電廠機組電氣運行故障及處理技術(shù)

王茂勛

（大唐陽城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102）

1 發(fā)電機滑環(huán)碳刷冒火的問題

發(fā)電機運行中滑環(huán)碳刷冒火是常見的故障之一, 若不及時消除, 可導(dǎo)致發(fā)電機滑環(huán)碳刷冒火形成環(huán)火, 對發(fā)電機安全運行造成直接威脅, 特別是氫冷發(fā)電機, 嚴重時將被迫停機。緊急停機不僅影響企業(yè)連續(xù)生產(chǎn),而且對發(fā)電機本身也將產(chǎn)生重大危害。

1.1 故障原因分析

通過對電廠發(fā)生的幾次較大的環(huán)火造成停機事故的原因進行分析, 可以得出產(chǎn)生環(huán)火的幾個主要原因。

(1) 在機組運行中, 雖然使用同一壓簧、碳刷, 但由于壓簧的壓力不同, 使用時間長短不一樣, 出廠質(zhì)量有差別, 使得碳刷與滑環(huán)間的接觸點電阻不一樣、同極滑環(huán)上不同碳刷間電流不均、部分碳刷電流太大、造成壓簧嚴重受損變形, 產(chǎn)生火花。

(2) 碳刷型號雖然相同,由于存在阻值上的差異, 同極滑環(huán)上碳刷間電流分配不均、個別碳刷通流偏大、壓簧發(fā)熱變形、壓力減小、 產(chǎn)生火花。

(3) 碳刷在刷盒中搖動, 碳刷磨損嚴重,刷塊邊緣有剝落現(xiàn)象, 集電環(huán)磨損不均及機組振動引起碳刷顫振, 刷盒和刷架積垢等都會引起碳刷冒火。

(4) 運行人員巡檢時間間隔較長或走馬觀花, 未能及時發(fā)現(xiàn)部分碳刷嚴重過熱情況,也是造成發(fā)電機滑環(huán)碳刷冒火的原因之一。

1.2 對策

(1) 將發(fā)電機滑環(huán)上的所有壓簧全部更換為同一型號的壓簧, 并且根據(jù)機組檢修情況測試其壓力, 每個碳刷對集電環(huán)的壓力應(yīng)基本相等, 約2×5.88±7%牛頓(用彈簧秤測量), 否則應(yīng)更換彈簧。

(2) 運行各班每小時必須對發(fā)電機滑環(huán)、碳刷、壓簧進行一次全面、系統(tǒng)地檢查。

(3) 發(fā)電機碳刷長度不能小于新碳刷長度的2/3, 如發(fā)現(xiàn)長度不足, 必須立即更換；但一般情況下, 在同一時間內(nèi), 每個刷架上最多只允許更換1/5 的碳刷。

(4) 新碳刷必須測定其電阻值, 更換時同一極滑環(huán)上碳刷必須使用同一電阻值的碳刷。

(5) 新碳刷必須研磨, 以保證碳刷與滑環(huán)表面接觸面積達70%以上, 且在刷握范圍內(nèi)能上下靈活運動, 無卡澀現(xiàn)象。

(6) 部分電廠已采用恒力矩電刷裝置,運行狀況非常好, 建議采用。

(7) 運行主控室應(yīng)配置足夠的碳刷, 每個碳刷應(yīng)標明電阻值, 勵磁機碳刷電阻值為(0.0015±0.0003)Ω, 發(fā)電機碳刷電阻值為(0.0021±0.0003)Ω。

2 變壓器保護動作跳閘

2.1 變壓器差動保護動作跳閘；

現(xiàn)象：（1）警鈴、事故音響報警，“掉牌未復(fù)歸”信號發(fā)出，相應(yīng)控制開關(guān)綠燈閃光；（2）表計擺動，相應(yīng)變壓器電力表或電流表指示為零；3）差動保護信號繼電器信號發(fā)出。

分析處理：（1）如是廠用變壓器，應(yīng)投入備用變；如是主變，應(yīng)確保廠用電的安全；（2）對差動保護范圍內(nèi)的電氣設(shè)備進行詳細的外部檢查；（3）檢查變壓器防爆膜是否破裂，有無噴油、冒煙痕跡，油色、油位是否正常；（4）拉開變壓器兩側(cè)開關(guān)，測量變壓器絕緣電阻值，告知檢修測量其直流電阻；4)經(jīng)以上檢查、測量未發(fā)現(xiàn)異常時由試驗人員對差動保護進行試驗;（5）確定差動保護誤動后，將其停用，在瓦斯保護可靠投入的情況下，恢復(fù)變壓器送電運行。

2.2 變壓器過流保護動作跳閘：

現(xiàn)象：（1）警鈴、事故音響報警，“掉牌未復(fù)歸”信號發(fā)出，相應(yīng)控制開關(guān)綠燈閃光；（2）表計擺動，跳閘變壓器各表計指示到零或降低；（3）過流保護信號繼電器掉牌。

分析處理：（1）若是廠用變壓器過流保護動作，備用廠用變自投不成功，可以不經(jīng)檢查試送一次，試送再跳，則不再送電，必須查出故障點后，再送電；（2）主變跳閘，禁止搶送，待找出故障點后，再根據(jù)情況恢復(fù)運行；（3）廠用變零序保護動作跳閘，備用變壓器自投成功，應(yīng)對跳閘變壓器進行全面檢查、試驗，消除故障后，方可投入運行；備用變也跳閘時應(yīng)找出故障點，消除后方可投入運行；（4）若系統(tǒng)故障引起變壓器開關(guān)越級跳閘，可在故障切除后，不經(jīng)檢查即可送電。

2.3 重瓦斯保護動作

現(xiàn)象：（1）警鈴、事故音響報警，發(fā)“瓦斯動作”、“掉牌未復(fù)歸”信號，相應(yīng)控制開關(guān)綠燈閃光；（2）表計擺動，相應(yīng)變壓器電力表或電流表指示為零。

分析處理：（1）如是廠用變壓器，應(yīng)投入備用變；如是主變，應(yīng)確保廠用電的安全；（2）對變壓器外部進行檢查，防爆管玻璃是否破裂、噴油，油位計是否有油，油枕、散熱器、法蘭、各管路接頭是否漏油、膨脹、變型。（3）檢查瓦斯繼電器，對瓦斯繼電器內(nèi)部的氣體和油質(zhì)分析化驗，發(fā)現(xiàn)異常，不經(jīng)處理不得送電。4）檢查是否因為保護誤動引起的，如若確認是重瓦斯誤動，則可以將變壓器投入運行，但差動保護必須投入運行。（5）經(jīng)各項檢查仍未發(fā)現(xiàn)任何問題，經(jīng)試驗也未發(fā)現(xiàn)異常，進行全面鑒定良好后，再投入運行。

3 線路跳閘

線路跳閘應(yīng)認真檢查保護及自動裝置動作情況,檢查故障錄波器動作情況,檢查斷路器的位置，若是有開關(guān)則需要檢查油位、油色及有無噴油等異常現(xiàn)象。線路跳閘后,自動重合閘壓板投入時，重合閘應(yīng)動作，若重合閘未成功，因為雙側(cè)電源線路，故禁止手動強送。首先應(yīng)檢查保護動作情況，是過流保護動作還是速斷動作，還是光纖縱差保護動作。聯(lián)系調(diào)度，檢查線路側(cè)是否還有電壓，根據(jù)調(diào)度指令采取同期方式進行同期并列。

4 低壓系統(tǒng)備用電源自動投入裝置的問題

新近投產(chǎn)的電廠, 低壓系統(tǒng)的進線開關(guān)大都采用ME 系列萬能式斷路器。此種開關(guān)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理, 但作為進線開關(guān), 由于開關(guān)本身裝有瞬時過電流脫扣器, 動作時間≤30ms ,從而跟低壓系統(tǒng)變壓器保護不相匹配, 造成低壓系統(tǒng)保護整體無選擇性, 低壓系統(tǒng)備用電源自動投入裝置切換不成功,擴大停電范圍。所以, 用ME 系列萬能式斷路器做低壓系統(tǒng)進線開關(guān)時, 其本體保護必須取掉。

5 電氣接地問題

電氣接地是電力系統(tǒng)保證設(shè)備和人身安全的重要措施。我國電力系統(tǒng)的接地方式一般用鋼材作為接地材料。接地體的連線和接地引下線一般采用40mm×4mm 的扁鋼, 有的接地引體的腐蝕因素, 致使運行中的發(fā)電廠因接地線的嚴重銹蝕造成嚴重的事故。為了提高接地系統(tǒng)的可靠性, 應(yīng)該從設(shè)計上就考慮各種腐蝕因素對接地體的影響, 用加大接地鋼材的面積或采取一定的防腐措施以保證接地系統(tǒng)的使用壽命。對已經(jīng)運行的電氣裝置, 必須定期檢查接地系統(tǒng)的銹蝕情況。只靠測量接地引下線的接地電阻并不可靠,因為當引下線尚未銹斷時, 所測的接地電阻可能是合格的, 而當通過很大的接地電流時就可能被熔斷, 所以必須挖開地面, 用敲打的方式檢查接地體的銹蝕情況。

結(jié)語

發(fā)電機滑環(huán)碳刷冒火, 變壓器保護動作跳閘, 電氣接地網(wǎng)接地電阻是否符合標準,是影響發(fā)電機安全穩(wěn)定運行的幾個重要問題。根據(jù)以上故障發(fā)生的正確分析及在故障發(fā)生時的實踐處理中, 有效地證明了方法可靠可用, 望能給同行者一個的借鑒。

［1］陳遠鵬.變電站電氣設(shè)備故障及其原因分析［J］.電氣世界，2009.

［2］劉慧林，王漢斌.橋鞏水電站的過電壓保護措施［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2010.

［3］傅佩琛.電力系統(tǒng)硬件軟件可靠性理論及其應(yīng)用［M］.北京: 國防工業(yè)出版社，2009.