火電廠電氣運(yùn)行中常見故障分析及措施

張 晶

（古交興能發(fā)電有限責(zé)任公司，山西太原 030200）

火電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分。電廠內(nèi)的電氣設(shè)備分布散落，高低壓互相交錯(cuò)，形成了較為復(fù)雜的小型電網(wǎng)。為保障火電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在日常工作中，運(yùn)行人員應(yīng)熟悉電氣設(shè)備的各種工作狀態(tài)，了解電氣故障容易發(fā)生的危險(xiǎn)點(diǎn)，并做好應(yīng)對(duì)措施，如遇到電氣故障，應(yīng)當(dāng)懂得如何及時(shí)處理，以免造成更大的危害甚至危害人身安全。

1 接地電流故障分析

1.1 工作接地的類型

電力系統(tǒng)中依據(jù)中性點(diǎn)的連接方式，分為大電流接地和小電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)有效接地，比如直接接地或經(jīng)小電阻接地，其故障時(shí)接地電流較大，稱為大電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)消弧線圈接地、高電阻接地，其故障時(shí)接地電流較小，稱小電流接地系統(tǒng)。

1.2 接地故障簡(jiǎn)要分析

接地故障指導(dǎo)體與地面出現(xiàn)意外聯(lián)接。當(dāng)聯(lián)接的特性阻抗小到能夠忽視時(shí)，這類聯(lián)接稱為”徹底接地”。故障接地分成三種狀況。

（1）單相不完全接地當(dāng)。產(chǎn)生一相不徹底接地時(shí)，即經(jīng)過(guò)高電阻或電孤接地，這時(shí)候故障相的電壓減少，非故障相的電壓上升，雖超過(guò)相電壓，但達(dá)不上線電壓。電壓升高相為斷線相。

（2）單相完全接地。假如產(chǎn)生A 相徹底接地，則故障相的電壓降至零，非故障相的電壓上升到線電壓。電壓為零的相為接地相。

（3）保險(xiǎn)熔斷電壓互感器保險(xiǎn)熔斷，受電壓二次回路負(fù)載的影響，熔斷相電壓降低，但不為0。此時(shí)互感器低壓側(cè)會(huì)出現(xiàn)零序電壓，發(fā)出告警。

1.3 處理接地故障的方法

（1）產(chǎn)生單相電接地故障后，應(yīng)立刻復(fù)歸警報(bào)，做好紀(jì)錄，快速匯報(bào)當(dāng)值生產(chǎn)調(diào)度和相關(guān)負(fù)責(zé)人員，并按當(dāng)值調(diào)度員的指令找尋接地故障，但實(shí)際搜索方式由現(xiàn)場(chǎng)檢修工選擇。

（2）有安裝小電流接地選線裝置或者故障錄波裝置的，可根據(jù)儀器報(bào)文判斷哪趟線路，及時(shí)切斷，通知檢修。

（3）如沒(méi)有查出，應(yīng)詳盡查驗(yàn)電網(wǎng)所屬配電室內(nèi)電氣設(shè)備有沒(méi)有顯著的故障征兆，假如找不到故障點(diǎn)，再開展線路接地故障點(diǎn)的找尋。

（4）選用一拉一合的方法開展試?yán)覍す收宵c(diǎn)，當(dāng)打開某條線路隔離開關(guān)接地狀況消退，便可分辨它為故障線路，并立刻報(bào)告當(dāng)值調(diào)度員聽候處理，另外對(duì)故障線路的隔離開關(guān)、刀閘、穿墻套管等機(jī)器設(shè)備做進(jìn)一步查驗(yàn)。

1.4 解決接地故障的注意事項(xiàng)

（1）找尋和解決單相電接地故障時(shí)，應(yīng)做好安全防范措施，確保人身安全。當(dāng)發(fā)生接地事故時(shí)，工作人員在配電室內(nèi)不可貼近故障點(diǎn)2 m 之內(nèi)，戶外不可貼近故障點(diǎn)8 m 之內(nèi)，如必要進(jìn)到上述范圍，務(wù)必穿絕緣靴，佩戴絕緣手套及常用防護(hù)工具。

（2）為減少停電帶來(lái)的不良影響，在找尋單相電接地故障點(diǎn)時(shí)：先要試?yán)瓪v年來(lái)故障多、負(fù)載輕及負(fù)載不涉及工業(yè)生產(chǎn)，有可能危及人身安全的線路；試?yán)€路長(zhǎng)、分支多、負(fù)載類型復(fù)雜的線路；試?yán)€路短、負(fù)載重、支系少、特殊用途的關(guān)鍵線路。雙電源開關(guān)客戶可先調(diào)換開關(guān)電源再試?yán)瑢Ｓ眯途€路應(yīng)優(yōu)先通告。若有相關(guān)工作人員報(bào)告某條線路上有故障征兆時(shí)，可先試?yán)@一條線路。

（3）若電壓互感器高壓熔斷器熔斷時(shí)，應(yīng)當(dāng)核對(duì)損壞熔斷器銘牌，用填裝有石英沙的瓷管熔斷器（一般額定電流為0.5 A）進(jìn)行替換作業(yè)，這類熔斷器有優(yōu)良的滅弧特性和很大的斷流容積，具備限制短路電流的能力。

2 發(fā)電機(jī)電氣故障分析

2.1 發(fā)電機(jī)的主要特點(diǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量的增加，發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量也不斷增大，因此采用直接冷卻技術(shù)的機(jī)組，其故障率也隨之增大。

2.2 發(fā)電機(jī)失磁故障

失磁故障是指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁異常降低或者完全消失。勵(lì)磁異常會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁電流下降的程度超過(guò)靜態(tài)穩(wěn)定極限的允許值。常見的主要原因有：轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組短接、勵(lì)磁繞組回路斷路、交流勵(lì)磁電源消失、滅磁開關(guān)跳閘。失磁會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸出的無(wú)功功率Q1變?yōu)橄蛳到y(tǒng)吸收無(wú)功功率Q2，造成總量為Q1+Q2的量差，進(jìn)一步導(dǎo)致電壓下降；另一方面會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步，危害轉(zhuǎn)子安全，甚至導(dǎo)致發(fā)熱增加，引起更大電氣事故。

2.3 定子接地故障

隨著機(jī)組容量的增大，采用水冷技術(shù)后，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)附近的水汽滲漏會(huì)導(dǎo)致絕緣老化，進(jìn)而可能擊穿線槽導(dǎo)線，造成接地，此時(shí)中性點(diǎn)電壓升高到相電壓，甚至?xí)饍上嘟拥囟搪?。針?duì)這種情況，一方面要避免接地電流過(guò)大，損壞定子繞組絕緣，另一方面要安裝接地故障報(bào)警的繼電保護(hù)裝置，以便及時(shí)處理，防止事故擴(kuò)大。

2.4 定子繞組短路

一般是指定子繞組的匝間短路或者兩相短路，這種事故多由于機(jī)械損傷、電腐蝕、振動(dòng)、金屬疲勞而引起，事故發(fā)生時(shí)若不及時(shí)切除發(fā)電機(jī)，將嚴(yán)重?fù)p壞鐵芯和繞組。若要避免此類事故發(fā)生，應(yīng)定期拆開發(fā)電機(jī)外殼進(jìn)行檢修。

2.5 轉(zhuǎn)子接地故障

是指轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組絕緣損壞或擊穿，使勵(lì)磁繞組與鐵芯接觸，這樣就造成了兩點(diǎn)接地，從而形成短路。繞組短接后磁通勢(shì)減小，因此原有的磁通勢(shì)平衡將打破，進(jìn)而引發(fā)機(jī)組振動(dòng)，帶來(lái)更嚴(yán)重的事故災(zāi)難。

2.6 發(fā)電機(jī)碳刷冒火故障

此種故障的成因及表現(xiàn)如下：發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，碳刷會(huì)在保護(hù)罩內(nèi)高速擺動(dòng)，長(zhǎng)此以往會(huì)產(chǎn)生磨損，偏離環(huán)繞電磁的電阻絲，此時(shí)發(fā)電機(jī)碳刷附近就會(huì)發(fā)生冒火、放電事故。技術(shù)人員在檢修發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)碳刷阻值情況的檢查，盡量為發(fā)電機(jī)安裝規(guī)格相同的碳刷，并對(duì)碳刷卡簧實(shí)施壓力測(cè)試。同時(shí)也應(yīng)準(zhǔn)備一定量的碳刷備品并標(biāo)明電阻值，在故障發(fā)生后第一時(shí)間為發(fā)電機(jī)換上備用碳刷，盡量控制事故發(fā)生時(shí)的停電時(shí)間。

2.7 備用電源自動(dòng)切換故障

目前電廠備用電源的切換方式通常包括兩種：手動(dòng)慢速切換與自動(dòng)切換。實(shí)際工作中，技術(shù)人員更多會(huì)使用第一種方式，在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)電源進(jìn)行切換。但對(duì)此項(xiàng)工作的具體執(zhí)行，卻很易受到多種因素的影響，導(dǎo)致電源切換無(wú)法一次性成功，電機(jī)有可能無(wú)法承受轉(zhuǎn)換電壓的沖擊，出現(xiàn)斷電情況，若無(wú)法順利轉(zhuǎn)換備用電源，發(fā)電機(jī)就會(huì)發(fā)生故障。因此電廠有必要就這一問(wèn)題展開研究，找到行之有效的應(yīng)對(duì)措施，例如采用快速切換模式切換備用電源，但此種方式也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，在切換過(guò)程中常出現(xiàn)一些障礙，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換無(wú)法順利完成。

2.8 發(fā)電機(jī)高溫故障

電廠發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期處于高強(qiáng)度運(yùn)行狀態(tài)，很容易產(chǎn)生大量的熱能，引發(fā)高溫故障。因此在平時(shí)應(yīng)堅(jiān)持采用合適的冷卻手段，控制發(fā)電機(jī)溫度到正常范圍內(nèi)。例如，可為發(fā)電機(jī)的工作環(huán)境設(shè)置一些排風(fēng)口，及時(shí)排出車間的熱量。

3 電廠電氣運(yùn)行措施

為提升電氣設(shè)備故障應(yīng)對(duì)能力，建議電廠管理者結(jié)合電廠的實(shí)際情況，分析現(xiàn)存電氣設(shè)備檢修管理制度中存在的不足，制定行之有效的創(chuàng)新措施，提升設(shè)備檢修管理水平，以不斷降低故障的發(fā)生頻率，防微杜漸，保障電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.1 革新電氣設(shè)備檢修管理理念

近年來(lái)，隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展，電氣設(shè)備檢修工作已來(lái)到了創(chuàng)新的關(guān)頭。檢修管理中，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控越發(fā)重要，加強(qiáng)對(duì)這一功能的建設(shè)，不僅可提升電氣設(shè)備檢修效率，還可在一定程度上，控制電氣設(shè)備檢修管理的成本。電廠的相關(guān)工作者應(yīng)及時(shí)結(jié)合時(shí)代要求，制定更為科學(xué)、更為詳盡的電氣設(shè)備檢修管理辦法，形成自上而下“一級(jí)管一級(jí)”的體系，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)各種自動(dòng)化、智能化設(shè)備管理技術(shù)的引入，以實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并采用行之有效的措施解決故障，為電氣設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定安全運(yùn)營(yíng)提供可靠的保障。

3.2 提升檢修管理者素質(zhì)水平

隨著火電廠的發(fā)展，電廠電氣設(shè)備檢修管理工作體系已日趨成熟，各項(xiàng)巡視、排查、檢修、分析的方法都已完善，但負(fù)責(zé)電氣設(shè)備管理檢修的技術(shù)人員依然是此項(xiàng)工作的主體。因此電廠在平時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)，全面提升其業(yè)務(wù)能力和綜合素質(zhì)，構(gòu)建一支現(xiàn)代化的電氣設(shè)備管理團(tuán)隊(duì)，以應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)。實(shí)際工作中，技術(shù)人員需定期保養(yǎng)設(shè)備，在日常工作中，密切關(guān)注電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，這要求他們對(duì)設(shè)備的構(gòu)造、常見故障及檢修方法有著足夠的了解，電廠可從這一思路出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)，結(jié)合其學(xué)習(xí)需求，為其提供高質(zhì)量的培訓(xùn)課程，對(duì)于技術(shù)人員普遍掌握得比較薄弱的知識(shí)與技能，可開展專項(xiàng)培訓(xùn)課程，對(duì)于實(shí)際檢修中出現(xiàn)的疑難問(wèn)題，也應(yīng)舉辦專項(xiàng)會(huì)議講座，進(jìn)行逐一攻破，切實(shí)提高技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)水平。

3.3 科學(xué)劃分檢修管理責(zé)任

一般來(lái)講，電廠中的電氣設(shè)備，按重要程度可劃分為：A 類主要發(fā)電設(shè)備、B 類主要輔助設(shè)備、C 類一般設(shè)備、D 類輔助設(shè)備。分別對(duì)應(yīng)的是計(jì)劃?rùn)z修、定期檢修、狀態(tài)檢修、故障檢修四種檢修方法。班組長(zhǎng)在日常工作中應(yīng)采取措施，將檢修四類設(shè)備的責(zé)任細(xì)化落實(shí)到人，制定科學(xué)合理的設(shè)備管理目標(biāo)，強(qiáng)化技術(shù)人員的崗位責(zé)任意識(shí)，督促其依據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)部件易損程度，及故障發(fā)生頻次，針對(duì)每一臺(tái)設(shè)備，制定合理的點(diǎn)檢標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于備品備件、檢修作業(yè)指導(dǎo)書等也應(yīng)準(zhǔn)備齊全，保證設(shè)備健康安全可靠運(yùn)行。此外，電廠在平時(shí)也應(yīng)結(jié)合行業(yè)要求，以項(xiàng)目安全、質(zhì)量、成本、進(jìn)度控制為核心，加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備檢修工作的標(biāo)準(zhǔn)化管理，不斷提升這一工作的專業(yè)化水平。

3.4 完善檢修管理規(guī)章制度

（1）電廠應(yīng)加強(qiáng)對(duì)五級(jí)責(zé)任防護(hù)體系的設(shè)計(jì)，提升其完善性，將運(yùn)行值班人、設(shè)備責(zé)任人、電氣專工、總工及專家隊(duì)伍的責(zé)任落實(shí)到位，督促其認(rèn)真發(fā)揮自身的職能，及時(shí)排查、診斷設(shè)備的故障，以有效防治、整治故障；（2）電廠應(yīng)加強(qiáng)對(duì)隱患排查管控管理制度的建設(shè)，堅(jiān)決樹立“隱患就是事故”的工作理念，嚴(yán)格開展隱患排查治理工作，從日常隱患排查、專項(xiàng)排查、定期排查等多角度出發(fā)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的故障隱患，按照“五定”原則全面落實(shí)整改，在月度安全分析會(huì)上匯報(bào)隱患整改情況，做到隱患“無(wú)死角，零漏洞”。

4 結(jié)語(yǔ)

電氣系統(tǒng)是電廠生產(chǎn)的重要組成部分，涉及很多專業(yè)化的內(nèi)容，構(gòu)成較為復(fù)雜，運(yùn)行環(huán)境也相對(duì)特殊，一旦發(fā)生故障，極易給電廠的正常運(yùn)行帶來(lái)多種不利的影響。因此電廠在平時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)維管理，提升電氣設(shè)備檢修管理效率，保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為電廠的持續(xù)發(fā)展提供高效、安全、環(huán)保的技術(shù)支持。