發(fā)電廠電氣運(yùn)行中常見(jiàn)故障問(wèn)題分析

董昶

（蘭州西固熱電有限責(zé)任公司 甘肅蘭州 730060）

發(fā)電廠電氣運(yùn)行中常見(jiàn)故障問(wèn)題分析

董昶

（蘭州西固熱電有限責(zé)任公司 甘肅蘭州 730060）

火力發(fā)電是我國(guó)當(dāng)前主要的發(fā)電形式，其運(yùn)營(yíng)狀況直接影響到電力的及時(shí)供應(yīng)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而發(fā)電廠的正常供電又在一定程度上取決于電氣運(yùn)行質(zhì)量。因此，重視發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的研究具有重要作用。在本案，筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，淺析發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的成因及其應(yīng)對(duì)措施。

火力發(fā)電廠；電氣運(yùn)行故障；成因；處理

引言

電力安全生產(chǎn)是發(fā)電企業(yè)管理水平的綜合體現(xiàn)，而電氣設(shè)備安全管理又是電力安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容，理應(yīng)加以重視。發(fā)電廠的電氣設(shè)備數(shù)量龐大，一旦管理工作不到位，便會(huì)在運(yùn)行中發(fā)生故障，并直接影響到電力企業(yè)的生產(chǎn)利益及正常供電。據(jù)此，為了實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的安全生產(chǎn)目標(biāo)及正常供電，筆者首先分析火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的成因，然后再進(jìn)一步提出應(yīng)對(duì)措施。

1 發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的成因

火電廠電氣設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中難免會(huì)發(fā)生故障，但一旦發(fā)生故障，便極易引起大面積停電及損毀設(shè)備，甚至危及生命財(cái)產(chǎn)安全。通常而言，可將火電廠電氣設(shè)備運(yùn)行故障分為隱性和顯性兩種，其中顯性故障包括發(fā)電機(jī)發(fā)熱或冒煙、接觸點(diǎn)冒出火花、線圈變色、熔斷器斷開(kāi)和斷路器跳閘等；隱性故障包括由電氣元件選型、調(diào)整或參數(shù)設(shè)定不當(dāng)?shù)人碌墓收稀ａ槍?duì)上述方法，可先參考電氣原理圖來(lái)確定故障的范圍，并找出故障點(diǎn)，然后再結(jié)合故障的成因提出應(yīng)對(duì)方案。據(jù)此，筆者針對(duì)以下幾種常見(jiàn)電氣運(yùn)行故障的成因展開(kāi)討論：

（1）電氣設(shè)備溫升過(guò)快。為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的供電需要，火力發(fā)電廠通常需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間且連續(xù)的工作。如此一來(lái)，電氣設(shè)備會(huì)有較大程度的銅鐵耗損，期間設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而受此影響，便會(huì)加快設(shè)備的溫升速度。另外，長(zhǎng)期在這種高溫環(huán)境中工作，會(huì)加快設(shè)備絕緣體的老化程度，并進(jìn)一步影響電氣設(shè)備的運(yùn)行效果，甚至引發(fā)安全事故。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電氣設(shè)備溫升過(guò)快的原因如下：電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，雖然銅鐵能將產(chǎn)生的熱量消耗，但設(shè)備的整體降溫和散熱性較差，同時(shí)電廠未制定科學(xué)的方案來(lái)管理電氣設(shè)備的運(yùn)維，從而導(dǎo)致電氣設(shè)備溫升過(guò)快。

（2）備用電源自動(dòng)切換。為了保證電氣設(shè)備在斷電或停電等條件下仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一般需為發(fā)電機(jī)等設(shè)備配備備用電源。通常而言，火電廠電氣設(shè)備所設(shè)的備用電源分為高、低壓備用電源，其中備用電源的配備數(shù)量由發(fā)電機(jī)的容量、數(shù)量、接線盒控制方式等因素而定。一旦發(fā)電機(jī)在斷電或停電情況下停止工作，便會(huì)自行切換至備用電源，但在這一切換過(guò)程，電氣設(shè)備會(huì)在時(shí)間的推進(jìn)中做遞減運(yùn)動(dòng)。因此，從停止工作到成功切換至備用電源的間隙，電氣設(shè)備的運(yùn)行速度與工作常速間存在較大的差異。如此一來(lái)，在切換至備用電源以后，突然的電壓沖擊會(huì)危及電氣設(shè)備的安全。另外，一旦備用電源的切換耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)或切換無(wú)效，則不僅影響到電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至?xí)痣姎庠O(shè)備重啟困難等系列問(wèn)題。

（3）發(fā)電機(jī)電壓超載。電壓是衡量供電質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)，一旦電壓不穩(wěn)，便會(huì)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)在電壓不穩(wěn)定的狀態(tài)下，其電壓的變化幅值一般比額定值約大±5％。如此一來(lái)，過(guò)高的電壓會(huì)影響發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，并使其勵(lì)磁或轉(zhuǎn)子電流增加，繼而加快轉(zhuǎn)子繞組的溫升速度及老化速度。另外，當(dāng)高壓比額定值高時(shí)，鐵芯的溫升過(guò)快會(huì)使其加速損耗及危及定子絕緣的安全。反之，當(dāng)電壓比額定電壓的90％低時(shí)，便會(huì)使發(fā)電機(jī)定子繞組的鐵芯運(yùn)行在不飽和的狀態(tài)下，繼而引起失步或振蕩等問(wèn)題，其中嚴(yán)重的低壓還應(yīng)降低廠用機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)速和做功及引起定子繞組的溫度比允許值高。在這樣的情況下，電壓的再次升高還會(huì)引起定子繞組的溫度異常。

2 發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的應(yīng)對(duì)措施

為了保證火力發(fā)電廠電氣設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，筆者針對(duì)上述運(yùn)行故障提出如下應(yīng)對(duì)措施：

（1）優(yōu)選冷卻手段，以防電氣設(shè)備過(guò)熱。發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，從而引起自身溫度升高及絕緣層老化速度加快。針對(duì)這一問(wèn)題，筆者認(rèn)為可通過(guò)裝設(shè)高性能的散熱系統(tǒng)來(lái)及時(shí)排出電氣設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的熱量，同時(shí)亦可采取合理的冷卻方法來(lái)冷卻發(fā)熱的電氣設(shè)備。目前，在發(fā)電廠中常用的電氣設(shè)備冷卻方法包括水內(nèi)冷卻法、氫氣冷卻法和密閉式空氣冷卻法。其中，水內(nèi)冷卻法利用了水的散熱能力好這一特征，冷卻效果非常理想且使用過(guò)程安全可靠，目前其在大型的火力發(fā)電廠中得到了廣泛的應(yīng)用；針對(duì)氫氣冷卻法，由于氫氣的自然氣密度極低，則以氫氣為熱量的載體來(lái)冷卻電氣設(shè)備具有極佳的散熱效果及其投入成本也不高，但氫氣是一種可燃性氣體，因此在高溫環(huán)境下極易引發(fā)安全事故；密閉式空氣冷卻法可在冷卻中建立一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)來(lái)防止冷卻介質(zhì)接觸空氣而造成污染，從而避免了堵塞等問(wèn)題對(duì)冷卻效果的不利影響，據(jù)此可將密閉式空氣冷卻法應(yīng)用在發(fā)電環(huán)境惡劣的火力發(fā)電廠中。另外，火力發(fā)電廠在選擇冷卻方式時(shí)應(yīng)結(jié)合自身綜合情況而定。

（2）定期檢修電氣設(shè)備，以保證設(shè)備的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)電廠電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中極易發(fā)生接地線短路、備用電源自動(dòng)跳閘等故障，這不僅會(huì)危及人員和設(shè)備的安全，同時(shí)還會(huì)增加電廠在電氣設(shè)備維修商的經(jīng)濟(jì)投入。對(duì)此：①應(yīng)制定責(zé)任制和操作制度，將責(zé)任具體到個(gè)人及在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，追究責(zé)任人的責(zé)任，同時(shí)要求全廠工作人員按流程操作設(shè)備；②定期維檢修電氣設(shè)備，并及時(shí)處理在檢查中發(fā)現(xiàn)的運(yùn)行故障和安全隱患，同時(shí)詳細(xì)記錄下故障的檢修信息，注意針對(duì)暫時(shí)無(wú)法處理的故障和隱患，應(yīng)采取措施防止其進(jìn)一步擴(kuò)大。比如，針對(duì)母線短路等非外部故障，可通過(guò)重啟主電源來(lái)予以升壓處理，而對(duì)外部故障而言，應(yīng)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行隔離處理。綜上，在火電廠中，對(duì)電氣設(shè)備的定期檢修，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和防控可能存在的安全隱患和運(yùn)行故障。

（3）密切監(jiān)視發(fā)電機(jī)的電壓變化。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)的電壓一旦失穩(wěn)，便會(huì)危及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量及使用壽命，因此應(yīng)加以重視。引起發(fā)電機(jī)電壓失穩(wěn)得原因很多，而在當(dāng)前的技術(shù)條件下，發(fā)電機(jī)電壓失穩(wěn)故障的處理是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程。因此，在火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備安全管理中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)其電壓異常，應(yīng)立即發(fā)電機(jī)及其關(guān)聯(lián)設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，注意在必要時(shí)可通過(guò)切斷一些負(fù)電荷來(lái)恢復(fù)電壓，同時(shí)亦可在條件允許時(shí)，通過(guò)緊急拉閘來(lái)保證火力發(fā)電廠的安全生產(chǎn)。此外，通過(guò)安裝保護(hù)裝置亦可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電機(jī)電壓的目的，注意嚴(yán)控保護(hù)裝置的啟動(dòng)時(shí)間，以保證其作用的充分發(fā)揮。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，在電力技術(shù)不斷發(fā)展的今天，火電廠電氣系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜化，而在其運(yùn)行中出現(xiàn)的故障也呈現(xiàn)出多樣化的特征。因此，為了保證火力發(fā)電廠電氣設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)重視對(duì)常見(jiàn)運(yùn)行故障的研討和處理，比如文中所述的電氣設(shè)備溫升過(guò)快、備用電源自動(dòng)切換和發(fā)電機(jī)電壓超載等。對(duì)此，首先應(yīng)積極開(kāi)展定期維檢工作，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及將故障造成的損失降至最低；其次是結(jié)合故障的成因提出針對(duì)性的解決方案；第三是做好預(yù)防工作，比如提高設(shè)備的技術(shù)含量、健全管理制度及加強(qiáng)電氣設(shè)備的安全管理等。

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1004-7344（2016）23-0117-02

2016-7-23