發(fā)電廠電氣設(shè)備運(yùn)行故障判斷及應(yīng)對措施研究

李曉紅

【摘? 要】隨著我國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力促進(jìn)了工業(yè)的快速發(fā)展。發(fā)電廠，作為工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，作為電力來源，滿足人們不斷增長的電力需求，對電力負(fù)荷的增加，發(fā)電設(shè)備性能要求越來越高，電氣設(shè)備的高強(qiáng)度的跑步，這是一個為電廠發(fā)展機(jī)會，這是一個前所未有的挑戰(zhàn)。如何保證電力的正常運(yùn)行，是大型電廠關(guān)注的焦點。而在發(fā)生故障時，保護(hù)正確動作，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定，確保廠用電源是非常重要的，因此正確判斷電廠設(shè)備運(yùn)行故障是非常重要的。

【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備;常見故障;重要性;應(yīng)對策略;

我國作為能源大國，對能源的質(zhì)量和數(shù)量方面的要求很高，電能作為當(dāng)今世界主要的清潔能源廣泛地應(yīng)用在生活、生產(chǎn)等各種領(lǐng)域中。缺少了電能，將嚴(yán)重影響人們的生活及企業(yè)的生產(chǎn)狀況，因此發(fā)電廠的電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行就顯得尤其重要。

一、發(fā)電廠電氣設(shè)備正常運(yùn)行的重要性分析

就發(fā)電廠來說，在不斷推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，提供人們電力能源的同時，也在逐漸深化對發(fā)電廠電氣設(shè)備的保護(hù)，但由于能源需求的增多，發(fā)電廠近些年已經(jīng)不斷引入更多的電氣設(shè)備，應(yīng)用過程中越來越多樣化和復(fù)雜化，各個設(shè)備之間相互聯(lián)系，很多小部件的安裝和調(diào)試都對整個電廠的電力穩(wěn)定狀況產(chǎn)生影響。因此，在引進(jìn)的設(shè)備安裝調(diào)試環(huán)節(jié)，工作人員必須做到準(zhǔn)確無誤。毫無疑問，電力的存在讓電廠所設(shè)地區(qū)甚至是全國的經(jīng)濟(jì)都處于高速發(fā)展的態(tài)勢，給人們的日常生活提供了重要的保障，這充分說明了電氣設(shè)備正常運(yùn)行的重要意義。深入地對各種應(yīng)用設(shè)備的維護(hù)與管理進(jìn)行分析，對故障排除的手段進(jìn)行研究，對維持電廠電氣設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行有保障的作用。

二、發(fā)電廠電氣設(shè)備常見故障分析

發(fā)電廠是將化石能源轉(zhuǎn)化為符合傳輸要求的電能的單位。發(fā)電廠的工作主流程為供用電流程，涉及的電氣設(shè)備有發(fā)電機(jī)、變壓器等。此外，發(fā)電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)還需要廠用電流程的支撐，廠用電流程用于場內(nèi)綜自設(shè)備、繼保設(shè)備等的控制以及照明、事故應(yīng)急等場合，其涉及的設(shè)備有配電器、開關(guān)等。由于發(fā)電廠設(shè)備振動大、磨損快，環(huán)境中粉塵多，因此電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的概率較大，需要作細(xì)致分析。

1.備用電源自動切換故障。為應(yīng)對各類不確定情況，在發(fā)電廠廠用電流程設(shè)計中往往引入備用電源。例如，為保障發(fā)電機(jī)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，其驅(qū)動系統(tǒng)一般是雙路供電（一主一備）。根據(jù)電壓等級，備用電源一般可劃分為高、低壓兩種類型。鑒于發(fā)電機(jī)在發(fā)電廠的重要地位，現(xiàn)主要就發(fā)電機(jī)備用電源切換異常造成的影響進(jìn)行闡述。發(fā)電機(jī)備用電源選型方面的考量因素有：（1）發(fā)電機(jī)容量;（2）控制模式;（3）發(fā)電機(jī)數(shù)量;（4）接線模式。由此可見，給發(fā)電機(jī)配置備用電源是一項復(fù)雜工作，若配置不當(dāng)，會引發(fā)各種問題。1）備用電源啟動是需要時間的，對于發(fā)電機(jī)這類高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備體系，一旦失去主供電源，相關(guān)設(shè)備個體將立即轉(zhuǎn)入降速運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)勢，且降速幅度與啟動所需時間呈正相關(guān)。2）如果啟動時間超過額定值，就會導(dǎo)致鍋爐不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)（受相關(guān)電氣設(shè)備減速影響），嚴(yán)重情況下甚至導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不能再次運(yùn)轉(zhuǎn)。3）由于突然加壓對發(fā)電機(jī)不利，即使備用電源在額定時間內(nèi)接入母線運(yùn)轉(zhuǎn)，也有可能引起電機(jī)故障。

2.發(fā)電機(jī)溫度過高。發(fā)電機(jī)的持續(xù)工作周期一般較長，長期持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)必然耗費(fèi)大量金屬（鐵/銅），并附帶產(chǎn)生大量熱能，這樣就可能使相關(guān)電氣設(shè)備累積熱能而導(dǎo)致溫度驟升，長此以往將有損該電氣設(shè)備的表層絕緣體（老化加快），最終致使電氣設(shè)備的運(yùn)行年限縮減。根據(jù)相關(guān)研究，以上過程的進(jìn)展速度與設(shè)備溫度呈正相關(guān)，特別當(dāng)溫度越過臨界點溫度后，老化速度加快，不但對發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成威脅，還可能引發(fā)人身安全事故。

3.電氣設(shè)備接地故障。對電氣設(shè)備作接地處理是保障設(shè)備正常運(yùn)行和作業(yè)人員安全的必然措施，但接地體系若出現(xiàn)短路故障，將帶來很大的安全隱患。發(fā)電廠接地故障主要形式有：（1）直流接地故障。當(dāng)直流發(fā)生接地故障但不短路時，因其熔斷器不會熔斷，使檢修人員誤認(rèn)為一切正常，忽視相關(guān)操作注意點，導(dǎo)致故障擴(kuò)大。（2）交流接地故障。如電動機(jī)繞組受潮而形成的接地故障。（3）接地失效。當(dāng)前的接地材料和接引線以扁鋼為主，而扁鋼在長期運(yùn)行后會出現(xiàn)腐蝕及磨損現(xiàn)象，可能造成接地失效。

4.電氣設(shè)備電壓超載故障。穩(wěn)定合理的電壓值對電氣設(shè)備效能的發(fā)揮至關(guān)重要。一般要求電壓波動不超過額定值的5%。對于發(fā)電機(jī)設(shè)備體系來說：（1）當(dāng)電壓高于額定值時，勵磁會提高（因設(shè)備容量發(fā)生變動），促使轉(zhuǎn)子電流加大，這樣就進(jìn)一步增強(qiáng)溫升效應(yīng)，從而帶來加速老化和鐵/銅損耗增加等不利后果。（2）當(dāng)電壓低于額定值時，繞組鐵芯等發(fā)電機(jī)部件的穩(wěn)定性變差，表現(xiàn)為不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致機(jī)組異常振動。電壓過低還會引發(fā)相關(guān)機(jī)械設(shè)施的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、發(fā)電廠電氣設(shè)備運(yùn)行中常見故障應(yīng)對措施

1.優(yōu)化接地線結(jié)構(gòu)。優(yōu)化接地線結(jié)構(gòu)不僅可以有效保護(hù)設(shè)備及工作人員的安全，更可以有效的提升設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定程度，對接地線結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使用可以有效的降低地面電壓，最大程度的降低設(shè)備故障所帶來的安全隱患及對設(shè)備的影響。考慮到接地線的重要性，應(yīng)對接地設(shè)備進(jìn)行實時的監(jiān)控過程，一旦接地線發(fā)生故障應(yīng)進(jìn)行及時的故障排查，降低其引起的危害。此外，對于接地線的有效運(yùn)行還需要配備相應(yīng)的報警裝置，一旦接地線發(fā)生故障則可以通過報警裝置進(jìn)行預(yù)警，將可能發(fā)生的損害降至最低，提升接地線結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。為了提升電氣設(shè)備運(yùn)維的智能化水平，宜給電氣設(shè)備增配接地線報警裝置，以實現(xiàn)對接地線情況的實時監(jiān)控和故障快速排查。

2.合理選擇冷卻手段。針對電氣運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱量過高的現(xiàn)象應(yīng)使用合理的冷卻手段，以保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。通過對發(fā)電機(jī)等設(shè)備優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，促進(jìn)熱量的及時排除并進(jìn)行設(shè)備的冷卻。當(dāng)前發(fā)電廠中電氣冷卻的常用手段包括水冷方式、氫氣冷卻方式、密封空氣冷卻方式等。三種方法對熱量的傳遞和散去均有極為明顯的效果，對設(shè)備降溫過程極為有效。第一種是室內(nèi)冷卻方式，此種方式的應(yīng)用較為簡單，在發(fā)電量較大的機(jī)組中應(yīng)用較為頻繁。第二種為氫氣冷卻方式，此種冷卻方式效果非常好，但是因為氫氣為可燃?xì)怏w，因此對于環(huán)境的要求較為嚴(yán)格，而且容易存在安全隱患。第三種為密閉式空氣冷卻方式，其可以形成較為密閉的環(huán)境，降低冷卻介質(zhì)與外界的接觸，有利于其冷卻功能的發(fā)揮，較適合于發(fā)電環(huán)境比較復(fù)雜的發(fā)電廠應(yīng)用。設(shè)備的熱量排除對熱備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)及保障使用壽命有極為重要的意義，因此應(yīng)合理選擇冷卻手段以加強(qiáng)熱量的排除。

3.定期做好電氣設(shè)備的檢修維護(hù)工作。電氣設(shè)備故障對發(fā)電廠的負(fù)擔(dān)極重，做好故障排除工作可以為發(fā)電廠及國家節(jié)省大量的時間及電力能源，因此應(yīng)定期做好電氣設(shè)備的檢修維護(hù)工作，根據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況及使用要求，制定嚴(yán)格的操作制度及相關(guān)責(zé)任，工作人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行定期維護(hù)檢查工作，做到責(zé)任落實到人。同時，還要對工作人員的檢修工作予以考核，保證每個人都能夠以積極的心態(tài)對待設(shè)備的檢修，保證檢修工作的有序進(jìn)行。對故障的原因及維修過程做好記錄工作并整理成工作筆記，便于維護(hù)工作的進(jìn)行及故障防護(hù)過程。

總之，發(fā)電廠電氣設(shè)備是否能正常運(yùn)行，關(guān)系到發(fā)電廠的發(fā)展，其操作系統(tǒng)又極為復(fù)雜，對其安全性和穩(wěn)定性的合理控制是必不可少的。以及人們?nèi)粘５男枨螅虼斯ぷ魅藛T對相關(guān)問題必須予以高度的重視，積極采用有效的應(yīng)對措施排除故障，做好檢修維護(hù)，運(yùn)行監(jiān)護(hù)工作，以相關(guān)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計為依托，詳細(xì)分析發(fā)電廠電氣設(shè)備故障，確保電氣設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行