關于發電廠電氣開關設備故障分析及對策探討

范志欽

摘要：發電廠又稱為發電站，可以把大自然中的一次能源轉化成二次能源，即——電能，發電廠能否正常的運營關系到整個電力系統的安全及穩定。在實際的運營過程中，發電廠的電氣開關設備時常會發生故障，嚴重影響了發電廠的生產運作。結合筆者多年的工作經驗，本文深入分析了發電廠電氣開關設備的故障原因，并提出了有效的針對性性措施，希望對大家有所幫助，為我國的電力事業貢獻自己的一份力量。

關鍵詞：發電廠；電氣開關設備；故障分析；對策

發電廠是社會電力供應的主力軍，發電廠可以根據檢測到的負載值來對電路進行相應的切換，以保證自身的發電量與需求一致。電氣開關設備就扮演著電路切換的重要角色，一旦檢測到問題就會及時的切斷電路，將故障進行隔離或者進行負荷的重新分配。電氣開關的無故障運行是保證發電廠安全生產的重要保障之一，下面就將對電氣設備的故障原因及解決措施進行詳細介紹。

1 發電廠電氣開關設備發生故障分析

1）故障機理和外在表現。

①導電回路的發熱機理和表征。

導電回路的制作原料為鐵、鋅、錳等金屬元素，在電氣設備中有著相對重要的作用。發電廠的導電回路是十分復雜的，回路的不同部位中分布著很多的電氣節點。這些電氣節點由于一些外界的原因，如：接觸面積、壓強等情況可能會使得這些節點的電阻突然增大，散發的熱量也隨之增加，根據公式：P=I2R或者Q=I2RT，我們可以知道，R與Q成正比，如果R的值增大，那么電路中的Q也會隨之增大。而溫度的局部升高，又會使得金屬導體的氧化過程加快，周而復始，形成惡性循環[1]。

②介質損耗的發熱機理和表現。

除了導電回路之外，發電廠的電氣開關設備還有一些電介質，這些可能是固體、液體或者氣體的電介質構成了絕緣防護結構，有著保護著電路不受損壞，絕緣以及散熱的作用。而交變電壓可能會引起電介質的損耗，其原理為：P=U3wctg5W。根據公式，我們可以知道，電介質的損耗與通過的電流大小無關，只和施加在其上面的電壓成正比的關系。即便電氣設備正常穩定運行，由于交變電壓的作用仍然會使得電介質的性能降低，并且使得發熱功率持續上升，最終導致電氣開關設備的溫度異常升高，導致其無法正常運轉。

2）電氣設備接地與地網之間的連接出現問題。

近年來，我們對市內各大電廠的電氣開關發生故障的原因做了比較廣泛的調查，我們發現部分電廠存在接地設備與接地網不接地的現象。這些設備一般為變壓器，油斷路器和隔離開關等。造成這種接地設備與地網接觸不良情況的原因一般是因為接地的電線的截面積太小，導致電流波動，不穩定。接地設備對于線路的要求是很高的，如果發生短路或者斷路的現象，就有可能造成接地電線被燒毀的現象，進而會影響到控制電纜的使用，極有可能造成安全事故影響整個體系的正常運轉，不但使得企業的經濟利潤損失，還影響了工人的生命安全，損失巨大并且十分危險[2]。

3）電氣內部觸頭接觸故障。

電氣設備的內部觸頭主要包括鐵芯、線圈、觸頭連接部件等。接觸不良，絕緣不良或氣體壓力不足等情況時有發生。通過對電氣設備運行時間的分析，我們不難得到，中斷類電氣設備是故障最易發生的部件，且占比高的結論。其中，接觸型的故障出現的概率是最大的。由于開關設備有很大的一部分都是觸頭類型的，所以出現接觸不良的情況不在少數，這樣就會產生大量的熱能。這些熱能一些會傳導到電器設備的金屬外殼上面，另一些則會通過各種的電介質傳到設備的其他部位，這樣的情況在短時間內不會有太大的問題，但是如果長時間的異常溫度就會使得設備由于高溫環境下運作使得使用壽命降低。

2 發電廠電氣開關設備故障檢修對策

2.1 使用SF6斷路器，及時更換設備

電廠由于供應著整個社會的電力需求，所以平日負電載荷較大，需要比較安全的運行環境。所以，我推薦對于電器開關設備最好選擇SF6斷路器，不但性能好，而且價格低，性價比十分高，穩定性和抗污染能力也較為突出。當開關的機械動作次數超過或達到產品的機械壽命時，應更換設備或者使用性能更為優良的開關設備。如果開關設備的故障影響了電源的正常穩定運行，一定要在第一時間進行更換作業，把損失降到最低，防止安全事故的發生。另外，對于開關設備一定要定期除塵和清洗，避免因為灰塵顆粒進入到其中使得其無法使用。為了提高檢測頻率，通常采用回路電阻和微水試驗[3] 的方法進行。

2.2 加強巡檢

電氣開關設備容易發生故障，需要對開關驅動進行模擬實驗，尤其是模擬開關的實際動作，并認真對控制電路和傳動部件進行檢驗。每一個春天和夏天都要進行二次檢查，通過檢查，不僅可以全面掌握設備的運行狀態，做到心中有數，還使得設備檢查和控制電路的維護以及傳動部分的缺陷檢測率的準確率大大提升，整個體系變成有序且高效。所以建立完善的監督體制迫在眉睫，各個部門分工明確，責任擔當，并且將部門對于安全生產的檢測工作劃入到年終的評比中來，對于成績優異的單位公開獎勵，讓給大家充分的重視起來，這樣才可以使得電廠的安全真正的得到保障。

下面我來說一下幾個具體的例子給大家分享。500kV型斷路器在檢修電廠僅3個月后，由于接線端子與上蓋接觸使得在開斷短路故障時引起部件接觸不良，產生了斷路器的放電現象，導致母線與斷路器之間的導線有短路電弧，導致電力系統發生事故。再次，發電廠的發電機斷路器以及隔離開關由于出現接觸不良，導致過熱氧化，接地電弧放電導致線路三相短路，造成停電事故，對發電廠的正常生產和運行造成了不良影響。此外，長期的經驗表明，頻繁拆卸設備，不但無法提高電氣設備的技術性能，還降低了原有設備的性能，每次重裝后都有可能出現新的缺陷或隱患。所以，我認為，巡視檢查工作至關重要，此項工作可以防止開關設備發生故障，一旦發生，也可以在第一時間進行處理，巡檢工作必須得到充分的重視[5]。

3 結語

社會的發展需要電力，而發電廠又是電力供應的主要來源。所以發電廠能否安全穩定的運行，對于社會是否能夠長久的發展有著不可分割的關系。如果發電廠對于電力供應方面出現了些許問題，將對社會的生產和運行造成嚴重損害。因此，有必要加強發電廠電氣設備的維護和管理，尤其是易出錯的開關設備。工作人員要及時對開關設備進行維護，避免故障的發生，同時必須使用性能良好的元器件，通過多種措施避免電氣開關設備故障的發生。

參考文獻：

[1]張悅，趙小凡.電氣設備故障分析及對策[J]系統解決方案，2014：1125.

[2]周原茂，施登芳.電廠機組電氣運行故障及處理技術[J].中國新技術新產品，2015：1215.

[3]朱繼剛，耿芳園.試論電廠電氣設備故障的解決對策[J].電子科技，2015：3033.

[4]珠慧語，楊志康.電廠電氣監控系統發展問題探討[J].現代商貿工業，2015（01）：1520.

[5]韋德恩，林眾.發電廠電氣設備檢修的必要性與實踐經驗分析[J].黑龍江科技信息，2014（19）：1228.