電廠電氣設備的幾種故障分析與應對措施

劉釗 河鋼邯鋼能源中心

現(xiàn)在很多企業(yè)尤其是鋼鐵企業(yè)，都有自己的小型電廠。不論是從環(huán)保還是節(jié)能上都有很大的作用。電廠中的電氣設備是電廠重要的組成部分。電廠的電氣設備運行情況往往較為復雜。電氣設備工作狀態(tài)和設備的性能出現(xiàn)問題時會直接或者間接地影響到發(fā)電廠的發(fā)電效率和發(fā)電量，增加發(fā)電廠的成本，難以保證發(fā)電廠的生產(chǎn)工作正常進行，最終會制約電廠的經(jīng)濟效益，甚至重大的安全事故還會給社會效益和生態(tài)效益造成消極影響。下面我們來談一下電氣設備的幾種故障分析與應對措施。

一、某發(fā)電并網(wǎng)過程中出現(xiàn)的問題分析

（一）出現(xiàn)經(jīng)過

某汽輪發(fā)電機正常操作并網(wǎng)后，發(fā)電機保護馬上動作跳閘，報欠勵保護動作。經(jīng)檢查勵磁調節(jié)器自動轉換到FCR狀態(tài)下運行，手動操作無法切換到AVR狀態(tài)運行。檢查勵磁調節(jié)器控制板，未發(fā)現(xiàn)異常，檢查勵磁控制柜內(nèi)繼電器，重新插拔后，操作可以切換到AVR狀態(tài)下運行，再次投勵、并網(wǎng)，均正常。

（二）原因分析

經(jīng)分析有三個原因造成：1.勵磁調節(jié)器控制板故障造成；2.控制FCR和AVR方式切換的繼電器故障造成；3.繼電器和底座虛接造成。和廠家技術人員聯(lián)系后，排除是勵磁調節(jié)器控制板的原因。其后在汽輪發(fā)電機勵磁調節(jié)控制柜內(nèi)作模擬故障試驗，查找真正原因。經(jīng)過檢查、分析，確定為控制方式切換的繼電器原因，該繼電器自設備投運以來未更換過，運行時間近五年，造成繼電器內(nèi)部觸點氧化，接觸不良。

（三）整改措施

在機組停機時加強設備維護、檢查，及時發(fā)現(xiàn)隱患并處理。檢查2#汽輪發(fā)電機勵磁控制柜內(nèi)的所有繼電器，更換控制通道切換、方式切換、投勵的繼電器。制定更換年限，繼電器運行時間接近年限時，提前更換。

（四）事件分析

①操作人員對并網(wǎng)步驟不熟悉，并網(wǎng)之前沒有確定在AVR狀態(tài)下就開始并網(wǎng)，造成并網(wǎng)后機組欠勵，跳機后才進行檢查、確認。②檢查不到位，機組停機時沒有認真對設備進行檢查，沒有做勵磁系統(tǒng)的合分滅磁開關、通道切換、方式切換試驗。③維護不到位，該繼電器運行近五年，沒有做過維護和更換工作。

此事件不僅體現(xiàn)在勵磁系統(tǒng)，在同期系統(tǒng)、保護系統(tǒng)等關鍵系統(tǒng)中都要定期做檢查全面，備件到年限的要定期進行更換，確保設備安全穩(wěn)定運行。

二、并網(wǎng)開關短路放炮及發(fā)電機定子線圈短路事故分析

（一）事故經(jīng)過

某發(fā)電主控室微機監(jiān)控彈出“勵磁通道A、勵磁通道B故障”報警信息。運行崗位值班員通知電工處理。電氣人員到場后對勵磁故障進行檢查處理，但并未能消除勵磁通道故障。隨后發(fā)電機組并網(wǎng)柜跳閘解列。監(jiān)控畫面彈出“發(fā)電機差動保護動作、發(fā)電機后備保護動作”。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)并網(wǎng)柜避雷器爆炸，開關柜被電弧燒蝕嚴重，控制電纜著火。事故發(fā)生后，經(jīng)過組織事故搶修，再次開機并網(wǎng)，結果發(fā)現(xiàn)發(fā)電機保護動作跳閘。經(jīng)檢查，發(fā)電機B、C相線圈在鐵芯槽口短路。

（二）原因分析

勵磁裝置故障是造成本次事故的直接原因。勵磁裝置故障后，崗位人員和電氣人員事故處理方法和程序不清楚，沒有及時降低發(fā)電負荷、斷開并網(wǎng)滅磁開關，是本次事故的重要原因。由于勵磁故障不跳滅磁開關，并網(wǎng)開關跳閘后產(chǎn)生的過電壓以及避雷器存在質量缺陷，是造成避雷器爆炸和開關柜短路放炮的重要原因。當時為了盡快恢復生產(chǎn)，雖然對發(fā)電機進行了絕緣檢查，但是由于認識不足，未能采取更進一步的方法和手段對電機線圈絕緣情況進行判斷和確認，沒能及時發(fā)現(xiàn)電機線圈存在的缺陷，再次并網(wǎng)時發(fā)電機承受電氣沖擊，是發(fā)電機線圈短路燒毀的重要原因。

（三）改進措施

舉一反三，立即對發(fā)電系統(tǒng)電機出口避雷器進行全面排查，消除類似事故隱患；對其它發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)保護連鎖條件、元器件等進行重點檢查、試驗；重視對斷路器、CT、PT等設備的定期檢查、試驗。對勵磁裝置進行技術改進，適應電力系統(tǒng)要求，防止類似事故再次發(fā)生。加強職工業(yè)務培訓，和規(guī)程學習，做到熟練掌握、熟練運用。對勵磁裝置保護進行改進，勵磁裝置保護動作跳并網(wǎng)開關的同時聯(lián)跳滅磁開關和主氣門。對發(fā)電機組保護配置全面審核，充分利用檢修機會開展預防性試驗。對發(fā)電機出口避雷器改造為發(fā)電機專用避雷器，保證設備安全運行。事故處理后，并網(wǎng)前需要對發(fā)電機保護進行慎重投退，以確保安全。完善對大型發(fā)電機組運行、維護、檢修管理制度，形成科學、規(guī)范的管理體系，完善發(fā)電機組各類規(guī)程和突發(fā)事故處理程序。

（四）事件分析

操作和維護人員對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的原理和操作并不了解，未進行過系統(tǒng)學習和培訓。出現(xiàn)短路事故后，對各電氣系統(tǒng)檢查不到位，發(fā)電機檢查有漏項。

三、發(fā)電機UPS電源引起的故障分析

（一）事故經(jīng)過

某燃氣蒸汽循環(huán)發(fā)電廠的汽機和余熱鍋爐控制系統(tǒng)失電，DCS畫面全部黑屏，主控無法監(jiān)測運行數(shù)據(jù)。

汽機現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)2#汽輪機沒有跳閘，緊急現(xiàn)場手動打閘，自動主汽門關閉，轉速沒有下降，判斷為逆功率運行，隨后電氣手動解列2#汽輪機。

檢查UPS電源故障，配出兩路電源，380V電源開關正常，220V電源開關跳開，DO輸出模板燒壞引起開關跳閘。然后將UPS電源切換至手動旁路狀態(tài)，送電正常。查到原因后更換UPS電源，恢復正常供電。

（二）原因分析

儀表電源故障是造成此次事故的重要原因；UPS電源檢測模板故障，造成220V配出電源開關跳開是造成此次事故的直接原因。

（三）整改措施

更換新UPS電源。更換配出220V電源開關，額定電流由25A改為50A；將儀表電源由UPS供電改為雙電源自投供電方式；將UPS電源運行狀態(tài)報警接入DCS進行監(jiān)控。

（四）事件分析

UPS為重要電氣設備之一，做到雙路供電，必要時安裝雙電源自投柜，確保供電安全。電池組也要每年檢查一次，做到三年一次更換。

四、結語

出現(xiàn)問題認真分析、仔細應對，避免再次出錯。從事件中總結經(jīng)驗，從經(jīng)驗中提取要點，為企業(yè)發(fā)展作出更大的貢獻。