電廠電氣運行故障原因分析及避免措施

俞戴林

摘要：雖然目前我國的電力行業(yè)發(fā)展非常迅速，但是仍然存在一些問題需要去做出解決，一般情況下我國的發(fā)電方式還是火力發(fā)電，這樣的發(fā)電成本比較少，而且我國擁有大量的煤炭資源，而且發(fā)電過程當(dāng)中產(chǎn)生的蒸汽也會得到很好的利用，所以這樣的發(fā)電方式得到了廣泛運用，我國的火力發(fā)電技術(shù)得到了非常大的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模也比以前大的多。本文著重研究了發(fā)電過程當(dāng)中出現(xiàn)的一些問題，主要詳細(xì)研究了電廠電氣運行過程當(dāng)中出現(xiàn)的一些異常狀況，并且給出一些切實可行的方案。

關(guān)鍵詞：電氣運行；運行故障；分析

1 電廠電氣設(shè)備簡介

電廠使用的相關(guān)電氣裝置非常的多，主要可以分成一次電氣設(shè)備和二次電氣設(shè)備。

1.1 一次設(shè)備

一次設(shè)備主要指的是生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備。 主要包括以下設(shè)備：

生產(chǎn)電能和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備、聯(lián)通和切斷電能電路的設(shè)備、限制故障電流和防御過高電壓的保護(hù)電氣設(shè)備、各種電器和載流導(dǎo)體、各種互感器、各種無功補償設(shè)備、各種接地裝置

1.2 二次電氣設(shè)備

二次電氣設(shè)備是指對一次電氣設(shè)備和運行系統(tǒng)運行的狀態(tài)進(jìn)行測量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備。具體包括以下設(shè)備：

1.2.1 測量使用的各種儀表：電壓表、電流表、頻率表、功率表及電能表等。

1.2.2 各種繼電保護(hù)裝置、自動裝置及遠(yuǎn)傳裝置等。

1.2.3 直流電源裝置，其中包括：直流發(fā)電機(jī)組、蓄電池機(jī)組和整流裝置等。

1.2.4 操作用的電氣、信號設(shè)備和控制電纜等。

2 電廠電氣設(shè)備在運行中容易發(fā)生的一些電氣事故

對于電力行業(yè)的發(fā)展來說，電氣設(shè)備非常的重要，可以說電氣設(shè)備如果出現(xiàn)故障，那么將會給電力行業(yè)帶來嚴(yán)重的不良影響，它的作用非常的明顯，就是把得到的電很好的供應(yīng)給所需要電的客戶，生產(chǎn)的電一定要符合一些相關(guān)規(guī)定，不僅要使得質(zhì)量可以過關(guān)而且必須要有足夠的安全性，這樣就可以給客戶帶來非常好的電能，而且再出現(xiàn)一些不良狀況的時候可以在第一時間找出一些原因并且盡量做出努力來使得這些不良狀況可以得到及時解決。經(jīng)常會出現(xiàn)的一些不良狀況主要有以下幾方面：

2.1 發(fā)電機(jī)組運行過程當(dāng)中溫度比起平常時高了許多，電壓參數(shù)也是忽上忽下不夠穩(wěn)定。在所有的發(fā)電設(shè)備當(dāng)中，發(fā)電機(jī)組對于發(fā)電過程起著非常重要的作用，扮演著非常重要的角色，因為它時刻工作，非常長時間的進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，因此就會使得機(jī)體溫度變得特別高，因為高速旋轉(zhuǎn)使得銅和鐵損耗非常大，而且還會產(chǎn)生非常大的熱能，一旦沒有對這些熱能做出很好的處理，機(jī)組的所有配件都會變得越來越差，這樣就會使得機(jī)組壽命大大縮短，而且還會使得電壓不穩(wěn)定的情況發(fā)生，一旦發(fā)生電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)電系統(tǒng)也將變得不再穩(wěn)定，不僅會導(dǎo)致機(jī)組安全事故的出現(xiàn)，而且還會導(dǎo)致客戶電器設(shè)備損壞的現(xiàn)象發(fā)生，為電力企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這就會給相關(guān)企業(yè)帶來嚴(yán)重的不良影響。

2.2 發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)碳刷著火事故的發(fā)生。發(fā)電機(jī)運行中滑環(huán)碳刷冒火是常見的故障之一，如果不及時的發(fā)現(xiàn)和采取有效的控制，就會引發(fā)滑環(huán)碳刷著火事故的發(fā)生，會造成機(jī)組被迫停機(jī)，緊急停機(jī)不僅影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)，而且對發(fā)電機(jī)本身也將產(chǎn)生重大危害。

2.3 發(fā)電廠發(fā)電電源及自備電源的不合理切換。在一般情況下，為了保證發(fā)電廠的正常運行，防止由于發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時造成鍋爐等其它系統(tǒng)的被迫停機(jī)，每個發(fā)電廠都有與外網(wǎng)連接電源，當(dāng)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障時，應(yīng)立刻將廠用電源切換到外網(wǎng)電源，從而保證鍋爐等其它系統(tǒng)正常運行。按照安全操作規(guī)程的要求，電源的切換分為手動切換和自動切換兩種。切換又分為正常切換和事故切換。切換的方式分為：快速切換、延時切換、同時捕捉切換和殘壓切換，在操作時不按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，就會容易發(fā)生安全事故或者停機(jī)事故。

3 對電氣運行故障進(jìn)行分析

3.1 發(fā)電機(jī)組運行過程當(dāng)中溫度比起平常時高了許多，電壓參數(shù)也是忽上忽下不夠穩(wěn)定。因為它時刻工作，非常長時間的進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，因此就會使得機(jī)體溫度變得特別高，因為高速旋轉(zhuǎn)使得銅和鐵損耗非常大，而且還會產(chǎn)生非常大的熱能，一旦沒有對這些熱能做出很好的處理，機(jī)組的所有配件都會變得越來越差，這樣就會使得機(jī)組壽命大大縮短，而且還會使得電壓不穩(wěn)定的情況發(fā)生，一旦發(fā)生電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)電系統(tǒng)也將變得不再穩(wěn)定，不僅會導(dǎo)致機(jī)組安全事故的出現(xiàn)，而且還會導(dǎo)致客戶電器設(shè)備損壞的現(xiàn)象發(fā)生，為電力企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這就會給相關(guān)企業(yè)帶來嚴(yán)重的不良影響。如2018年某電廠某發(fā)電機(jī)中性點B相軟連接因電氣預(yù)防性試驗工作需要拆接后接觸電阻大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運行中，中性點軟連接發(fā)生局部過熱至燒毀，造成機(jī)組故障解列。又如2018年某電廠主接線采用3/2接線方式，在機(jī)組停機(jī)的過程中由于三相閘刀未分閘到位，當(dāng)進(jìn)行母線恢復(fù)正常狀態(tài)操作中，主開關(guān)合閘時引起閘刀斷口拉弧，造成發(fā)電機(jī)倒送電，雖然主保護(hù)動作但由于出口壓板斷開，后備保護(hù)由于閘刀二次輔助接點未翻轉(zhuǎn)又造成實際未能投入，結(jié)果發(fā)電機(jī)從盤車狀態(tài)，轉(zhuǎn)速突然上升至1100rpm.引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子劇烈振動，導(dǎo)致密封瓦磨損，氫氣外泄，發(fā)生氫爆，機(jī)組頂棚塌陷，設(shè)備嚴(yán)重受損。

3.2 發(fā)電機(jī)組的滑環(huán)碳刷著火事故的發(fā)生。由于發(fā)電機(jī)組的高速度旋轉(zhuǎn)，電流分布不均勻，

碳刷產(chǎn)生輕微震動，偏離集電環(huán)，壓簧的彈性由于長時間使用而失去正常的彈性，使碳刷頭部磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生的污垢沒有及時的清理一旦達(dá)到著火點事故就此發(fā)生。如1994年某電廠機(jī)組因發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子碳刷電流分布嚴(yán)重不均勻，造成單一碳刷發(fā)熱嚴(yán)重導(dǎo)致燒紅，加之運行人員處理更換碳刷方法錯誤，其它碳刷打火形成集電環(huán)嚴(yán)重環(huán)火，發(fā)電機(jī)失去勵磁，導(dǎo)致機(jī)組解列。

3.3 發(fā)電廠發(fā)電電源及自備電源的不合理切換。為什么在電源切換過程中會發(fā)生故障呢？

因為當(dāng)由于種種原因發(fā)電機(jī)組需要停機(jī)時，為了不影響鍋爐等其它系統(tǒng)的正常生產(chǎn)，需要將電源切換到外網(wǎng)時，如果不采用快速切換的方式進(jìn)行切換，隨著停電時間的延時，其它電動機(jī)仍然在高速旋轉(zhuǎn)，因此出現(xiàn)殘壓的現(xiàn)象，如果電壓沒有衰減到一定程度時合閘，就會造成事故的發(fā)生。

4 對電力故障采取的相應(yīng)措施

4.1 必須持續(xù)不斷加強安全技術(shù)培訓(xùn)，通過班組安全學(xué)習(xí)、員工崗位技能培訓(xùn)等活動提升人員安全技術(shù)素養(yǎng)，扎實做好“三基”工作，即基礎(chǔ)、基層、基本功。檢修要完善檢修管理標(biāo)準(zhǔn)，加強對設(shè)備檢修工藝情況進(jìn)行檢查，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量工藝“三級驗收”程序。在運行中對發(fā)電機(jī)組的溫度要及時的進(jìn)行測量與監(jiān)視，在一些重點部位如中性點出線柜、發(fā)電機(jī)出口封母處增加安裝紅外溫度監(jiān)測裝置，監(jiān)測中性點母排、發(fā)電機(jī)出口封母溫度情況，并接入DCS系統(tǒng)，進(jìn)行在線監(jiān)測。對現(xiàn)場的溫度等參數(shù)做到心中有數(shù)，對于運行中發(fā)電機(jī)組要有一個通風(fēng)通暢的環(huán)境，一旦溫度過高應(yīng)立即采取相應(yīng)的措施。增強運行人員工作責(zé)任心，加強人員培訓(xùn)，提高運行人員書寫操作票和實際操作的能力，在操作中除了要按票逐項操作外，還應(yīng)及時檢查表計變化及保護(hù)裝置的報警狀態(tài)，現(xiàn)場檢查人員要到位、認(rèn)真并及時發(fā)現(xiàn)異常情況，平時要做好事故預(yù)想、事故演習(xí)、運行分析、不斷提高運行人員的日常操作技能及異常情況的處理能力。同時加強電氣一次設(shè)備的缺陷排查工作。如開關(guān)、閘刀、互感器、避雷器等的接線情況、操作機(jī)構(gòu)、狀態(tài)指示是否正確、良好、到位。通過這些工作的開展來增加一次設(shè)備的操作可靠性。采取多種措施保證二次設(shè)備的可靠、正確動作。可以定期全面對保護(hù)定值進(jìn)行核對，對保護(hù)裝置的運行狀態(tài)、二級電源的級差配置、二次回路絕緣等問題進(jìn)行梳理和排查工作。

4.2 滑環(huán)碳刷要每天每班檢查，每班檢查每只碳刷的均流和溫度情況、碳刷在刷握中的間距大小、碳刷磨損程度、壓簧的彈性情況并及時進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整或更換，對碳刷磨損下來的殘留物要經(jīng)常清理，防止發(fā)生著火事故，一旦滑環(huán)碳刷磨損超過規(guī)定，及時按照相同型號進(jìn)行更換并且四邊進(jìn)行預(yù)打磨處理。

4.3 關(guān)于電源的切換問題，在計劃停機(jī)時要按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，如果發(fā)生被動停機(jī)事故，要按照停機(jī)預(yù)案進(jìn)行操作，防止出現(xiàn)設(shè)備事故和人身傷亡事件的發(fā)生。

5結(jié)束語

在電氣設(shè)備工作過程當(dāng)中，往往會出現(xiàn)一些不良狀況，故障分析與事故處理是發(fā)電廠運行工作中的一項重要的技能，如何迅速判斷故障性質(zhì)，查找故障點和正確進(jìn)行處理故障，是保證電廠安全經(jīng)濟(jì)運行，減少異常停電時間的關(guān)鍵。這就要求相關(guān)工作人員要具備相當(dāng)好的專業(yè)技術(shù)能力，可以對相關(guān)技術(shù)人員做出一定時間的專業(yè)培訓(xùn)，同時加強對設(shè)備的日常維護(hù)及設(shè)備主人工作，對電氣設(shè)備出現(xiàn)的，如開關(guān)、閘刀等設(shè)備操作機(jī)構(gòu)卡澀、GIS氣壓異常、狀態(tài)指示異常等問題要引起高度重視，及時消除設(shè)備缺陷，使得一些潛在的問題可以被及時的找出來，并且及時的把這些問題解決掉，只有這樣做以后才可以使得電氣設(shè)備能夠正常的工作。

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