火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行安全管理與常見(jiàn)故障處理

徐敏超

摘 要：在火電廠(chǎng)的日常運(yùn)行中，電氣運(yùn)行安全管理和電氣設(shè)備的故障處理占有舉足輕重的作用，基于此，文章論述了電氣安全運(yùn)行管理的重要作用、方法以及火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行中常見(jiàn)的故障及處理方法。

關(guān)鍵詞：電氣運(yùn)行；安全管理；故障處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）23-0087-02

在火電廠(chǎng)的日常生產(chǎn)運(yùn)行中，電氣設(shè)備安全運(yùn)行與全廠(chǎng)的安全生產(chǎn)息息相關(guān)，對(duì)于電氣運(yùn)行安全管理必須予以高度重視，要嚴(yán)格落實(shí)各部門(mén)的安全管理職責(zé)，及時(shí)處理設(shè)備故障，保障設(shè)備的健康運(yùn)行，從而避免電力安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，對(duì)提高火電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有重要作用。

1 火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行安全管理的作用

1.1 社會(huì)各行業(yè)不斷發(fā)展的重要?jiǎng)恿?/p>

在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中，電力能源是重要的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用。如果電力安全運(yùn)行得不到可靠保障，不但對(duì)火電企業(yè)自身造成重大經(jīng)濟(jì)損失，還有可能對(duì)社會(huì)上電力用戶(hù)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，甚至造成不良的政治影響。因此，做好火電廠(chǎng)的電氣運(yùn)行安全管理工作，保證火電廠(chǎng)的正常運(yùn)行，提供充足的電力能源，是社會(huì)各行業(yè)不斷發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，有著重要的社?huì)服務(wù)職能，是保障各行業(yè)安全生產(chǎn)的重要條件。

1.2 提高火電廠(chǎng)自身的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

在電力產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，火電廠(chǎng)的單機(jī)裝機(jī)容量越來(lái)越大，電氣設(shè)備的安全運(yùn)行顯得尤為重要。電氣主設(shè)備一旦發(fā)生故障，輕則影響部分電量送出，嚴(yán)重的則迫使整臺(tái)機(jī)組停運(yùn)，極端情況下有可能造成全廠(chǎng)所有機(jī)組被迫停運(yùn)，不但影響火電廠(chǎng)自身的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成一定的威脅。所有說(shuō)，保證火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行的安全，不僅能夠提高火電廠(chǎng)自身經(jīng)濟(jì)效益，還能間接地提高社會(huì)效益。

2 火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行安全的管理方法

目前，我公司現(xiàn)有2臺(tái)330 MW發(fā)電機(jī)組，結(jié)合我公司實(shí)際情況，來(lái)談一談電氣運(yùn)行安全管理常規(guī)應(yīng)采取方法。

2.1 認(rèn)真做好運(yùn)行監(jiān)視與現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查工作

我公司兩臺(tái)330 MW發(fā)電機(jī)組均為哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)的產(chǎn)品，發(fā)電機(jī)定子引出線(xiàn)經(jīng)分相封閉母線(xiàn)與主變壓器相連接，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁采用自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)的冷卻方式為水-氫-氫，即定子繞組（包括定子線(xiàn)圈、定子引線(xiàn)、定子出線(xiàn)）采用水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷，定子鐵芯及結(jié)構(gòu)件采用氫氣表面冷卻。對(duì)于發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫氣采用雙流環(huán)式油密封，通過(guò)軸頸與密封瓦之間的油膜阻止氫氣外逸。在發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行中，必須加強(qiáng)DCS上數(shù)據(jù)監(jiān)視，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的巡查，確保主設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)在正常值之內(nèi)。如發(fā)現(xiàn)偏差，要立即分析原因并進(jìn)行調(diào)整，使之恢復(fù)正常。要嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)的漏氫量，并加強(qiáng)密封油壓及油水分離器的監(jiān)視，當(dāng)密封油壓不正常時(shí)，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)漏氫量增大或發(fā)電機(jī)進(jìn)油，而油脂對(duì)絕緣材料有很大損傷。一旦發(fā)現(xiàn)油水分離器內(nèi)有油，必須及時(shí)放出，并查明原因加以消除。對(duì)于輔助電氣設(shè)備的監(jiān)視與巡查，重點(diǎn)就是電動(dòng)機(jī)。在DCS上正?？梢员O(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電流，大容量電動(dòng)機(jī)還可以監(jiān)視到電動(dòng)機(jī)軸承的振動(dòng)、溫度以及線(xiàn)圈溫度。但是有很多項(xiàng)目必須依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)的巡查，例如軸承油位、電機(jī)運(yùn)行中的聲音、無(wú)遠(yuǎn)程監(jiān)控的電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)情況等。只有輔助設(shè)備運(yùn)行正常了，才能確保主設(shè)備正常運(yùn)行。在運(yùn)行監(jiān)視與現(xiàn)場(chǎng)巡查中，還必須輔以抄錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)表，有時(shí)通過(guò)表上的連續(xù)的數(shù)據(jù)變化，可以及時(shí)分析出不正常的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 做好電氣設(shè)備定期切換與試驗(yàn)工作

對(duì)于電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)，做好電氣設(shè)備定期切換與試驗(yàn)工作也很重要，這一工作主要是針對(duì)備用設(shè)備的。主要工作有測(cè)量電氣備用設(shè)備絕緣、試運(yùn)或切換至備用設(shè)備運(yùn)行，以保證備用設(shè)備始終處于健康備用狀態(tài)，隨時(shí)隨地可以啟動(dòng)運(yùn)行，確保關(guān)鍵時(shí)刻能頂上去，從而保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。

2.3 加強(qiáng)絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

絕緣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主要針對(duì)發(fā)電機(jī)。我公司發(fā)電機(jī)安裝了型號(hào)為FRJ-ⅡA的發(fā)電機(jī)絕緣過(guò)熱監(jiān)測(cè)裝置。該裝置可以在線(xiàn)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部絕緣過(guò)熱事故隱患，是早期診斷發(fā)電機(jī)絕緣過(guò)熱故障的一種裝置。通過(guò)故障采樣，經(jīng)過(guò)質(zhì)譜分析，能夠區(qū)分發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒、鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組等不同部位的絕緣過(guò)熱故障。當(dāng)裝置發(fā)生報(bào)警時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)觀(guān)察發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)變化，特別注意濕度檢測(cè)、風(fēng)溫變化及發(fā)電機(jī)本體有無(wú)異常情況，檢查絕緣有無(wú)過(guò)熱異常，檢查裝置本身有無(wú)缺陷，注意報(bào)警頻次的發(fā)展，分析故障曲線(xiàn)變化規(guī)律，必要時(shí)進(jìn)行取樣分析工作。

3 火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行中的常見(jiàn)故障及處理方法

在火電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中，電氣設(shè)備出現(xiàn)故障是很常見(jiàn)的現(xiàn)象，但要保證整個(gè)機(jī)組能夠連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行，就需要有相應(yīng)的措施予以解決。下面就火電廠(chǎng)常見(jiàn)的一些電氣故障進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

3.1 發(fā)電機(jī)發(fā)生振蕩及處理

發(fā)生這種情況，往往是受到外界的強(qiáng)烈擾動(dòng)引起的。發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象主要有：定子電流顯示值迅速變化，有超過(guò)正常值的情形；發(fā)電機(jī)的電壓表顯示值迅速變化，經(jīng)常是電壓降低；轉(zhuǎn)子電流顯示值在正常值附近變化；發(fā)電機(jī)發(fā)生轟鳴音，其節(jié)奏與上列各項(xiàng)表計(jì)的擺動(dòng)合拍。

常規(guī)處理方法是：應(yīng)立即降低發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷，增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，以便將發(fā)動(dòng)機(jī)拉入同步；若發(fā)電機(jī)勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作，則不得隨意干涉，20 s后強(qiáng)勵(lì)仍不返回，應(yīng)手動(dòng)解除強(qiáng)勵(lì)，如經(jīng)上述處理仍不能恢復(fù)正常時(shí)，應(yīng)將發(fā)電機(jī)解列滅磁。

3.2 發(fā)電機(jī)YH電壓回路斷線(xiàn)及處理

發(fā)電機(jī)YH回路斷線(xiàn)，在我公司機(jī)組運(yùn)行中也多次發(fā)生，基本都是高壓熔絲熔斷引起的。下面就我公司的機(jī)組配置，來(lái)簡(jiǎn)單分析一下。發(fā)電機(jī)出口一般設(shè)有三組YH，主要供給測(cè)量、保護(hù)及勵(lì)磁調(diào)節(jié)使用。發(fā)電機(jī)YH電壓回路斷線(xiàn)時(shí)，正常情況下都是熔絲爆斷引起的，以一次側(cè)高壓熔絲爆斷居多。

發(fā)生此情況時(shí)，必須根據(jù)相關(guān)報(bào)警信號(hào)，準(zhǔn)確判斷是哪一組YH發(fā)生斷線(xiàn)，在停用YH準(zhǔn)備更換熔絲時(shí)，如涉及到保護(hù)，必須將相關(guān)保護(hù)解除，更換正常后，待YH投入運(yùn)行時(shí)再投入相關(guān)保護(hù)。在處理過(guò)程中，如果發(fā)生判斷失誤，則有可能造成停機(jī)事故。

3.3 發(fā)電機(jī)集電環(huán)、碳刷發(fā)熱、冒火嚴(yán)重及處理

當(dāng)發(fā)電機(jī)集電環(huán)、滑環(huán)碳刷發(fā)熱、冒火嚴(yán)重時(shí)，如不及時(shí)處理，有可能進(jìn)一步造成滑環(huán)環(huán)火，造成勵(lì)磁系統(tǒng)短路或集電環(huán)燒毀，使機(jī)組被迫停運(yùn)。

對(duì)此可采取以下的預(yù)防檢查與處理方法：每天定時(shí)測(cè)量碳刷的溫度、電流、振動(dòng)，對(duì)振動(dòng)、溫度過(guò)高過(guò)低、電流過(guò)高過(guò)低的碳刷進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)整和檢查，通過(guò)提拉碳刷，使其接觸良好；更換過(guò)短、搖擺、卡澀的碳刷，如彈簧壓力不均，則聯(lián)系檢修人員更換彈簧；如電流不高，溫度卻很高，可能摩擦阻力大，可先取下或重新研磨。如發(fā)熱嚴(yán)重或有火花，應(yīng)立即采取降溫措施，可以用毛刷沾少許凡士林，對(duì)集電環(huán)、碳刷進(jìn)行降溫，如集電環(huán)表面不清潔，可用白布擦試，如無(wú)效可沾微量工業(yè)酒精擦凈油垢，但要注意防止白布卷入轉(zhuǎn)動(dòng)大軸內(nèi)，或外接軸流風(fēng)扇降溫；另外，要快速降低勵(lì)磁電流，使火花減少，如打火嚴(yán)重已形成環(huán)火，應(yīng)立即停機(jī)處理，以防嚴(yán)重?zé)齻姯h(huán)。需要注意的是，在運(yùn)行的集電環(huán)上工作，應(yīng)穿絕緣鞋，并站在絕緣橡膠皮墊上，當(dāng)勵(lì)磁回路有一點(diǎn)接地時(shí)，禁止同時(shí)兩手碰觸不同極的帶電部分或一手碰地，以防觸電。

3.4 電動(dòng)機(jī)故障及處理

電動(dòng)機(jī)故障是火電廠(chǎng)電氣運(yùn)行中最常見(jiàn)的故障，故障發(fā)生率高，因此故障發(fā)生后，必須及時(shí)進(jìn)行處理，以免影響范圍擴(kuò)大。對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)，最常見(jiàn)的就是絕緣低、軸承溫度高及振動(dòng)大。

電機(jī)絕緣不合格，就不能啟動(dòng)，必須進(jìn)行處理，主要的方法就是烘烤法，在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部空間內(nèi)加電加熱裝置進(jìn)行烘烤，如長(zhǎng)時(shí)間烘烤仍然效果不好，可以考慮脫開(kāi)電機(jī)接線(xiàn)盒內(nèi)電源電纜接頭，向電動(dòng)機(jī)定子繞組內(nèi)通入低壓交流電，利用電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈自身發(fā)熱來(lái)驅(qū)逐濕氣，恢復(fù)絕緣。

在日常運(yùn)行中，我們也應(yīng)該養(yǎng)成良好的習(xí)慣，當(dāng)高壓電動(dòng)機(jī)停運(yùn)后，應(yīng)及時(shí)投入保溫裝置，并確保保溫裝置運(yùn)行正常。電動(dòng)機(jī)軸承溫度高，往往是軸承缺油或者受環(huán)境溫度影響，因此應(yīng)定期對(duì)電機(jī)軸承進(jìn)行加油維護(hù)。在環(huán)境溫度高且通風(fēng)不良的情況下，可以用外接壓縮空氣對(duì)電機(jī)軸承進(jìn)行吹風(fēng)冷卻，也有不錯(cuò)的效果。對(duì)于電動(dòng)機(jī)振動(dòng)大，首先要排除是否所帶的機(jī)械負(fù)載振動(dòng)引起的，如不是，應(yīng)檢查固定電動(dòng)機(jī)的底腳螺絲是否松動(dòng)，并進(jìn)一步檢查電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有沒(méi)有竄軸現(xiàn)象。

3.5 其他故障及處理

低壓電動(dòng)機(jī)的故障，除了上述的高壓電動(dòng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)故障也會(huì)出現(xiàn)在低壓電動(dòng)機(jī)上，還有下列一些常見(jiàn)故障或常見(jiàn)因素容易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)故障。

①繞組短路或開(kāi)路。短路分為相間短路和匝間短路。繞組出現(xiàn)短路后，在短路線(xiàn)匝內(nèi)產(chǎn)生很大的環(huán)流，使繞組產(chǎn)生高熱以致絕緣變色焦脆、冒煙直至燒毀，發(fā)出焦味。處理方法就是對(duì)損壞的繞組進(jìn)行更換。繞組開(kāi)路多發(fā)生在各繞組連接線(xiàn)的焊接頭，由于焊接工藝不良或者繞組短路接地而引起繞組導(dǎo)線(xiàn)燒斷。一相繞組開(kāi)路就不能啟動(dòng)，如果正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有一相開(kāi)路時(shí)，電機(jī)可能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但電流增大，并發(fā)出嗡嗡聲，如果負(fù)載較大，可在幾分鐘內(nèi)將尚未開(kāi)路的兩相繞組燒壞，處理方法就是更換繞組。

②電源電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒壞。當(dāng)電壓比額定值低10%時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩就會(huì)大大降低，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定的情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就會(huì)降低，這時(shí)轉(zhuǎn)差率增大，勢(shì)必造成電動(dòng)機(jī)溫升增高，嚴(yán)重時(shí)往往因過(guò)熱時(shí)間長(zhǎng)而燒壞繞組。當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，激磁電流增大，電動(dòng)機(jī)會(huì)過(guò)分發(fā)熱，危及電動(dòng)機(jī)繞組絕緣，使其有被擊穿的可能。針對(duì)這種情況，應(yīng)及時(shí)調(diào)整廠(chǎng)用電母線(xiàn)電壓，使電源電壓不超過(guò)額定值±5%，只有這樣，才能使電動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)。

③電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行導(dǎo)致?lián)p壞。在我公司，根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)，造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行的主要原因有：刀閘或起動(dòng)設(shè)備的觸頭燒傷、松動(dòng)、接觸不良，造成一相不通電；熔斷器的熔體接觸不良、熔體電流選擇過(guò)小或安裝時(shí)受到機(jī)械損傷，雖然當(dāng)時(shí)未斷開(kāi)，但在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中受電流的電動(dòng)力作用而熔斷，造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行；電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期使用使繞組的內(nèi)部接頭或引線(xiàn)松脫或局部過(guò)熱使接頭脫焊。針對(duì)上述原因，可以在電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相故障時(shí)，檢查熔斷器的熔體是否熔斷、起動(dòng)器的觸頭是否接觸良好、三相繞組中各相有無(wú)斷路現(xiàn)象，如能做到，則可大大減少低壓電動(dòng)機(jī)燒毀的臺(tái)數(shù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，為了保證火電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)組能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，必須要加強(qiáng)電氣運(yùn)行的安全管理，加強(qiáng)監(jiān)視與巡查，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備隱患，快速查出故障原因，有效地處理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫海明.關(guān)于電廠(chǎng)電氣運(yùn)行的安全管理思考[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，（22）.

[2] 趙家禮.電動(dòng)機(jī)故障診斷與修理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.