提高燃?xì)怆姀S電氣設(shè)備絕緣可靠性的實(shí)踐分析

摘 要 在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，常常會由于某一電氣設(shè)備或者設(shè)備的某一部分絕緣損壞而造成電力事故的發(fā)生，從而影響到電力系統(tǒng)工作的可靠性和安全性。電廠是電力系統(tǒng)的電源端，確保電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行對于電能的供應(yīng)和安全用電有著至關(guān)重要的作用和意義。在電氣設(shè)備的長期運(yùn)行過程中，電氣設(shè)備絕緣會長期受到濕度等因素的影響，從而造成其絕緣性能的局部缺陷。基于此，本文以某燃?xì)怆姀S運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的絕緣故障為基礎(chǔ)，探析了提高電氣設(shè)備絕緣可靠性的相關(guān)措施和實(shí)踐，并取得了一定成果，希望能供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞 燃?xì)怆姀S;電氣設(shè)備;絕緣可靠性

引言

電廠運(yùn)行的基礎(chǔ)在于電氣設(shè)備，在某燃?xì)怆姀S，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷室刷架以及電動(dòng)機(jī)在長期運(yùn)行中出現(xiàn)了絕緣水平較低的問題，本文以此為基礎(chǔ)和背景，對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，并且提出了有針對性的改進(jìn)措施。該燃?xì)怆姀S中主要設(shè)備為2×447MW級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電冷聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。在該燃?xì)怆姀S中，兩套9F等級聯(lián)合循環(huán)機(jī)組總共設(shè)置了四臺發(fā)電機(jī)，分別為1號發(fā)電機(jī)（燃機(jī)發(fā)電機(jī)）、2號發(fā)電機(jī)（汽輪發(fā)電機(jī)）、3號發(fā)電機(jī)（燃機(jī)發(fā)電機(jī)）和4號發(fā)電機(jī)（汽輪發(fā)電機(jī)）。每套機(jī)組都通過發(fā)電機(jī)將單元接線擴(kuò)大，以220kV接入系統(tǒng)當(dāng)中。

1環(huán)境濕度對電氣設(shè)備絕緣性能的影響

1.1 電氣設(shè)備絕緣水平

在電氣設(shè)備檢查過程中，絕緣電阻值的大小是主要指標(biāo)之一。通常來說，電氣設(shè)備的絕緣性能缺陷是由多方面因素共同造成的，例如設(shè)備本身的制造缺陷、設(shè)備運(yùn)輸問題以及設(shè)備的操作不當(dāng)問題等，設(shè)備的絕緣性能缺陷會在其實(shí)際運(yùn)行中受到污染和濕度的影響而進(jìn)一步加重。除此之外，電廠的磁化作用會在一定程度上影響到電氣設(shè)備，進(jìn)而使其產(chǎn)生發(fā)熱問題，另外設(shè)備外部的化學(xué)腐蝕以及機(jī)械應(yīng)力等問題都會不同程度上導(dǎo)致設(shè)備的絕緣性能有所下降，造成電力事故。

1.2 濕度問題對設(shè)備絕緣影響

通常來說，對于同一設(shè)備來說，當(dāng)濕度情況不同時(shí)，其絕緣電阻的測試結(jié)果也會具有較大的差異。當(dāng)設(shè)備所處環(huán)境濕度較高時(shí)，設(shè)備的絕緣電阻通常較低。而如果在較為干燥的環(huán)境中對設(shè)備絕緣電阻進(jìn)行測試，可能會出現(xiàn)數(shù)值相差成百上千倍的現(xiàn)象。因此降低設(shè)備運(yùn)行環(huán)境中的濕度是提高其絕緣性能可靠性的重要方法之一[1]。

2電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)

2.1 電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)原理

通常來說，如果電氣設(shè)備絕緣性能發(fā)生變化，會伴隨著泄漏電流、交流耐壓試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn)以及絕緣電阻等多項(xiàng)指標(biāo)的變化，在實(shí)際處理中，會結(jié)合不同的情況來采取不同的檢測方法。

第一，絕緣電阻的檢測。當(dāng)前最方便、最普遍的檢測方法就是絕緣電阻檢測，這種方式主要是依靠電阻測試儀來完成，使用過程中結(jié)合設(shè)備實(shí)際情況來選擇相應(yīng)量程。第二，泄漏電流的測試。一般來說，在正常狀態(tài)下，電力設(shè)備直流大兆歐表的電壓不高，特別是相比于電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，其電壓要小很多。但是如果在測量中發(fā)現(xiàn)泄漏電流很高，那么就說明設(shè)備有絕緣問題。第三，交流耐壓試驗(yàn)檢測。在當(dāng)前對判斷電力設(shè)備絕緣性能的方法中，交流耐壓是最為高效的方式之一，這種方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的集中缺陷，更加準(zhǔn)確和全面的排查設(shè)備問題。但是這種設(shè)備通常檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)比較高，在實(shí)際的檢測之前，首先需要完成樣品的泄漏電流、吸收狀況、介質(zhì)損耗以及電阻大小等試驗(yàn)，只有上述方面沒有問題才能進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)檢測。第四，直流耐壓試驗(yàn)檢測。這種方法對于設(shè)備絕緣缺陷的檢測也有很好效果，通?？梢越Y(jié)合泄漏電流試驗(yàn)來完成檢測。相比于交流耐壓試驗(yàn)，這種方法更加便捷，同時(shí)對設(shè)備的影響也比較小。

2.2 絕緣試驗(yàn)結(jié)果分析和處理

電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)主要分為試驗(yàn)檢測和結(jié)果分析處理。后期要全面地分析和判斷設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果，找出絕緣問題的具體位置和原因，結(jié)合實(shí)際情況來采取科學(xué)合理的措施，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在這過程中數(shù)據(jù)的分析對比是較為重要的一項(xiàng)內(nèi)容，通常來說可以取設(shè)備初始絕緣數(shù)據(jù)或者是同類型設(shè)備數(shù)據(jù)作為對比，通過不同的參照來進(jìn)行對比，進(jìn)而排查出設(shè)備絕緣問題所在[2]。

3提高電氣設(shè)備絕緣可靠性的實(shí)踐分析

3.1 提高發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷室刷架絕緣可靠性

（1）勵(lì)磁碳刷室刷架問題及原因

在該電廠中，維護(hù)人員對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行絕緣測試過程中發(fā)現(xiàn)4號發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷刷架絕緣水平出現(xiàn)一定問題，給設(shè)備的安全運(yùn)行和絕緣效果造成了嚴(yán)重的不良影響。在該電廠中4號發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷刷架與外界連通構(gòu)造如圖1所示。其中，通風(fēng)口規(guī)格為40cm×99cm，碳刷室經(jīng)該通風(fēng)口連接到外界大氣。在機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，碳刷室會有正空氣壓力產(chǎn)生，通過通風(fēng)口將碳刷碳粉向外排放。當(dāng)機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)碳刷室為負(fù)壓狀態(tài)，則大氣通過通風(fēng)管進(jìn)入到碳刷室當(dāng)中。在陰雨天時(shí)，濕氣就會在碳刷室內(nèi)聚集，導(dǎo)致濕度有所升高，另外大氣中的灰塵也會通過通風(fēng)管道積累在勵(lì)磁碳刷及刷架上，使得發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及刷架絕緣低于0.5MΩ。

（2）勵(lì)磁碳刷室刷架絕緣水平提高方法

經(jīng)過研究和分析，可以在碳刷風(fēng)道末端加裝自動(dòng)窗片，碳刷室在機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生正壓，自動(dòng)將窗片吹開，通過刷室通風(fēng)管道將碳粉排入外界。碳刷室在機(jī)組處于備用狀態(tài)時(shí)受到負(fù)壓影響，由于窗片的重力作用，窗片進(jìn)行自動(dòng)的管理，從而防止碳刷室中滲入外界的濕氣。另外定期的清理勵(lì)磁滑環(huán)室內(nèi)碳刷刷架及滑環(huán)的碳粉灰塵，經(jīng)過如此加裝自動(dòng)窗片處理后，能夠滿足設(shè)備絕緣水平的要求和標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，這里沒有采用電動(dòng)式窗葉，而是風(fēng)壓自動(dòng)式窗葉，這樣能夠避免由于電動(dòng)式不可靠性而造成的不必要的麻煩和問題。

3.2 電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)接線盒防雨措施

通常來說，戶外的電機(jī)接線盒都處于電機(jī)上方，時(shí)常出現(xiàn)由于接線盒口密封不嚴(yán)以及接線盒與金屬軟管密封問題而導(dǎo)致的雨水滲入，而如果通過塑料紙包扎則無法及時(shí)揮發(fā)散出水汽，導(dǎo)致接線盒內(nèi)濕度增加，造成電動(dòng)機(jī)絕緣可靠性降低問題以及短路接地故障等。對此，該電廠給戶外電動(dòng)機(jī)加裝防雨罩以及在電動(dòng)機(jī)接線盒上設(shè)置一個(gè)不銹鋼防雨罩。通過這樣的改造措施能夠有效防止潮氣的深入，并且可以方便地進(jìn)行拆卸，避免防汛期間進(jìn)行重復(fù)的包扎。從而提高電動(dòng)機(jī)絕緣性能。

3.3 電源系統(tǒng)可靠性實(shí)現(xiàn)

通常來說，在燃?xì)怆姀S中電源系統(tǒng)主要采用6kV電源系統(tǒng)、380V電源系統(tǒng)以及保安電源系統(tǒng)。其中，在電源系統(tǒng)運(yùn)行過程中，6kV電源系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其切換功能，在這過程中可以選擇同時(shí)切換以及并聯(lián)切換兩種方式，并且通過手動(dòng)合閘操作而發(fā)送的指令，可以實(shí)時(shí)傳輸給切換裝置，并在LCD上顯示相應(yīng)的信號。只有當(dāng)系統(tǒng)沒有任何的故障時(shí)才能保障參數(shù)處于正常合理范圍，這時(shí)候才能進(jìn)行手動(dòng)合閘操作，如果沒有這樣操作則會導(dǎo)致合閘閉鎖的發(fā)生。要想實(shí)現(xiàn)380V電源系統(tǒng)的可靠性，要在每個(gè)機(jī)組上安裝兩段保安母線，并且進(jìn)行工作電源、保安電源以及備用電源的設(shè)置，其中直流系統(tǒng)、熱控電源、DCS電源等都是通過保安電源進(jìn)行供電。對于備用電源和工作電源來說，通常來自于不同的工作段。為了進(jìn)一步充分保障機(jī)組的運(yùn)行可靠性，要始終將保安電源處于熱備用狀態(tài)，只有這樣才能夠使得整個(gè)系統(tǒng)得以開啟及運(yùn)行[3]。

4結(jié)束語

在該燃?xì)怆姀S進(jìn)行絕緣可靠性改進(jìn)后，大大提升了上述三種設(shè)備的絕緣質(zhì)量水平，并且改造后運(yùn)行效果較好。這次的絕緣防護(hù)實(shí)踐成果能夠一定程度上指導(dǎo)電廠電氣設(shè)備的絕緣防護(hù)工作，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供更加堅(jiān)實(shí)的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 許建雄.高壓電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019，（4）：162-163.

[2] 鄭艷玲.淺析電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防試驗(yàn)方法及安全措施[J].當(dāng)代化工研究，2019，（7）：181-182.

[3] 楊峰山.高壓電氣設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的重要性研究[J].能源與節(jié)能，2017，（10）：45-46.

作者簡介

王凱（1987-），男，海南萬寧人;學(xué)歷：本科，助理工程師，現(xiàn)就職單位：廣東大唐國際肇慶熱電有限責(zé)任公司，研究方向：燃機(jī)電廠電氣檢修。