火力發(fā)電廠電氣一次設備常見故障分析

王占彬

摘 要：火力發(fā)電是生產(chǎn)電力的重要方式，在火力發(fā)電廠內(nèi)電氣一次設備是極其重要的設備類型，例如發(fā)電機與電動機等均屬于常見的電氣一次設備，如果電氣一次設備出現(xiàn)故障問題，則會影響到火力廠的正常發(fā)電?；诖?，分析了火力發(fā)電廠電氣一次設備常見故障，以期可以為后期電氣一次設備故障排查提供有效參考意見，保證火力發(fā)電的正常運行。

關鍵詞：火力發(fā)電廠;電氣一次設備;常見故障

中圖分類號：TM621.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）06-0053-03

0 引言

電氣一次設備具體是指直接用于電能生產(chǎn)、電能輸送、電能分配以及電能使用的設備類型，屬于接觸高壓設備，可以對高壓電起到有效的控制作用。電氣一次設備包括發(fā)電機、變壓器、自動開關、母線、輸電線路、絕緣子等，在火力發(fā)電廠日常運行過程中這類設備的使用幾率較為頻繁。如果沒有定期針對電氣一次設備進行故障排查和分析，很有可能會導致安全隱患問題的出現(xiàn)，給電能生產(chǎn)以及電能使用等各個環(huán)節(jié)造成不利影響，難以正常發(fā)電。電氣一次設備包括的類型較多，相關人員需要結合具體設備的類型特點選擇相應的故障排查重點，以此來確保能夠及時分析出設備所包括的故障問題。

1 電動機常見故障分析

電動機是進行電能轉(zhuǎn)換的設備，可以將電能轉(zhuǎn)化成為機械能，包括直流以及交流兩類電動機，在電力系統(tǒng)中交流電機是最為常用的電動機類型。電動機在運行過程中容易出現(xiàn)故障問題，其使用壽命和各種要素均相關，因此需要從多個角度出發(fā)對其進行故障排查。電動機一旦出現(xiàn)故障后還會可能導致火災的出現(xiàn)，例如運行過載、接觸不良或者絕緣損壞等都有可能會引發(fā)火災問題。

1.1 電動機引出線故障

電動機引出線以及定子其他的棱角部位在運行過程中容易出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，溫度過高會引發(fā)燙傷擊穿問題，需要對引出線進行重點的故障排查。接線柱在進行焊接時使用的工藝質(zhì)量水平不高，會引發(fā)虛焊問題的出現(xiàn)，導致電動機因發(fā)熱而受到損傷。側(cè)引線鼻子如果出現(xiàn)強度水平不足的現(xiàn)象容易因疲勞問題而產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象，或者壓接面積不足，則會導致導電的截面積受到影響，在啟動電動機時會出現(xiàn)燒損現(xiàn)象。

1.2 電動機軸承故障

電動機的軸承位置也容易出現(xiàn)故障現(xiàn)象，特別是火力發(fā)電廠電動機運行頻率較高，當電動機運行過度軸承結構極其容易出現(xiàn)潤滑不良問題，則會導致軸承難以正常運動[1]。因此需要針對潤滑情況進行檢查，但是在加入潤滑油時不能一味地盲目增加潤滑油量，否則加入的潤滑油也會引發(fā)發(fā)熱以及燒損問題的出現(xiàn)。對軸承的加熱方式和加工工藝進行檢查，分析是否存在不合理的現(xiàn)象，否則如果銅保持架始終處于過熱的狀態(tài)，會影響到軸承結構的使用時間。軸承結構安裝的過程中需要保證安裝作業(yè)的質(zhì)量，觀察軸承以及軸承蓋兩者之間是否存在膨脹間隙，需要保證留好一定間隙，可以避免軸承結構在運行時產(chǎn)生膨脹發(fā)熱的現(xiàn)象。

1.3 電動機絕緣故障

絕緣故障一直是電動機在故障檢查過程中所關注的重點故障問題，一旦出現(xiàn)絕緣故障，極有可能會引發(fā)短路和電動機受損的現(xiàn)象。在檢查時需要觀察匝間絕緣材料或者相間絕緣材料是否處于不良的狀態(tài)，防止電源放電的問題出現(xiàn)。對轉(zhuǎn)子籠條以及端環(huán)位置進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)斷裂現(xiàn)象需要立即處理。在使用電動機時不能頻繁地開啟和關閉電動機，否則端部線圈會因疲勞而引發(fā)絕緣損傷現(xiàn)象，或者在頻繁開啟過程中出現(xiàn)斷裂問題，會因發(fā)熱而出現(xiàn)損傷。在啟動發(fā)電機時需要針對絕緣情況進行有效測量，避免因絕緣故障而引發(fā)后續(xù)的問題。

1.4 電動機過熱故障

電動機在運行過程中極其容易出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，這也是常見的故障問題，引發(fā)電動機過熱的原因主要包括電壓異常、負載異常、電動機短路或者接法錯誤等。當電源電壓處于過高的狀態(tài)會使鐵心出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，磁通的提升會使勵磁電流分量在短時間內(nèi)快速增加，會導致繞組出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象。電壓過低則會使繞線同損耗有所上升，這也會使轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)溫度過高的問題。電動機在運行過程中如果過載，其負載功率超過額定要求會使電動機溫度過高，在進行故障排查時需要觀察負載功率以及電動機的功率要求是否處于匹配的狀態(tài)，不能盲目對電動機進行拆卸。電動機繞組斷路也是引發(fā)電動機過熱的主要原因，當繞組斷路時容易引發(fā)三相電流不平衡的問題，如果處于短路狀態(tài)則電流會有所增加，銅損耗也會上升，會使繞組出現(xiàn)過熱或者燒毀的問題。

2 發(fā)電機故障

發(fā)電機是一種可以將其他能源轉(zhuǎn)化成為電能的電氣設備類型。將燃料燃燒或者其他方式所產(chǎn)生的能源轉(zhuǎn)化成為機械能，最后將機械能傳送給發(fā)電機，發(fā)電機會對這些機械能進行轉(zhuǎn)化，使其成為電能。發(fā)電機在火力發(fā)電廠中應用是極其重要的，但是也容易出現(xiàn)各類不同的故障問題。

2.1 發(fā)電機轉(zhuǎn)子匝間短路故障

對轉(zhuǎn)子通風道進行重點檢查，觀察其內(nèi)部是否存在微小異物，例如焊渣、金屬屑等，如果發(fā)現(xiàn)存在異物需要及時針對異物進行清理。保證發(fā)電機密封油系統(tǒng)的質(zhì)量水平，使其能夠處于正常運行狀態(tài)，防止發(fā)電機出現(xiàn)進油的現(xiàn)象。要想保證不會出現(xiàn)進油問題，需要使氫氣壓力處于穩(wěn)定的狀態(tài)，不能在低氫壓的狀態(tài)下運行發(fā)電機，否則很有可能會出現(xiàn)回流不暢的現(xiàn)象。

2.2 發(fā)電機轉(zhuǎn)子滑環(huán)、碳刷故障

在進行發(fā)電機檢查過程中需要對碳刷的質(zhì)量進行觀察，更換碳刷時需要觀察其工藝應用情況，同時在發(fā)電機運行過程中，需要對碳刷以及轉(zhuǎn)子滑環(huán)的溫度參數(shù)進行監(jiān)控和檢查，如果出現(xiàn)溫度異?，F(xiàn)象應立即進行故障檢查。對滑環(huán)的進風濾網(wǎng)進行清理，確保進風口能夠處于暢通的狀態(tài)，保證冷卻功能的穩(wěn)定性，在進行大小修時應當對滑環(huán)實施除銹處理和防銹處理，并對滑環(huán)溝道進行灰塵清理。

2.3 發(fā)電機內(nèi)冷水系統(tǒng)故障

內(nèi)冷水系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障問題，常見故障為漏氫以及堵塞。相關人員需要觀察發(fā)電機的上下端蓋、密封瓦中分面的密封情況，進行氣密試驗，如果存在漏氫問題需要進行檢查[2]。觀察是否存在斷開點、裂紋滲漏問題，保證內(nèi)冷水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在內(nèi)冷水系統(tǒng)中冷水質(zhì)量也是影響其運行的主要原因，如果冷水的水質(zhì)存在不合格的問題，極其容易導致內(nèi)冷水系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)堵塞的問題。因此需要針對內(nèi)冷水的酸堿值以及含銅含量進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)堵塞問題需要進行及時清理。

2.4 發(fā)電機絕緣故障

絕緣破壞主要是由于定子繞組端出現(xiàn)松動現(xiàn)象所導致的，會使絕緣出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，因此需要定期對該部位的緊固情況和磨損問題進行檢查。同時對飲水管進行檢查，保證其不會存在傷痕問題，觀察引水管間是否存在交叉的現(xiàn)象。

3 斷路器和隔離開關故障

3.1 斷路器故障

斷路器是一種常見的開關裝置，可以對電流進行關合，包括兩種類型的電路器，分別為高壓以及低壓，但是其界限劃分較為模糊，通常會將剛電壓在3 KV以上的作為高壓斷路器。斷路器在電能分配過程中有個重要的應用，當出現(xiàn)短路故障或者欠壓故障時可以對電路進行自動切斷處理。在對電路器故障進行檢查時需要針對滅磁開關進行重點檢查，觀察上方是否存在灰塵以及污垢這一類雜物，同時進行觸點燒灼以及動作電壓兩種檢查，避免開關出現(xiàn)誤動問題或者拒動問題。在高壓電纜送出電路的送出一側(cè)需要設置避雷器，否則很有可能出現(xiàn)開關爆炸的問題。斷路器液壓系統(tǒng)電磁閥內(nèi)也容易出現(xiàn)開關故障的現(xiàn)象，例如線路壓開關跳閘、氮氣儲壓筒密封破損等均會引發(fā)故障問題，會使氮氣出現(xiàn)泄漏的現(xiàn)象。同時還需要重點針對六氟化硫密度繼電器實施重點檢查，觀察開關箱以及端子箱是否存在受潮的現(xiàn)象。6 KV開關在檢查時需要觀察分閘位置的情況，必須要保證機械限位桿位置的準確性，否則很有可能會出現(xiàn)開關閉合問題。

3.2 隔離開關故障

隔離開關是開關裝置所需要使用的重要器件，可以對小電流電路進行連通以及切斷處理。再進行隔離開關故障檢查時，需要對GW4高壓隔離開關進行重點檢查檢查時，需要針對扣合情況進行檢修，如果存在調(diào)試不良的現(xiàn)象，需要立即處理，否則很有可能會導致瓷瓶出現(xiàn)斷頂?shù)默F(xiàn)象。

對GW6剪式隔離開關進行檢查時需要檢查傳動機構，如果出現(xiàn)過死點或者自分不良的問題，很有可能會導致自分現(xiàn)象的出現(xiàn)。

對隔離開關軸承位置進行檢查，觀察其是否出現(xiàn)潤滑不良的現(xiàn)象，定期加入潤滑油，防止因卡澀問題而出現(xiàn)瓷瓶扭斷的問題。

對支持瓷瓶實施質(zhì)量驗收，避免其出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，同時對底座的焊接情況進行檢查，定期實施紅外線檢測，根據(jù)紅外成像數(shù)據(jù)設置相應的設備臺賬，監(jiān)測設備溫度，避免因過熱而導致設備出現(xiàn)損壞。

在對隔離開關觸頭進行溫度識別時，可以根據(jù)接觸位置的變色漆情況進行評估，或者可以利用試溫片進行檢測，觀察試溫片顏色所出現(xiàn)的變化。隔離開關觸頭位置也容易產(chǎn)生絕緣子破損的現(xiàn)象，這也是常見的故障問題之一，如果沒有進行及時處理會出現(xiàn)更加嚴重的故障，因此在出現(xiàn)絕緣破損的現(xiàn)象必須要立即停電[3]。

4 變壓器故障

變壓器是改變交流電壓的一種裝置，其應用原理為電磁感應，包括線圈以及磁芯所組成，負責電壓、電流以及阻抗變換的，也是常用的電氣一次設備。變壓器是電能輸送和分配過程中所需要使用的基礎設備，常見的故障包括電路故障、滲油故障等。

4.1 變壓器高低壓套管故障

變壓器高低壓套管容易出現(xiàn)滲漏油的問題，滲油故障較為常見，在出現(xiàn)滲油故障后同時還會給周圍環(huán)境造成污染，出現(xiàn)資源浪費的問題，這會給火力發(fā)電廠的運行成本帶來影響，增加了火力發(fā)電廠的運營壓力。高壓套管的將軍帽密封墊在長期使用過程中如果沒有進行更換極其容易出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，或者其中會進水，導致受潮問題的出現(xiàn)，變壓器末屏接地線也容易出現(xiàn)斷裂的問題。在檢查過程中應當對套管末屏位置實施檢查，針對引出線接線端子位置展開檢查，利用紅外測溫的方式分析其是否出現(xiàn)了異常發(fā)熱的問題。對檢查數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)進行對比，觀察是否存在引線開焊過熱的現(xiàn)象，避免出現(xiàn)套管爆炸的問題。需要對其進行適當?shù)木S護，測試電容量，評估介質(zhì)損耗，確?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)存在的接地不良現(xiàn)象。

4.2 變壓器低壓側(cè)故障

變壓器低壓側(cè)也容易出現(xiàn)故障問題，包括絕緣不良以及升高座排污門堵塞等問題。低壓側(cè)共箱母線瓷瓶需要進行適當清理，同時還需要觀察絕緣支架是否存在雜物，否則如果積攢大量灰塵容易導致放電短路的問題出現(xiàn)。同時還需要檢查伴熱電纜是否處于固定狀態(tài)，一旦出現(xiàn)不牢固或者松脫的問題需要對其進行緊固處理。伴熱帶如果出現(xiàn)彎曲過長的現(xiàn)象也容易引發(fā)絕緣不良的問題，需要對其進行重點檢查。同時還需要檢查母排以及中性點絕緣的具體距離，如果母排屬于裸銅排需要在其外部增加絕緣保護措施。低壓側(cè)升高座排污門如果出現(xiàn)堵塞的問題會導致排放受到影響，絕緣子會出現(xiàn)積水的現(xiàn)象，需要定期檢查防護罩內(nèi)的放水位置是否存在堵塞問題，如果發(fā)現(xiàn)放水存在故障則立即對其進行清理。

4.3 變壓器分接開關故障

分接開關觸頭容易在運行過程中出現(xiàn)氧化的問題，這會導致開關出現(xiàn)故障，除此之外，檔位切換區(qū)域如果存在接觸不良的現(xiàn)象也會引發(fā)故障問題，影響分接開關的正常使用。在對開關進行調(diào)整和檢查時需要利用專業(yè)的工具對直流電阻進行檢測，觀察檔位是否處于一致的狀態(tài)以及檔位所在位置。觀察分接開關位置的彈簧、觸頭表面鍍層以及具體接觸的情況，如果發(fā)現(xiàn)引線存在斷裂的現(xiàn)象需要立即更換。

4.4 其他故障

變壓器還存在其他的故障問題，冷卻器的電源、油溫閉鎖存在問題，則會影響到變壓器的正常冷卻功能。鐵芯出現(xiàn)多點接地現(xiàn)象也會導致故障問題的產(chǎn)生，需要利用接地線下引的方式對其進行處理。同時觀察接地線內(nèi)是不是存在環(huán)流的現(xiàn)象，如果環(huán)流變化存在異常問題，需要立即處理。觀察線圈匝間是否存在短路故障，在針對線圈實施改造時需要觀察導線的質(zhì)量水平，檢查導線的絕緣情況，對換位導線質(zhì)量實施檢測，并對其質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)進行記錄。

5 結語

科學技術發(fā)展速度持續(xù)加快，對各類設備進行了改造和升級，有效提高了作業(yè)效率，縮短了工作時間，火力發(fā)電廠內(nèi)部所使用電氣一次設備也得到了改進，其自動化水平明顯提高，提高了生產(chǎn)效率。但是在設備運行過程中也容易出現(xiàn)各種故障問題，不僅會影響到正常生產(chǎn)活動的開展，同時也會使設備質(zhì)量受到影響，引發(fā)安全事故，因此必須要重點針對故障進行排查。在進行故障排查時應當對電動機、發(fā)動機、斷路器、隔離開關以及變壓器進行檢查，確?？梢园l(fā)現(xiàn)存在的故障問題，同時還應當針對故障選擇合適的解決策略，保證后續(xù)電氣一次設備的穩(wěn)定運行。為了能夠提高電氣故障的處理效果，相關人員還需要重點對故障排查人員進行培訓，使其能夠形成良好的責任意識，認識到故障排查的意義和重要性。

參考文獻

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[2] 王娜.火力發(fā)電廠電氣一次設備故障及排查重點[J].中國高新科技，2021（17）：87-88.

[3] 涂亞翔.淺談火力發(fā)電廠電氣一次設備預防性維護管理[J].科技風，2019（36）：155.