分析電廠電氣設(shè)備故障的解決對策

劉獻(xiàn)超

（國網(wǎng)石家莊供電公司）

1 診斷電廠電氣運行故障的重要性

由于電力系統(tǒng)中存在著許多影響因素和條件的制約，導(dǎo)致一些突發(fā)事故發(fā)生，對于電廠來說突發(fā)情況影響到整個機(jī)組的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)以及供電質(zhì)量等一系列重要問題，甚至導(dǎo)致整個機(jī)組停運。故障診斷是指對電氣設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題并及時處理，采取相應(yīng)措施以解決這些難題。電氣設(shè)備要滿足供配電的需求，為企業(yè)生產(chǎn)及居民生活提供電力需求。當(dāng)發(fā)生發(fā)電機(jī)突然停止、線路短路或者其他不確定因素引起電力故障時，迅速對故障狀態(tài)做出判斷并采取一定有效處理手段排除問題，保證電廠電氣設(shè)備運行安全性以及可靠性，減少不必要損失并提高其經(jīng)濟(jì)效益。電廠電氣設(shè)備的診斷工作是一項綜合性、系統(tǒng)性，技術(shù)性非常強(qiáng)的系統(tǒng)工程，對電氣設(shè)備進(jìn)行及時有效分析，在日常運行中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，能夠為后續(xù)處理提供依據(jù)，幫助技術(shù)人員快速找到故障所在，通過分析可以找出電廠發(fā)生短路時的原因并制定出相應(yīng)對策和保護(hù)方案等相關(guān)工作，采取相應(yīng)措施更好更快解決該問題［1］。

2 電廠電氣設(shè)備運行的主要故障及原因分析

2.1 發(fā)電機(jī)故障

電機(jī)作為電廠的核心驅(qū)動，是整個系統(tǒng)的心臟，常見的故障主要有電機(jī)不能啟動、啟動時熔斷器熔斷或者繼電器斷開，主要原因為繞組有兩相或三相出現(xiàn)的斷路現(xiàn)象。進(jìn)行故障分析時，首先判斷是因為電路故障還是電機(jī)故障，通過測量三相電源電壓來判斷，若檢測三相電壓正常，說明電機(jī)出現(xiàn)故障。如果電機(jī)發(fā)出嗡嗡聲且不轉(zhuǎn)動，通過測量電機(jī)三相電壓判斷是否出現(xiàn)過載的運行工況，通過斷開負(fù)荷觀察電機(jī)運行聲音以及轉(zhuǎn)速，如果都正?？梢耘卸檫^載，如果情況沒有改善，則有可能出現(xiàn)電機(jī)缺油、軸承損壞、軸頸損壞、轉(zhuǎn)子和內(nèi)膛相碰等機(jī)械故障，同時聽到電機(jī)周期性的“嚓嚓”聲。造成電機(jī)掃膛故障可能是由于軸承內(nèi)外圈間隙太大，軸承長期磨損形成的。實際運行中發(fā)現(xiàn)，通常在電動機(jī)繞組接頭、引線等接口位置會發(fā)生斷路故障［2］。故障情況如圖1和圖2所示。

圖1 電動機(jī)缺相燒機(jī)

圖2 電機(jī)過載過熱

2.2 開關(guān)設(shè)備故障

開關(guān)設(shè)備一般含高壓開關(guān)設(shè)備以及低壓開關(guān)設(shè)備，主要包含隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)以及斷路器等元器件，如果發(fā)生故障直接會導(dǎo)致電氣設(shè)施停運。開關(guān)故障原因主要是由于載流接觸面不滿足設(shè)計要求，開關(guān)接觸點接觸不良等，造成開關(guān)設(shè)備在實際運行合閘失效，接線處過熱故障。斷路器常見的故障為開關(guān)拒動、誤動作，以及運行中出現(xiàn)的異響。斷路器故障還有可能是由于合閘接觸器動作限值偏差產(chǎn)生誤動現(xiàn)象。開關(guān)在環(huán)境中受到污染，導(dǎo)致銹蝕現(xiàn)象，也會造成動作不良，開關(guān)卡澀問題。斷路器發(fā)生異常跳閘通常是由于內(nèi)部元器件故障，內(nèi)部電路系統(tǒng)故障導(dǎo)致判斷錯誤，運維不及時導(dǎo)致問題積累。開關(guān)出現(xiàn)不合格通常是由于產(chǎn)品自身的問題，比如制造工藝不合規(guī)，產(chǎn)品檢驗不符合標(biāo)準(zhǔn)，材料選擇不合理等均可導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備運行故障。另外，開關(guān)設(shè)備在安裝過程中安裝人員的技術(shù)水平、施工質(zhì)量也會對其運行產(chǎn)生重要的影響，觸頭、接線結(jié)合處安裝的穩(wěn)固性，會影響開關(guān)接觸［3］。

2.3 接地故障

目前很多電廠的電力系統(tǒng)還存在一些缺陷，在發(fā)電配電的過程中，設(shè)備接地作為一種必備的保護(hù)措施得到廣泛應(yīng)用，不僅可以保護(hù)電氣設(shè)備，還可以保護(hù)人員安全。電廠電氣設(shè)備的接地故障通常有兩種情況，一種是由于電力系統(tǒng)中存在大量電流導(dǎo)致其在運行過程中會產(chǎn)生巨大壓力進(jìn)而使電壓降低。另外一種就是由外部環(huán)境因素而造成內(nèi)部導(dǎo)體與外部電路接觸不良會產(chǎn)生一定程度上的電流。隨著電廠電氣設(shè)備數(shù)量的增大，接地故障發(fā)生的概率及頻率也逐漸上升，電機(jī)交流接地故障發(fā)生的概率最多。在發(fā)生接地故障時，由于電氣設(shè)備的外部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部構(gòu)造，引起電流超過正常值，由于非故障相對地電壓升高，系統(tǒng)中在絕緣薄弱點可能造成擊穿，造成電氣設(shè)備發(fā)生短路，甚至?xí)捎诟唠妷簩?dǎo)致電壓互感器燒壞。接地故障點產(chǎn)生的電弧，會直接導(dǎo)致設(shè)備燒壞。

2.4 發(fā)電機(jī)碳刷冒火故障

在電廠的電氣設(shè)備中，由于發(fā)電機(jī)自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣等，其內(nèi)部絕緣受到嚴(yán)重侵蝕和破壞。電壓及電流過高，發(fā)電機(jī)又很少停機(jī)，導(dǎo)致整個發(fā)電機(jī)組運行環(huán)境溫度不斷升高，自身發(fā)熱，長期處于滿負(fù)荷運載。運行過程電流變化導(dǎo)致碳刷的卡簧變形，造成接觸不良引起碳刷冒火故障，另外除了定子線圈之外，線圈管也會出現(xiàn)故障，導(dǎo)致線圈管無法滿足正常功能。

2.5 備用電源故障

在實際的運行過程中，由于電廠電氣設(shè)備自身存在一些問題，導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法正常運轉(zhuǎn)，所以備用電源是非常重要并且必不可少，是電廠電氣設(shè)備安全運行的保障，當(dāng)發(fā)電機(jī)突然出現(xiàn)故障等緊急停電、斷電時，能夠及時提供電源，另外提高電網(wǎng)穩(wěn)定性也非常重要。備用電源故障時，在緊急情況不能直接啟動，或者出現(xiàn)延遲啟動，進(jìn)而導(dǎo)致電廠關(guān)鍵設(shè)備不能良好地運行［4］。

3 火力發(fā)電廠電氣運行中的故障解決對策

3.1 電機(jī)故障解決對策

首先要對設(shè)備故障原因進(jìn)行診斷，從而制定科學(xué)高效的處理對策。當(dāng)電機(jī)啟動異常，應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)外觀是否正常，電流表指示上升或為零電動機(jī)缺相運行現(xiàn)象，再進(jìn)行絕緣測量，排除電機(jī)缺相、短路等故障。防止電動機(jī)缺相運行解決對策，最直接的方法就是運維人員巡檢，一旦出現(xiàn)問題及時排除，另外一個有效的技術(shù)手段在電動機(jī)回路中增加缺相保護(hù)裝置，在實踐中運行中證明是有效的。日常維護(hù)對于電機(jī)重點檢查接頭位置，出現(xiàn)接觸不牢固需及時穩(wěn)固，對于接觸點變形的位置或者材料進(jìn)行更換。對于電機(jī)長時間高溫腐蝕情況，為減少設(shè)備老化，應(yīng)該采取必要的隔熱處理，延長設(shè)備使用壽命。

3.2 隔離開關(guān)與斷路器的維護(hù)檢修

對于隔離開關(guān)的維護(hù)與檢修，需要注意以下幾點。

1）要檢查隔離開關(guān)的絕緣部件是否完整，有無異常放電情況。

2）檢查傳動和機(jī)械部件接觸是否良好，檢查隔離開關(guān)時要緩慢操作開合閘，觀察觸刀的接合狀態(tài)，如觸刀發(fā)生側(cè)片卡撞情況要及時進(jìn)行調(diào)整，確保觸刀正確接觸到絕緣子。

3）隔離開關(guān)一旦發(fā)生卡澀，應(yīng)先檢查開關(guān)安裝是否符合負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)，對于開關(guān)自身出現(xiàn)的質(zhì)量問題應(yīng)及時進(jìn)行更換。

4）對于松動、銹蝕的部件及時進(jìn)行處理，對于程度較輕的銹蝕可以進(jìn)行除銹處理，如重度損害則必須更換部件。

5）相關(guān)人員要加強(qiáng)斷路器的維護(hù)，加強(qiáng)斷路器鏈路中的電氣設(shè)備監(jiān)控，確保電流電壓等參數(shù)在正常標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，避免超負(fù)荷運行［5］。

3.3 發(fā)電機(jī)碳刷冒火故障解決措施

發(fā)動機(jī)碳刷冒火一般是機(jī)械故障導(dǎo)致，主要可以從以下幾個方向入手：

1）檢查用于固定發(fā)動機(jī)碳刷的螺絲是否松動、損壞，及時加固。

2）檢查發(fā)動機(jī)碳刷卡簧是否發(fā)生形變，對于已經(jīng)形變的卡簧進(jìn)行更換。

3）檢查離環(huán)繞電磁電阻絲是否發(fā)生位置偏移，長時間的摩擦運轉(zhuǎn)有可能導(dǎo)致離環(huán)繞電磁電阻絲偏移，對已偏移的進(jìn)行復(fù)位。

4）在日常運維中，及時清理發(fā)電機(jī)內(nèi)的污垢，防止污垢滲入影響發(fā)動機(jī)運行和壽命。

5）加強(qiáng)電氣設(shè)備維護(hù)人員的素質(zhì)培養(yǎng)，提高責(zé)任感和專業(yè)性，以便在發(fā)生問題后第一時間解決。

3.4 滑環(huán)碳刷冒火故障的應(yīng)對策略

電廠的發(fā)電機(jī)在運行的過程中，滑環(huán)碳刷冒火是經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，可以通過以下措施來預(yù)防滑環(huán)碳刷冒火的現(xiàn)象，保障電廠的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

1）統(tǒng)一配置各電氣設(shè)備的壓簧，采購相同規(guī)格參數(shù)的壓簧并統(tǒng)一對壓簧的壓力進(jìn)行配置。

2）定期對發(fā)電機(jī)滑環(huán)的濾網(wǎng)進(jìn)行拆卸清理，確保進(jìn)風(fēng)量正常。

3）選用與刷握匹配度較高的碳刷，碳刷和刷握中間留1～2mm的間隙，檢查碳刷活動情況。

4）運維班組加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)滑環(huán)、碳刷和壓簧的全面檢查，每周進(jìn)行除灰和吹掃并做好巡檢記錄。

5）使用測溫儀對發(fā)電機(jī)滑環(huán)進(jìn)行測溫，頻率至少保證2h一次，當(dāng)溫度過高時，及時檢查發(fā)熱源并采取有效措施［6］。

4 培養(yǎng)專業(yè)的設(shè)備維修人員

電廠電氣設(shè)備的維修工作是一項專業(yè)性很強(qiáng)、技術(shù)要求高且難度大的工作，一定要由專業(yè)人員來處理故障，就必須對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。首先可以由定期開展一些知識和技能等方面有關(guān)內(nèi)容講座，其次在日常運行中也應(yīng)該多組織經(jīng)驗交流會，或者請專家來現(xiàn)場指導(dǎo)檢修人員如何保養(yǎng)維修工作，最后還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于電氣設(shè)備故障處理流程的專業(yè)性人才培養(yǎng)，并建立專門的技術(shù)檔案庫，建立專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)維護(hù)檢修工作。通過對相關(guān)工作人員定期進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)與考核，不斷更新維修理念及方法，培養(yǎng)一批具有較強(qiáng)操作能力、技術(shù)水平較高、責(zé)任心強(qiáng)且能夠熟練掌握相關(guān)技能和知識的工作人員。在實際操作過程中要嚴(yán)格按照要求規(guī)范化程序來執(zhí)行和實施維修標(biāo)準(zhǔn)，從增加實踐能力與操作熟練程度等方面來提升檢修工作效率，從而保證設(shè)備在正常運行狀態(tài)下可以保持穩(wěn)定可靠的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

5 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源消耗量也在增加，電廠電氣設(shè)備在保障生產(chǎn)安全和提高電能質(zhì)量等方面起到至關(guān)重要作用。故障問題一直以來都是制約發(fā)電企業(yè)生存與發(fā)展最為重要因素之一，通過對設(shè)備工作條件進(jìn)行分析，及時排查隱患，實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行以及高效節(jié)能環(huán)保運轉(zhuǎn)。