熱電廠供電運(yùn)行故障及應(yīng)對(duì)措施探討

劉曉波

(山西西山煤氣化有限責(zé)任公司，山西 古交 030200)

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電力資源越來(lái)越被各行各業(yè)所重視，電力需求量也在呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。但是用電需求不斷提升，肯定就會(huì)出現(xiàn)大量的故障問(wèn)題，如何檢修處理，在檢修的基礎(chǔ)上再提出有效合理的建議，減少以后發(fā)生故障的頻率，是目前需要應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。而一旦處理不及時(shí)，不僅對(duì)發(fā)電廠的正常運(yùn)行有著嚴(yán)重影響，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等事故。

在供電運(yùn)作中發(fā)生的諸多電氣故障問(wèn)題，最常見(jiàn)的就是電路電源與發(fā)電設(shè)備故障問(wèn)題，對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)有效的解決，能夠大大提升供電運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，保障居民日常生產(chǎn)、生活用電。為解決這些故障，必須采取科學(xué)方法進(jìn)行故障原因分析，并在此基礎(chǔ)上制定解決方案。

1 熱電廠供電運(yùn)作的主要故障

1.1 長(zhǎng)時(shí)間磨損造成的普遍故障

熱電廠的供電電力系統(tǒng)通常情況下由主要接線、變壓器、發(fā)電設(shè)備、開(kāi)關(guān)設(shè)備以及配電設(shè)備5部分組成，整體供電體系工作流程包括供用電工作流程、廠用電工作流程。熱電廠的日常供電工作中，最基本的工作要求就是保證供電過(guò)程的安全性與穩(wěn)定性，與此同時(shí)，需實(shí)現(xiàn)良好的操作性能，以保證供電工作的連續(xù)性[1]。導(dǎo)致供電系統(tǒng)無(wú)法正常有效運(yùn)行的問(wèn)題故障原因眾多。在供電機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)電設(shè)備長(zhǎng)期處于高速超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損滑環(huán)等不良現(xiàn)象。此外，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行摩擦使得刷頭磨損嚴(yán)重，固定刷頭的刷架附近也會(huì)存儲(chǔ)大量的污垢，這就可能引起碳刷的震動(dòng)幅度異常，隨時(shí)有偏離原有集電環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)，如果長(zhǎng)期放任這種現(xiàn)象存在，就會(huì)增加發(fā)電設(shè)備起火災(zāi)情的發(fā)生幾率；發(fā)電設(shè)備中的壓簧壓力狀態(tài)也是影響因素之一，壓簧由于生產(chǎn)出廠時(shí)間以及使用時(shí)間的不同，導(dǎo)致壓簧的壓力值產(chǎn)生不同程度的差別，倘若同級(jí)滑環(huán)上的碳刷運(yùn)行電流過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致壓簧壓力過(guò)度，出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象，甚至有時(shí)候會(huì)摩擦發(fā)熱濺出火花，存在火災(zāi)險(xiǎn)情的安全隱患，并且造成壓簧超出壓力值范圍導(dǎo)致器材毀壞，影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.2 備用電源故障

在發(fā)電設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)突然中斷等異?，F(xiàn)象時(shí)，就需要啟動(dòng)備用電源進(jìn)行應(yīng)急供電處理。我國(guó)熱電廠的備用電源普遍存在兩種電壓模式，即高壓和低壓模式[2]。熱電廠依據(jù)自身原有發(fā)電設(shè)備的數(shù)量與控制供電形式確定所需要的備用電源數(shù)量。備用電源都具有自動(dòng)切換供電電源的性能特征，以保證在原有電源異常切斷后備用電源的供電可以及時(shí)補(bǔ)充運(yùn)行。但是，在兩個(gè)電源切換的過(guò)程間隙，電氣設(shè)備就會(huì)因?yàn)橥蝗皇?dòng)力支持而減速運(yùn)行，這與原有正常運(yùn)行狀態(tài)下的速度有較大差異；與此同時(shí)，在備用電源的電力切換過(guò)程中，電氣設(shè)備又瞬間接收到強(qiáng)大的電流電壓沖擊，電力設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)在這個(gè)供電電源轉(zhuǎn)換瞬間出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象，嚴(yán)重降低了供電設(shè)備的有效使用壽命；而且部分發(fā)電設(shè)備因?yàn)樽陨黼娏θ萘枯^大，備用電源的突然切轉(zhuǎn)對(duì)其設(shè)備的不利影響更為嚴(yán)重，假如備用電源的切換時(shí)間間隙較長(zhǎng)，則會(huì)直接導(dǎo)致供電設(shè)備出現(xiàn)損壞甚至電力恢復(fù)后也無(wú)法正常啟動(dòng)。

1.3 發(fā)電設(shè)備電壓不穩(wěn)定

為保證日常工業(yè)生產(chǎn)用電和生活用電的安全穩(wěn)定性，熱電廠最基本也是最重要的工作要求就是供電電壓的穩(wěn)定性，電壓情況的過(guò)高與過(guò)低都會(huì)對(duì)日常用電造成不利影響[3]。通常來(lái)講，電壓值的穩(wěn)定是指供電電壓的波動(dòng)范圍保持在一相對(duì)應(yīng)的承受區(qū)間值內(nèi)，而不是電壓力值保持在一固定的數(shù)值上，對(duì)此，發(fā)電廠經(jīng)常會(huì)通過(guò)磁力的增加來(lái)保證電壓處于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)內(nèi)；但是由于增加電磁力的原因，發(fā)電設(shè)備往往會(huì)出現(xiàn)工作溫度過(guò)高的狀況，導(dǎo)致鐵的損耗量持續(xù)增加；而且還加快設(shè)備絕緣體老化的進(jìn)程，對(duì)發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)了不小的安全隱患，長(zhǎng)此以往，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備的供電運(yùn)行效率逐漸降低[4]。

1.4 電力接地短路故障

由于工業(yè)生產(chǎn)用電與家庭生活用電需求量的持續(xù)增加，使得發(fā)電設(shè)備一直處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，電力設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)短路故障也是普遍存在的現(xiàn)象之一。電力接地短路故障通常有兩種表現(xiàn)形式，一種是交流接地短路故障，另一種是直流接地短路故障。引起交流接地短路故障的直接原因是電力設(shè)備中的電機(jī)殼和繞組可能受潮浸水；在電力系統(tǒng)發(fā)生接地情況時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)短路故障時(shí)，就是直流接地短路故障[5]。假如電力設(shè)備已經(jīng)發(fā)生直流接地故障，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)及有效處理，就會(huì)導(dǎo)致電力接地短路故障，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[6]。

1.5 發(fā)電設(shè)備溫度過(guò)高

發(fā)電設(shè)備長(zhǎng)期處于高負(fù)荷高運(yùn)轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的磨損狀態(tài)下會(huì)伴有一定的熱能產(chǎn)生，這些熱能促使發(fā)電設(shè)備的溫度不斷升高。溫度持續(xù)過(guò)高將導(dǎo)致電機(jī)設(shè)備上的絕緣體老化速度進(jìn)程加快，不僅無(wú)法體現(xiàn)自身應(yīng)有的絕緣作用，而且會(huì)減緩發(fā)電設(shè)備正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，發(fā)電設(shè)備中的冷卻裝置如果不能發(fā)揮自身應(yīng)用的冷卻功能，無(wú)法有效降低在設(shè)備磨損過(guò)程中產(chǎn)生的熱能量，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備的工作溫度一直處于異常高溫狀況，影響實(shí)時(shí)供電質(zhì)量[7]。

2 不同故障的應(yīng)對(duì)策略

2.1 增強(qiáng)備用電源的維護(hù)

在原有電源供應(yīng)過(guò)程中，由于異常電力故障導(dǎo)致電源意外中斷，切換備用電源的時(shí)間間隙是發(fā)生其他故障的主要時(shí)間段。盡管在切換備用電源時(shí)不經(jīng)常發(fā)生切換故障，但是引起故障產(chǎn)生的原因通常是因?yàn)榘l(fā)電設(shè)備自身內(nèi)部運(yùn)行發(fā)生問(wèn)題[8]。因此，為了保證備用電源與原有電源的無(wú)縫切換，確保供電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電力工作人員需要對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施定期的檢修與養(yǎng)護(hù)。做好日常維修與養(yǎng)護(hù)工作，加強(qiáng)人員技術(shù)有效投入，可以有效預(yù)防和避免故障問(wèn)題的發(fā)生，確保每一臺(tái)電力設(shè)備都能保持最佳的供電運(yùn)行狀態(tài)[9]。

2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控日常電壓水平

供電電壓的不穩(wěn)定不但會(huì)使得發(fā)電設(shè)備造成不可修復(fù)的損壞，還會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、家庭日常用電產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[10]。因此在電力設(shè)備正常供電過(guò)程中，對(duì)其輸出的工作電壓實(shí)施嚴(yán)格的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，安裝監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備，一旦出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定、供電壓力值超出預(yù)定的壓力范圍的狀況，預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)立即被觸發(fā)，電力工作人員及時(shí)進(jìn)行檢查與修理，以完成異常狀況的解決處理。此外，發(fā)電廠可以利用一些電壓保護(hù)裝備來(lái)穩(wěn)定電壓，起到保持供電電壓穩(wěn)定輸出的作用。

2.3 優(yōu)化電力設(shè)備接地線的結(jié)構(gòu)

對(duì)電力設(shè)備接地線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠減少短路故障，保障供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還能夠提高安全性能，確保電力工作人員工作過(guò)程中的人身安全。為減少直流接地短路故障和交流接地短路故障問(wèn)題的發(fā)生，可以換為環(huán)路式接地線模式，與此同時(shí)，還可以安裝接地線短路故障報(bào)警裝置?；诖?，電力設(shè)備的接地線的短路故障可以得到有效避免，保證接地線的安全性能，有效防止因接地線故障導(dǎo)致供電異常運(yùn)轉(zhuǎn)的不利情況[11]。

2.4 發(fā)電設(shè)備過(guò)熱的合理冷卻

為了保證發(fā)電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度在可控范圍內(nèi)，可以采用合理冷卻的方法降低發(fā)電設(shè)備的溫度[12]。常用的冷卻方法包括氫氣冷卻法、封閉空氣冷卻法以及水內(nèi)冷卻法。氫氣自身具有易燃易爆的危險(xiǎn)特征，因此這種冷卻法并不經(jīng)常被使用，封閉空氣冷卻法多用于環(huán)境相對(duì)惡劣的熱電廠，水內(nèi)冷卻法是目前被應(yīng)用最廣泛的冷卻方法。由于水自身的散熱特性?xún)?yōu)于其他散熱物質(zhì)，使用此方法對(duì)發(fā)電設(shè)備的冷卻效果最為顯著，能夠有效緩解發(fā)電設(shè)備過(guò)熱現(xiàn)象，保證發(fā)電設(shè)備的正常供電工作[13]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)熱電廠電力運(yùn)作過(guò)程中出現(xiàn)的故障問(wèn)題以及解決措施的分析，不難看出，導(dǎo)致電力運(yùn)作故障的原因有很多，包括電力工作人員對(duì)電力設(shè)備日常維修與養(yǎng)護(hù)工作的不到位，還有電力設(shè)備本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不合理的地方等。因此，遇到不同的電力故障問(wèn)題，采取不同的應(yīng)對(duì)解決方法，并在檢修的過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，避免類(lèi)似的問(wèn)題故障發(fā)生，做好前期預(yù)防。對(duì)于設(shè)備本身的問(wèn)題，積極探索研究解決方案，最大程度以技術(shù)創(chuàng)新彌補(bǔ)自身結(jié)構(gòu)缺陷，可以保證整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)轉(zhuǎn)。