火力發(fā)電廠電氣運行中故障原因及應對措施淺探

江蘇華電揚州發(fā)電有限公司 黃長春

火力發(fā)電廠電氣運行中故障原因及應對措施淺探

江蘇華電揚州發(fā)電有限公司 黃長春

火力發(fā)電是我國最基本的發(fā)電方式，高效的電氣運行是影響保障發(fā)電質量的重要因素。然而在發(fā)電廠實際的電氣運行中，由于各種原因造成了電氣運行的故障，意味著發(fā)電質量受到不同程度的影響。本文從故障類型層面分析故障原因，并提出應對措施，為現(xiàn)實的電氣運行提供理論借鑒。

發(fā)電機；電氣運行；故障；措施

隨著我國機電設備的運用發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活的用電需求日益增長?；鹆Πl(fā)電廠承擔了最重要的發(fā)電責任，而發(fā)電機械設備的有效運行提高了我國的總發(fā)電水平，滿足了人民的用電需求，保障了人們生活生產(chǎn)的持續(xù)進行。發(fā)電廠的電氣的穩(wěn)定運行，既能保障電廠工作人員的人身安全，又能提高工作效率。然而在現(xiàn)實的發(fā)電過程中，難免出現(xiàn)故障，這些故障降低了發(fā)電效率，分析故障的發(fā)生原因、提出適當?shù)慕鉀Q措施引起了社會各界的廣泛的關注，發(fā)電廠的電氣運行故障成為了電廠迫切需要解決的重要問題。

1. 對火力發(fā)電廠電氣運行故障的原因分析

1.1 發(fā)電機高溫故障

火力發(fā)電廠的發(fā)電機處在高速運轉的情況，不能處理好發(fā)電機周邊環(huán)境以及發(fā)電機本身溫度控制，容易造成發(fā)電機溫度超標。發(fā)電機在超長時間的運轉下，沒能得到替代休息，而發(fā)電機本身的銅鐵材質也在超長時間的損耗，損耗的能量沒能轉化成電能，而是轉換成熱能，造成發(fā)電機機身發(fā)熱，溫度過高。而且部分發(fā)電機存在老化現(xiàn)象，絕緣體通過多次摩擦失去了絕緣電能的作用，加速了發(fā)電機機身銅鐵材質運轉。同時，發(fā)電機所處在高溫作業(yè)的運轉環(huán)境，時刻需要冷卻系統(tǒng)對發(fā)電機降溫，當冷卻系統(tǒng)運行出現(xiàn)狀態(tài)存在缺陷，散發(fā)的熱量不能完全的冷卻，更易造成發(fā)電機溫度上升。

1.2 電氣接地故障

在發(fā)電廠中，為了保護工作人員的人身安全，通常采取電氣接地的方式，電氣接地的操作是一項有技術含量的接地操作。隨著我國家庭電子設備增加，對電力需求加大，加速了電力系統(tǒng)的運轉，過大的電力需求，增加了電力系統(tǒng)的用電負荷和電壓等級，容易造成電力系統(tǒng)內(nèi)部短路故障。根據(jù)電流分為直流電和交流電的兩種形式，接地故障分為直流接地故障和交流接地故障。直流接地故障指的是由于直流系統(tǒng)內(nèi)部某個位置出現(xiàn)的短路情況，但仍不影響整個直流系統(tǒng)的運行，這時候如果工作人員采取不恰當?shù)慕拥夭僮?，增加了工作人員的安全風險。交流接地故障出現(xiàn)原因是由于發(fā)電機長時間運轉，部分絕緣體失去保護作用，導致發(fā)電機的交流系統(tǒng)出現(xiàn)繞組接觸，或是發(fā)電機機身外殼相互接觸，造成交流系統(tǒng)短路。

1.3 備用電源的切換故障

發(fā)電廠對每個發(fā)電機都會準備備用電源，以防發(fā)電機電源出現(xiàn)故障，及時采用備用電源進行持續(xù)發(fā)電。而備用電源在啟動過程中都是自動切換，自動切換過程中產(chǎn)生的時間差是造成備用電源切換故障的主要原因。發(fā)電機異常斷電后，發(fā)動機并未馬上停止運轉，高速運轉的發(fā)動機在接入備用電源母線這個時間內(nèi)，增加了一個電源的負荷，這個時間差內(nèi)相當于兩個電源接入發(fā)動機，容易增大發(fā)電機的電壓，造成高負荷運轉的異常故障。同時，我國的高低壓備用電源都是采取統(tǒng)一標準，備用電源的數(shù)量受到發(fā)電機數(shù)量、主接線類型等因素的影響，正確無誤的選擇備用電源的切換，是對發(fā)電機異常斷電時實現(xiàn)補救措施一大挑戰(zhàn)，如果自動切換備用電源出現(xiàn)不適應，極大的影響了電氣的順利運行的。

1.4 電壓值的波動故障

電壓值的穩(wěn)定性是保證發(fā)電質量的關鍵。在一般情況下，電壓值是在波動的范圍內(nèi)是可控的，在允許范圍內(nèi)電壓波動是電壓值穩(wěn)定性的具體表現(xiàn)。然而當出現(xiàn)電壓波動故障時，既電機的電壓值上下波動超過允許范圍內(nèi)的額定電壓的5%，容易造成電機本身發(fā)電異常，影響發(fā)電質量。具體而言，當電壓值過高，會增大電機的轉子電子流，加速運轉的轉子電子流進而導致電機電流溫度升高。當電壓值過低，電機的定子鐵芯運轉速度減緩，運轉效率低下會導致電機內(nèi)部震蕩，不利于電機的發(fā)電運行。

2. 火力發(fā)電廠電氣運行故障的對策分析

2.1 采取科學合理的冷卻方法

發(fā)電機長時間的運轉損耗的能量沒能得到利用，變成了熱量，提高了發(fā)電機本身的溫度，因此，采取科學合理的降溫方式，運用準確的冷卻方法，對熱能進行轉換，降低周圍溫度，疏散多余的熱量，保持發(fā)電機在恒溫的理想狀態(tài)。定期對絕緣材料檢修，出現(xiàn)絕緣材料老化、失效的情況，及時更換，避免因絕緣材料的運轉摩擦產(chǎn)生熱量。通常來說，發(fā)電機冷卻有三種方法：空氣冷卻、氫氣冷卻和水內(nèi)冷卻。每種冷卻方法有其優(yōu)缺點，結合發(fā)電機的大小、數(shù)量、型號、性能等特殊情況選擇對應的冷卻方法?？諝饫鋮s法是基于環(huán)保安全考慮的方法，具體就是在發(fā)電機所處的環(huán)境形成封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)，冷卻介質與外界空氣隔離，避免因冷卻介質與其他介質發(fā)生反應而造成的環(huán)境污染和安全事故。氫氣冷卻法有較好的冷卻效果，但由于氫氣的危險系數(shù)較高，易發(fā)生爆炸，因此該冷卻法對人員操作要求高。水內(nèi)冷卻法是一種對大型的發(fā)電機組有突出的冷卻效果的方法，但對水存量要求高，冷卻之后的水利用是值得思考的問題。

2.2 加強接地線的前期設計

接地線保證工作人員人身安全的原理是，利用人體電阻和接地電阻并聯(lián)，利用電阻與電流成反比的原理，保證流經(jīng)人體的電流最小，進而保障人員安全。因此，接地線的設計尤為重要，接地線的路線類型設計，決定著接地電阻的大小，進而影響并聯(lián)電路中經(jīng)過人體電阻的電流大小。科學合理的接電地線設計，應采用環(huán)路式的接地線設計，這種類型接地線設計，可靠性能高，不僅能減少電壓值，還能降低故障損耗。加強對直流電接地和交流電接地兩系統(tǒng)的報警保護，一旦故障，出現(xiàn)接地程序異常，同時啟動報警程序，人員處理不妥當，報警系統(tǒng)自動運行，使用現(xiàn)代化的手段降低對人身安全的影響。

2.3 定期進行發(fā)電設備的檢修

發(fā)電設備由于發(fā)熱、短路等各種情況造成內(nèi)部故障，自動跳閘系統(tǒng)啟動，從而切換至備用電源。即使是切換至備用電源，能保持電氣的持續(xù)運行，但切換電源這一過程必定是帶來一定不可避免的損耗，對發(fā)電機組就是一種損害，這是不能控制的損耗因素。定期檢修發(fā)電設備成為了一項基礎性的工作，電廠的人員必須重視此項基礎工作，從前期準備階段減低設備跳閘的風險。分析發(fā)電設備跳閘的原因，通常是短路故障造成，若是外部故障，則分析母線短路成因，采取對應的解決措施；若是內(nèi)部故障，則分析分析定則繞組接地等短路原因；若是一般的可控制故障，及時采取設備維修操作，保持設備使用固有電源繼續(xù)穩(wěn)定運行，減少使用備用電源的頻率，降低低切換備用電源帶來的突發(fā)電壓升高的風險。

2.4 加強對電壓值監(jiān)視

電壓值的異常波動是可控的，必須加強對電壓值波動的嚴密監(jiān)視，即使在我國部分發(fā)電廠中已經(jīng)采用自動化技術對電壓值的穩(wěn)定性進行操控，但不可避免的出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰等問題，導致自動化程序異常，沒能起到對電壓值實時監(jiān)控的目的。因此，強化人為的監(jiān)視作用，才能保證電壓值的波動在可視范圍內(nèi)，隨時進行異常狀況的緊急處理。這種嚴格的監(jiān)視強調(diào)了人的作用，必要時加強對工作人員的應急能力的培訓，一旦電壓波動異常，可采取切斷部門的負電荷、拉閘等手段，把電壓值控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)，同時啟用電壓保護程序，發(fā)揮保護裝置的作用，避免再次出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況。

3. 結束語

總之，發(fā)電廠的發(fā)電效率的提高，很大程度依賴于人力資源、依賴于科學技術。因此加強對電氣運行故障的科學分析，使用現(xiàn)代科技手段降低故障的發(fā)生概率，引起先進的發(fā)電機械設備，實現(xiàn)科學化的發(fā)電管理。電氣化的平穩(wěn)運行，要求發(fā)電廠建設一支技術豐富的發(fā)電技術隊伍，培養(yǎng)技術人員安全責任意識，牢記安全發(fā)電是發(fā)電廠重要的工作原則，既能保證工作人員安心工作，又能促進發(fā)電廠更好的發(fā)展。

[1]李濤.淺談火力發(fā)電廠電氣運行中的故障及應對措施[J].大科技,2013(33).

[2]華鑫.淺談火力發(fā)電廠電氣運行中的故障及解決對策[J].科學之友,2013(2):110-111.

[3]林玲.淺談火力發(fā)電廠電氣運行中的故障及解決措施是[J].中國電子商務,2014(14).