huì)綜合多項(xiàng)檢查結(jié)果得出最為準(zhǔn)確的結(jié)果，采取合適措施消除設(shè)備安全運(yùn)行隱患，進(jìn)而促進(jìn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。還可以采用同類比較法來判斷設(shè)備的隱患，將同類設(shè)備的同一部位的溫度進(jìn)行對(duì)比，判斷設(shè)備運(yùn)行狀況。

結(jié)語(yǔ)

綜上，發(fā)電廠承擔(dān)著為社會(huì)的發(fā)展提供電力保障的艱巨任務(wù)，發(fā)電廠的正常運(yùn)行對(duì)社會(huì)的良好發(fā)展有十分重要的作用，由于發(fā)電廠電氣系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)作中，會(huì)產(chǎn)生各種故障，因此，分析發(fā)電廠電氣系統(tǒng)故障成因，并采取有效的防治措施保證電氣系統(tǒng)的有效運(yùn)行，對(duì)發(fā)電廠的發(fā)展和建設(shè)有極其重要的意義，發(fā)電廠要加強(qiáng)電氣系統(tǒng)的檢修管理、科學(xué)的設(shè)置接地、對(duì)發(fā)電機(jī)及時(shí)的進(jìn)行降溫冷卻、加強(qiáng)電壓監(jiān)控，確保電氣系統(tǒng)的良好運(yùn)行，為社會(huì)的發(fā)展和建設(shè)提供有力的電力保障。

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