火力發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修對策分析

高偉策

（國能四川天明發(fā)電有限公司，四川江油 621700）

0.引言

我國在電力生產(chǎn)中仍舊以火力發(fā)電為主，可以滿足社會各行業(yè)的電能資源需求，推動社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。在用電量持續(xù)升高的趨勢下，百萬機組在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用也越來越常見，其運行原理和組成結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)出復(fù)雜性的特點，只有做好全面控制，才能降低運行風險，滿足電力生產(chǎn)的多元化需求。電氣設(shè)備在長期運行中難免會受到外界環(huán)境、自身性能、人員操作等因素的影響，容易引發(fā)故障問題，生產(chǎn)效率和安全受到影響。為此，必須以狀態(tài)檢修為核心，實時化關(guān)注電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，以采取更加切實有效的預(yù)防及控制措施。

1.火力發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修概述

1.1 意義

近年來，電力行業(yè)的競爭逐漸加劇，有助于推動市場經(jīng)濟發(fā)展，以督促企業(yè)提供更好的供電服務(wù)，滿足人們的多元化用電需求。在火力發(fā)電廠的日常工作中，應(yīng)該做好電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修，以設(shè)備狀態(tài)信息為主要依據(jù)，對其故障出現(xiàn)的概率和設(shè)備運行趨勢進行分析和預(yù)測，為管理人員和技術(shù)人員提供可靠的支持。尤其是當前火力發(fā)電廠的投資規(guī)模越來越大，多個百萬機組在運行中對于設(shè)備可靠性的要求更高，一旦出現(xiàn)故障問題則會導致設(shè)備停止運行，引發(fā)嚴重的經(jīng)濟損失，而且會帶來大范圍的停電事故，影響社會正常用電，因此，狀態(tài)檢修工作至關(guān)重要，是決定火力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營效益的關(guān)鍵工作，只有不斷提高狀態(tài)檢修水平，才能更加實時化地了解電氣設(shè)備的運行狀況，準確評估設(shè)備的使用壽命，提前采取預(yù)防和控制措施，以降低成本投入，達到防患于未然的效果。通過狀態(tài)檢修也可以有效提高設(shè)備利用率，火力發(fā)電廠的運行能力也會隨之上升，可以增強自身的核心競爭力，在未來轉(zhuǎn)型發(fā)展中占得先機。

1.2 特點

狀態(tài)檢修相較于傳統(tǒng)檢修方式而言呈現(xiàn)出前瞻性特點，主要是在故障出現(xiàn)之前對電氣設(shè)備的故障隱患實施評估和分析，然后有技術(shù)人員采取優(yōu)化措施，降低故障出現(xiàn)的概率，因此屬于一種事前控制措施，避免故障問題給火力發(fā)電廠造成難以挽回的損失。狀態(tài)檢修的對象主要包括了發(fā)電機、斷路器、變壓器、高壓開關(guān)和避雷器、電力電纜等，因此呈現(xiàn)出復(fù)雜性和綜合性的特點，對于檢修人員的工作經(jīng)驗和綜合能力要求較高，需要掌握不同設(shè)備的檢修要點和難點，編制切實可行的檢修計劃與方案[1]。隨著機組復(fù)雜程度的提高，任何一個部件出現(xiàn)故障問題后都有可能造成設(shè)備故障問題，但是材料類型、部件運行特點和運行狀態(tài)的差異性較大，給檢修工作帶來了較大的難度，需要結(jié)合實際情況采取更具針對性的檢修方法和措施，使故障隱患得到及時排查與控制。同時，狀態(tài)檢修的方式也可以提高整體工作效率，節(jié)約了檢修工作的時間，降低對火力發(fā)電廠正常生產(chǎn)工作的影響，具有經(jīng)濟性特點。

2.火力發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的要點

2.1 變壓器狀態(tài)檢修

變壓器具有電壓變換的作用，也是決定電力生產(chǎn)效率與質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，當前變壓器的規(guī)格逐漸提升，需要結(jié)合具體的結(jié)構(gòu)特點和運行特點實施狀態(tài)檢修。首先，應(yīng)該采用溶解氣體分析技術(shù)實施檢修。由于設(shè)備在運行中的溫度不同，而且熱應(yīng)力的作用效果存在差異，這會導致變壓器油的狀態(tài)發(fā)生改變，造成雜質(zhì)氣體的存在，因此在狀態(tài)檢修中需要針對雜質(zhì)氣體的類型和含量進行測定，以采取處理措施，主要包括了CH4和C2H4、C2H2等。在環(huán)境溫度不斷提高的趨勢下，也會產(chǎn)生烴類氣體，其具有較強的氧化性，導致變壓器油的性能發(fā)生改變，因此在工作中也需要對溫度實施全面控制，獲取乙炔、乙烷和甲烷等氣體指標實施科學評估[2]。其次，應(yīng)該獲取絕緣油的實際狀況。變壓器油可以通過構(gòu)造一層絕緣膜維持設(shè)備的良好運行效果，需要針對含水量、擊穿電壓和油介損等參數(shù)實施科學評估，及時做好變壓器油的更換，防止造成設(shè)備的老化問題，以延長變壓器的使用壽命。最后，還應(yīng)該獲得可靠的試驗指標，以滿足變壓器的狀態(tài)檢修要求。為了評估變壓器的絕緣性能，需要獲得精確的絕緣電阻值，如果數(shù)值過低則需要進行維修，以增強設(shè)備絕緣性，防止對人員安全形成威脅。此外，當變壓器出現(xiàn)故障問題后，也會導致泄漏電流增大，因此通過電流值的檢測也可以了解變壓器運行狀態(tài)。

2.2 發(fā)電機狀態(tài)檢修

發(fā)電機組在整個系統(tǒng)運行中扮演著重要角色，尤其是百萬機組的引入提高了火力發(fā)電廠的生產(chǎn)效率，同時也會導致管理難度的提升。發(fā)電機的運行環(huán)境較為復(fù)雜，容易受到高溫和振動等因素的威脅，密封性和絕緣性等指標會出現(xiàn)較大的改變，這是造成發(fā)電機運行故障的主要原因。在狀態(tài)檢修過程中，首先，要開展日常監(jiān)測。抽氣裝置的良好運行狀態(tài)，可以充分發(fā)揮潤滑系統(tǒng)的優(yōu)勢，降低生產(chǎn)能耗，因此在監(jiān)測工作中應(yīng)該以該裝置為重點，降低雜質(zhì)氣體的影響，針對具體含量實施檢測和評估，以做好維修和更換處理。氫氣在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用可以實時化了解套管的運行狀態(tài)，防止氫氣泄露而引發(fā)嚴重的電力事故。碳刷也是發(fā)電機中的主要構(gòu)件，需要對其安裝效果和溫度實施全面檢查，及時更換磨損嚴重的碳刷，維持發(fā)電機的安全運行[3]。其次，應(yīng)該獲得更加詳細的運行參數(shù)。一旦短路狀況出現(xiàn)在出線端當中，則會危害發(fā)電機的運行，因此應(yīng)該針對電流和電壓參數(shù)進行實時化分析，以預(yù)防短路故障。做好負序電流的監(jiān)測，嚴格控制電流值，防止電流值過大而威脅轉(zhuǎn)子安全。及時消除三相不平衡問題，降低發(fā)電機運行風險。

2.3 斷路器狀態(tài)檢修

高壓斷路器是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備之一，在狀態(tài)檢修工作中應(yīng)該提高重視程度，以維持良好的運行狀態(tài)，降低高壓斷路器的風險，各類電氣設(shè)備的啟停和線路投切都會受到斷路器的影響，而且可以實現(xiàn)故障控制。首先，應(yīng)該關(guān)注斷路器的機械振動問題，在分合閘操作中會引發(fā)振動問題，這是造成斷路器故障問題的主要原因，必須在合閘中隨著力矩的增大會造成明顯的振動，而且會沿著設(shè)備傳播，而在分閘中連桿機構(gòu)則會受到電磁鐵的影響，需要做好分合閘測試工作，以確定具體的振動程度并實施優(yōu)化[4]；其次，應(yīng)該獲得精確的電流參數(shù)，電磁鐵會受到電流影響而出現(xiàn)磁通，達到分合閘的要求，如果電流出現(xiàn)異常狀況，那么可能發(fā)生誤動故障和拒動故障，因此可以作為狀態(tài)檢修的主要指標；再次，還應(yīng)該對觸頭的行程和速度實施評估，行程量主要包括超行程、平均行程等，這是評估斷路器運行狀況的主要指標，也能夠及時通過行程量的異常狀況分析操動機構(gòu)的故障問題，以采取控制措施[5]；最后，要全面了解動態(tài)電阻數(shù)據(jù)，燒損問題在弧觸頭中較為常見，因此在狀態(tài)檢修中需要了解動態(tài)電阻數(shù)值，以更加準確地評估斷路器的運行情況。

3.火力發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的對策

3.1 做好故障診斷

對于電氣設(shè)備故障的科學診斷，可以為設(shè)備運行維護和檢修提供可靠依據(jù)，提高工作效率，解決傳統(tǒng)模式下的盲目性問題。隨著科學技術(shù)水平的提升，診斷技術(shù)也呈現(xiàn)出多樣化的特點，可以通過信號變換和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形式開展工作。依托信號變換可以解調(diào)相關(guān)故障信號，以確定更加全面和精確的故障信息，比如在火力發(fā)電廠電氣設(shè)備狀態(tài)檢修中就可以采用小波變換法，通過獲取局部突變點的實際情況分析發(fā)電機的定子繞組運行狀態(tài)，找到負載不對稱問題和外部負載的突變問題，及時采取針對性處理措施。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式則實現(xiàn)了智能化診斷，符合當前火力發(fā)電廠的轉(zhuǎn)型升級要求，尤其是在電氣設(shè)備的復(fù)雜故障診斷中效果更好，準確分析故障程度及影響特點。其中，BP網(wǎng)絡(luò)法是當前應(yīng)用效果較好的一種故障診斷技術(shù)，能夠更加快速地獲取電流和電壓、噪聲參數(shù)，充分發(fā)揮該技術(shù)的自主學習優(yōu)勢，故障診斷更加精確和高效。

3.2 開展在線監(jiān)測

在線監(jiān)測技術(shù)可以滿足實時化控制的要求，因此要建立完善的在線監(jiān)測系統(tǒng)，為視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)分析、防誤管理和保護測控等工作創(chuàng)造良好的條件。其中，在線運行管理和在線監(jiān)控監(jiān)視是該系統(tǒng)的兩大基本功能，可以實現(xiàn)對火力發(fā)電廠內(nèi)部各類電氣設(shè)備的集成化管控，當出現(xiàn)異常問題時及時發(fā)出警報信息，同時實現(xiàn)了故障信息的自動化記錄與分析，為檢修人員的工作提供依據(jù)[6]。在應(yīng)用軟件的支持下，可以滿足事故反演的工作需求，更加全面的評估故障問題，呈現(xiàn)出強大的可視化特征。在此過程中應(yīng)該做好數(shù)據(jù)分類工作，包括事件記錄信息、提示信息和告知信息等，以更加準確地評估電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，確定具體的故障點。

3.3 完善技術(shù)檔案

為了滿足規(guī)范化管理的要求，還應(yīng)該建立完善的技術(shù)檔案，以全面評估電氣設(shè)備的運行現(xiàn)狀和未來變化趨勢，確定設(shè)備是否需要更換或者威脅?；鹆Πl(fā)電廠應(yīng)該引入先進技術(shù)手段，構(gòu)建符合狀態(tài)檢修工作要求的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，將設(shè)備出廠信息和安裝記錄、試驗結(jié)果、檢測報告等納入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當中，為各個部門及人員的使用提供依據(jù)[7]。傳統(tǒng)檔案管理模式無法滿足新時期狀態(tài)檢修的要求，因此在工作中應(yīng)該以數(shù)字化檔案為核心，更加準確和便捷地記錄設(shè)備信息，同時借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速采集和分析比較，得到更加準確的評估報告，解決狀態(tài)檢修工作中的盲目性問題。

3.4 健全管理制度

隨著火力發(fā)電廠生產(chǎn)規(guī)模的擴增，狀態(tài)檢修的范圍也在增大，因此在工作中應(yīng)該建立可靠的管理制度，對狀態(tài)檢修工作的各個環(huán)節(jié)加以約束和規(guī)范，避免該項工作流于形式化。確定電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的細則和具體的管理標準，確保各項制度與時俱進，為技術(shù)管理和故障處理提供依據(jù)。為了提高各部門之間的工作協(xié)同性，還應(yīng)該建立完善的責任制度，對狀態(tài)檢修中各個崗位人員的職責實施劃分，以提高檢修工作水平，使其在明確個人職責的基礎(chǔ)上做好密切交流與溝通，及時共享電氣設(shè)備的狀態(tài)檢修信息，解決信息孤島問題[8]。建立完善的獎懲制度，針對操作不當或者檢修不認真而引發(fā)設(shè)備故障的人員實施懲罰，增強責任意識和重視程度，在狀態(tài)檢修中實現(xiàn)全員參與。

3.5 提高人員素養(yǎng)

隨著機組復(fù)雜性的提升，對于檢修工作人員技術(shù)能力的要求也越來越高，因此應(yīng)該組建一支高水平的檢修隊伍，以改善電氣設(shè)備的運行狀況。為此，應(yīng)該對過往檢修工作中的問題加以總結(jié)和反思，全面了解設(shè)備的故障類型和具體原因，以確定合理的狀態(tài)檢修計劃，制訂培訓方案，確保各項培訓內(nèi)容與狀態(tài)檢修工作內(nèi)容相契合，避免在培訓中造成資源浪費問題[9]，鼓勵檢修工作人員自主學習先進技術(shù)和知識，了解各類電氣設(shè)備的運行特點和原理，在狀態(tài)檢修中做到心中有數(shù)。

4.結(jié)語

電氣設(shè)備的運行狀況會對火力發(fā)電廠的整體生產(chǎn)效益和供電效果產(chǎn)生影響，因此應(yīng)該針對各類設(shè)備做好全面的狀態(tài)檢修，以及時發(fā)現(xiàn)其中的故障隱患并實施控制，預(yù)防重大安全問題，尤其是要關(guān)注變壓器、發(fā)電機和斷路器的運行原理及特點，針對其故障規(guī)律采取有效的狀態(tài)檢修措施，維持電氣設(shè)備的高效化運行。此外，還應(yīng)該通過做好故障診斷、開展在線監(jiān)測、完善技術(shù)檔案、健全管理制度和提高人員素養(yǎng)等途徑，逐步提升狀態(tài)檢修工作水平，創(chuàng)造良好的電力生產(chǎn)環(huán)境。