燃機電廠發電機保護系統探索

俞路軍 高倩倩 劉瑋男 嚴佳康 劉媛媛 葉士鵬 陳筆

摘?要：在城市的發展中，處處離不開電能的需求，燃機電廠的重要性不言而喻。文章分析現階段燃機電廠發電機的工作情況，可知其受到多種因素的影響，導致該設備在工作期間易出現運行異常及故障問題，使得發電機的正常發電工作受影響，嚴重的情況下還會發生發電機損毀等問題，給燃機電廠的設備有效應用造成了較大的不利影響與經濟負擔，不利于燃機電廠獲得經濟效益。燃機電廠對當前進行發電生產工作期間利用的發電機進行保護裝置的設置，降低發電機故障率。

關鍵詞：燃機電廠;發電機;保護系統

一、 引言

20世紀70年代末期，我國開始研究計算機繼電保護，這比國外晚了十幾年，但是也得到了飛速的發展，我國研究開發了很多不同型式、不同原理的計算機保護裝置。為了更好適應電力系統的發展變化，根據電力系統的運行方式以及出現故障的狀態引起保護性能的改變，自20世紀80年代開始涉足自適應繼電保護的研究領域，這是繼電保護的發展趨勢，也是繼電保護的智能化的組成部分。新式的計算機發電機—變壓器組保護裝置在制造工藝上、新保護原理的運用上以及軟硬件的設計上都有很大的進步，取得了很大的發展。

二、 燃機電廠發電機常見故障及原因分析

（一）電氣故障及原因

電氣故障產生的原因較為復雜，最常見的原因就是線套管溫度過高導致的電氣故障。線套管溫度過高是如何產生的呢？由于發電機底部的漏磁會導致電流產生的概率大大增加，眾所周知，由于漏磁會隨著無功負荷的增加溫而增加，因此，當漏磁增加時就會增大電流產生的概率。除此以外，磁場渦流熱量直接傳遞到線套管中也會導致線套管溫度過高造成的電氣故障。除了線套管溫度過高引起的故障以外，大軸磁化與退磁故障也會導致電氣故障的發生。大軸磁化會對軸瓦產生極大的負面影響，這是由于軸瓦會在電流作用下性能改變。

（二）線圈故障及原因分析

1. 線圈的絕緣失效。主要是由于線圈的絕緣層破損老化，對電壓的阻擋能力下降，這樣容易出現電壓擊穿故障。絕緣效能的喪失與絕緣層的質量有很大的關系，從理想層面講絕緣層本身不存在老化，實際中的老化現象多是質量問題引起的。由于線圈的使用時間較長，又受到磨損等外力因素的影響導致絕緣層的質量下降，而且線圈材質如果沒有選擇對，其絕緣層的使用有效期限也將縮短。

2. 轉子線圈嚴重磨損引起線圈故障。為了保障用電需求量，轉子線圈會隨著超負荷運行的發電機高速運轉，由于轉子線圈在整個運轉期間自身都會發生摩擦損耗，又加上處在高速運轉的狀態下，摩擦損耗會更加顯著，這樣會導致轉子線圈表面的絕緣層被破壞，發電機組內的電流無法正常通行，從而使發電機進行停工檢修。

3. 高速運轉的轉子，還會引起定子和定子線圈因摩擦力增加而磨損加大，長此以往就會造成絕緣老化從而引發事故。只有創造一個密閉的保護空間使保護對象被保護在線圈絕緣層之間，如此一來被保護的對象就不會被電壓擊穿。多數時候電力系統的維修人員對絕緣層的清潔工作都不太重視，致使線圈的絕緣層被塵垢以及腐蝕性氣體破壞，無法起到絕緣的作用。

三、 燃機電廠發電機保護系統探索

（一）系統正常運行條件

為了保證集控運行系統的正常運行，一定要確保有持續供應的電源，同時還需利用計算機控制系統去保障控制系統運行安全。所以，為了確保集控運行系統的正常運行，應當重視如下條件的滿足。

1. 做好接地工作，屏蔽電纜。集控運行系統接地工作的好壞，會對發電機組的運行安全性產生直接影響，所以要確保接地作業的高質量。此外，還要用到屏蔽電纜，避免系統遭受電磁波干擾而導致信號傳輸錯誤。

2.

確保UPS電源穩定供電。集控運行系統的運行需要持續不斷的電源供應，所以集控運行系統應當采取UPS電源予以供電，同時要完善UPS電源供電方式及切換供電的時間設置。

3. 做好防潮防濕工作。集控運行系統的運行需要對其內部溫度與濕度進行穩定調節，所以需要保證空調系統無故障，而如果空氣中的濕度到達一定程度，便會因為濕潤空氣凝結的水珠滴落在電路板上而出現短路現象。

（二）振動故障的預防措施

首先，對機組進行停機檢查，如：平衡螺孔的位置、低發聯軸的重力加成、軸帶負荷，通過對以上幾個參數的校準和功能處理，確保發電機組在超負荷運轉的情況下依然保持較為穩定的振動水平。其次，如果發現低發聯軸的二階質量不平，則要調整振動平衡，從振動頻率上對標準和要求進行衡量與評估，確保二階質量不影響振動平衡，弱化電機組超負荷運轉的情況。

（三）線圈故障預防措施

首先，保證線圈的質量是非常關鍵的，因此廠家需要在選擇線圈的材料上做綜合考慮。保障線圈的材質會使線圈能忍受摩擦的時間加長，絕緣效果保持的時間也會變長。其次，線圈的磨損情況和工作時間是呈正相關的，發燃機電廠可以增加發電機的數量來分擔每臺發電機的任務量。從而在使供電要求得到滿足的情況下增加線圈的使用壽命。

四、?結語

燃機電廠發電機保護系統，可以保護設備，一旦在發電機使用過程中出現問題，依托保護系統便可以及時檢出問題，第一時間發出警報提醒并停機。檢修人員可以迅速對出現故障的地方進行維修處理，防止發電機應用期間發生故障后繼續使用而導致設備嚴重損毀問題，從而使得設備故障問題可以被及時發現與妥善處理，發電機可以在后續的發電生產中穩定可靠的應用。所以保護裝置對于燃機電廠發電機組的有效運行利用生產的積極性影響較大，需要燃機電廠技術人員對于保護系統包含的內容有著較多的了解，進而基于保護系統的應用特點、保護方式、配置，做好發電機保護裝置的設置工作，確保保護系統的應用價值可以充分發揮。

參考文獻：

[1]高鳳榮.淺談敦煌燃機電廠電氣設計[J].電氣應用，2007，（1）.

[2]孫茗.大型燃氣-蒸汽聯合循環燃機電廠發電機保護設計特點[J].電力勘測設計，2005，12（6）.

作者簡介：俞路軍，高倩倩，劉瑋男，嚴佳康，劉媛媛，葉士鵬，陳筆，國電湖州南潯天然氣熱電有限公司。