電廠電氣運行中常見故障分析及其應(yīng)對措施探討

陳侃

摘 要：為了保證電廠的生產(chǎn)效率，必須要分析電氣的運行特征，確定電氣故障發(fā)生的原因，綜合考慮多方面因素，選擇切實可行的措施解決問題。簡要分析了電廠電氣運行常見故障發(fā)生原因，并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：電廠；電氣故障；設(shè)備管理；供電質(zhì)量

中圖分類號：TM621.27 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0043-02

電氣設(shè)備是電廠生產(chǎn)的重要組成部分，一直都是電廠管理的要點，其運行效率從根本上決定了生產(chǎn)效益。但是，因為電廠電氣設(shè)備比較多，再加上管理工作不到位，導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)電氣運行故障，影響企業(yè)的生產(chǎn)效益。為了進一步提高電廠經(jīng)營的綜合效益，必須要從實際情況出發(fā)，結(jié)合以往的管理經(jīng)驗，確定電氣故障發(fā)生的原因，并選擇有效的措施加以改進，杜絕類似的故障再次發(fā)生。

1 故障分類和發(fā)生原因分析

1.1 電氣設(shè)備升溫過快

電廠發(fā)電一般需要長時間、持續(xù)的運作，這樣必定會產(chǎn)生銅損耗和鐵損耗，而在損耗產(chǎn)生的同時會釋放出大量的熱量，使設(shè)備的運行溫度持續(xù)升高。如果電氣設(shè)備長期處于高溫狀態(tài)，就會加速絕緣體老化的速度。隨著溫度的升高，絕緣體老化的速度也會逐漸加快，而設(shè)備長時間處于極限溫度狀況下，不但會影響設(shè)備的運行效果，還會引發(fā)一系列安全問題。造成電氣設(shè)備升溫過快的主要原因是設(shè)備長時間處于運行狀態(tài)，銅和鐵熱消耗巨大，但設(shè)備本身不具備良好的散熱降溫能力，致使其冷卻效果不佳。受電廠電氣設(shè)備運行特點的限制，再加上管理工作不到位，很容易造成設(shè)備升溫過快的局面。如果設(shè)備長時間處于高溫環(huán)境運行，最終會出現(xiàn)運行故障。

1.2 電氣設(shè)備允許范圍外變動

衡量供電質(zhì)量的主要因素之一就是電壓，如果電壓不穩(wěn)定，就會對用戶、電廠和電力運行系統(tǒng)造成影響，同樣也會影響電廠電氣設(shè)備的運行狀態(tài)。從實際情況來看，電廠電氣設(shè)備變動一旦超過額定值±5%，就會對設(shè)備的運行狀態(tài)造成影響。如果電壓比較高，發(fā)電機的容量處于不穩(wěn)定的情況下，就會增加發(fā)電機的勵磁。隨著轉(zhuǎn)子電流的增大，轉(zhuǎn)子繞組溫度不斷升高，長時間運行就會加速設(shè)備老化的速度。當電壓超過額定要求時，會導(dǎo)致鐵芯溫度升高，鐵芯的損耗增加，設(shè)備的溫度就會升高。如果電壓比較低，一旦低于額定電壓的90%時，就會影響設(shè)備運行的穩(wěn)定性。發(fā)電機定子繞組鐵芯在不飽和狀態(tài)下運行，很容易出現(xiàn)震蕩和失步的問題，進而降低設(shè)備的運行效率。另外，如果電壓過低使定子繞組溫度超過允許值，再次升高電壓時就會造成定子繞組溫度異常。

1.3 備用電源切換不合理

電廠生產(chǎn)需要設(shè)備長時間運行，為了避免因斷電或者電氣故障等因素中斷生產(chǎn)，就需要設(shè)置備用電源，而備用電源設(shè)置的數(shù)量主要是由電廠裝機臺數(shù)、主接線形式、單機容量和控制方式等因素決定的。一般情況下，要求備用電源在主電源不能正常工作的情況下自動完成切換，保證生產(chǎn)活動可以正常進行。在電廠高、低壓電源因某種原因停止工作后，備用電源啟動之前，母線上所有的電機設(shè)備都會減速運行，而減速過程會隨著時間的延長逐漸衰減。當備用電源接入母線后，電氣設(shè)備會增加一個電壓，加壓會對電氣設(shè)備產(chǎn)生較大的影響。如果備用電源沒有正常啟動，或存在啟動時間延長或者啟動失敗等情況，就會影響設(shè)備的運行速度，例如會使發(fā)電機再次啟動困難，情況嚴重時設(shè)備甚至?xí)Ｖ构ぷ鳌?/p>

2 電廠電氣故障處理措施

2.1 實例分析

某電廠在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)滑環(huán)碳刷冒火故障，嚴重威脅了發(fā)電機的運行安全。對氫冷發(fā)電機來說，情況嚴重時甚至要被迫停機，一旦出現(xiàn)緊急停機故障，不但會影響企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)，還會在不同程度上對發(fā)電機本身造成損傷。

2.1.1 故障原因

出現(xiàn)此類問題的原因主要可以分為以下三方面：①在機組運行過程中，雖然使用的都是壓簧和碳刷，但是，因為不同廠家生產(chǎn)的壓簧壓力不同，再加上其使用時間不同，就會使得碳刷與滑環(huán)之間接觸點的電阻不同，進而造成同級滑環(huán)上不同碳刷間的電流不均。在這種情況下，使用過程中的壓簧受損變形會產(chǎn)生火花。②碳刷需要在刷盒中搖動，長期使用，其磨損邊緣會有剝落的現(xiàn)象。如果集電環(huán)磨損不均或機組震動造成碳刷顫振，刷架、刷盒積垢會使碳刷產(chǎn)生火花。③如果在設(shè)備巡檢過程中沒有及時發(fā)現(xiàn)碳刷過熱的現(xiàn)象，處理不當就會產(chǎn)生火花。

2.1.2 處理措施

針對2.1.1中提到的故障，采用以下幾種處理方法：①更換相同型號的壓簧，安裝后全面檢測其壓力，保證每個碳刷對集電環(huán)的壓力是相同的。②將發(fā)電機碳刷長度控制在新碳刷長度的2/3以上，并及時更換長度不夠的。同時，必須要測定更換碳刷的電阻值，如果是更換同一極滑環(huán)上的碳刷，就必須要使用同一電阻值的碳刷。另外，在相同的時間段內(nèi)，每個刷架上最多只能更換1/5的碳刷。③檢修人員必須要每小時全面檢查一次發(fā)電機滑環(huán)、壓簧和碳刷。

2.2 故障處理措施

解決電廠電氣故障的措施可以概括為以下兩點：①要想解決電氣設(shè)備溫度過高的問題，就要選擇合理的冷卻系統(tǒng)，通過降溫的方式減少內(nèi)圈的損耗，從而提高設(shè)備的使用性能。另外，可以選擇密閉式水內(nèi)冷卻、氫氣冷卻和空氣冷卻三種方式。其中，水內(nèi)冷卻主要是利用水與電氣設(shè)備的溫度差達到降溫的目的，一般多用于大型發(fā)電設(shè)備；氫氣冷卻具有較好的冷卻效果，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛用于大型電廠，可以有效降低設(shè)備的損耗，提高發(fā)電效率；空氣冷卻則是以空氣為介質(zhì)，通過鼓風(fēng)機或抽風(fēng)機將發(fā)電機熱量帶走以達到降溫的目的。②加強對電氣設(shè)備的監(jiān)察，避免出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定的問題。一旦發(fā)現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況應(yīng)立即檢查各設(shè)備的運行是否正常，必要時需要切斷部分負電荷，以此恢復(fù)電壓，情況嚴重時還可以采取緊急拉閘措施，確保電廠的安全運行。

3 結(jié)束語

電氣系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)中的重要組成部分，因為電氣系統(tǒng)相對復(fù)雜且運行環(huán)境特殊，所以，經(jīng)常會出現(xiàn)各類運行故障，進而影響電廠的正常生產(chǎn)。因此，必須要從實際出發(fā)，確定電氣故障發(fā)生的原因，從多個角度分析，選擇切實可行的措施解決問題，爭取提高電廠的運行效率。

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〔編輯：白潔〕

Failure Analysis and Discuss Common Responses to Electrical Power Plant Operation

Chen Kan

Abstract： In order to ensure the productivity of the plant， we must analyze the electrical operating characteristics， and determine the cause of the electrical failure occurred， considering various factors， selecting practical measures to solve the problem. This paper analyzes the causes of common faults of electrical power plant operation occurs， and the corresponding solutions.

Key words： plant； electrical fault； equipment management； power quality