提高燃氣電廠電氣設備絕緣可靠性的實踐分析

摘 要 在電力系統運行過程中，常常會由于某一電氣設備或者設備的某一部分絕緣損壞而造成電力事故的發生，從而影響到電力系統工作的可靠性和安全性。電廠是電力系統的電源端，確保電氣設備的安全可靠運行對于電能的供應和安全用電有著至關重要的作用和意義。在電氣設備的長期運行過程中，電氣設備絕緣會長期受到濕度等因素的影響，從而造成其絕緣性能的局部缺陷。基于此，本文以某燃氣電廠運行過程中所出現的絕緣故障為基礎，探析了提高電氣設備絕緣可靠性的相關措施和實踐，并取得了一定成果，希望能供有關人員參考。

關鍵詞 燃氣電廠;電氣設備;絕緣可靠性

引言

電廠運行的基礎在于電氣設備，在某燃氣電廠，發電機勵磁碳刷室刷架以及電動機在長期運行中出現了絕緣水平較低的問題，本文以此為基礎和背景，對其產生的原因進行深入分析，并且提出了有針對性的改進措施。該燃氣電廠中主要設備為2×447MW級燃氣-蒸汽聯合循環熱電冷聯產機組。在該燃氣電廠中，兩套9F等級聯合循環機組總共設置了四臺發電機，分別為1號發電機（燃機發電機）、2號發電機（汽輪發電機）、3號發電機（燃機發電機）和4號發電機（汽輪發電機）。每套機組都通過發電機將單元接線擴大，以220kV接入系統當中。

1環境濕度對電氣設備絕緣性能的影響

1.1 電氣設備絕緣水平

在電氣設備檢查過程中，絕緣電阻值的大小是主要指標之一。通常來說，電氣設備的絕緣性能缺陷是由多方面因素共同造成的，例如設備本身的制造缺陷、設備運輸問題以及設備的操作不當問題等，設備的絕緣性能缺陷會在其實際運行中受到污染和濕度的影響而進一步加重。除此之外，電廠的磁化作用會在一定程度上影響到電氣設備，進而使其產生發熱問題，另外設備外部的化學腐蝕以及機械應力等問題都會不同程度上導致設備的絕緣性能有所下降，造成電力事故。

1.2 濕度問題對設備絕緣影響

通常來說，對于同一設備來說，當濕度情況不同時，其絕緣電阻的測試結果也會具有較大的差異。當設備所處環境濕度較高時，設備的絕緣電阻通常較低。而如果在較為干燥的環境中對設備絕緣電阻進行測試，可能會出現數值相差成百上千倍的現象。因此降低設備運行環境中的濕度是提高其絕緣性能可靠性的重要方法之一[1]。

2電氣設備絕緣預防性試驗

2.1 電氣設備絕緣試驗原理

通常來說，如果電氣設備絕緣性能發生變化，會伴隨著泄漏電流、交流耐壓試驗、直流耐壓試驗以及絕緣電阻等多項指標的變化，在實際處理中，會結合不同的情況來采取不同的檢測方法。

第一，絕緣電阻的檢測。當前最方便、最普遍的檢測方法就是絕緣電阻檢測，這種方式主要是依靠電阻測試儀來完成，使用過程中結合設備實際情況來選擇相應量程。第二，泄漏電流的測試。一般來說，在正常狀態下，電力設備直流大兆歐表的電壓不高，特別是相比于電氣設備正常運行時，其電壓要小很多。但是如果在測量中發現泄漏電流很高，那么就說明設備有絕緣問題。第三，交流耐壓試驗檢測。在當前對判斷電力設備絕緣性能的方法中，交流耐壓是最為高效的方式之一，這種方法能夠及時發現設備的集中缺陷，更加準確和全面的排查設備問題。但是這種設備通常檢驗標準比較高，在實際的檢測之前，首先需要完成樣品的泄漏電流、吸收狀況、介質損耗以及電阻大小等試驗，只有上述方面沒有問題才能進行交流耐壓試驗檢測。第四，直流耐壓試驗檢測。這種方法對于設備絕緣缺陷的檢測也有很好效果，通常可以結合泄漏電流試驗來完成檢測。相比于交流耐壓試驗，這種方法更加便捷，同時對設備的影響也比較小。

2.2 絕緣試驗結果分析和處理

電氣設備的絕緣試驗主要分為試驗檢測和結果分析處理。后期要全面地分析和判斷設備試驗結果，找出絕緣問題的具體位置和原因，結合實際情況來采取科學合理的措施，保障電力系統運行的可靠性。在這過程中數據的分析對比是較為重要的一項內容，通常來說可以取設備初始絕緣數據或者是同類型設備數據作為對比，通過不同的參照來進行對比，進而排查出設備絕緣問題所在[2]。

3提高電氣設備絕緣可靠性的實踐分析

3.1 提高發電機勵磁碳刷室刷架絕緣可靠性

（1）勵磁碳刷室刷架問題及原因

在該電廠中，維護人員對發電機轉子進行絕緣測試過程中發現4號發電機勵磁碳刷刷架絕緣水平出現一定問題，給設備的安全運行和絕緣效果造成了嚴重的不良影響。在該電廠中4號發電機勵磁碳刷刷架與外界連通構造如圖1所示。其中，通風口規格為40cm×99cm，碳刷室經該通風口連接到外界大氣。在機組處于運行狀態時，碳刷室會有正空氣壓力產生，通過通風口將碳刷碳粉向外排放。當機組處于停機狀態時碳刷室為負壓狀態，則大氣通過通風管進入到碳刷室當中。在陰雨天時，濕氣就會在碳刷室內聚集，導致濕度有所升高，另外大氣中的灰塵也會通過通風管道積累在勵磁碳刷及刷架上，使得發電機轉子及刷架絕緣低于0.5MΩ。

（2）勵磁碳刷室刷架絕緣水平提高方法

經過研究和分析，可以在碳刷風道末端加裝自動窗片，碳刷室在機組處于運行狀態時產生正壓，自動將窗片吹開，通過刷室通風管道將碳粉排入外界。碳刷室在機組處于備用狀態時受到負壓影響，由于窗片的重力作用，窗片進行自動的管理，從而防止碳刷室中滲入外界的濕氣。另外定期的清理勵磁滑環室內碳刷刷架及滑環的碳粉灰塵，經過如此加裝自動窗片處理后，能夠滿足設備絕緣水平的要求和標準。除此之外，這里沒有采用電動式窗葉，而是風壓自動式窗葉，這樣能夠避免由于電動式不可靠性而造成的不必要的麻煩和問題。

3.2 電動機以及電動機接線盒防雨措施

通常來說，戶外的電機接線盒都處于電機上方，時常出現由于接線盒口密封不嚴以及接線盒與金屬軟管密封問題而導致的雨水滲入，而如果通過塑料紙包扎則無法及時揮發散出水汽，導致接線盒內濕度增加，造成電動機絕緣可靠性降低問題以及短路接地故障等。對此，該電廠給戶外電動機加裝防雨罩以及在電動機接線盒上設置一個不銹鋼防雨罩。通過這樣的改造措施能夠有效防止潮氣的深入，并且可以方便地進行拆卸，避免防汛期間進行重復的包扎。從而提高電動機絕緣性能。

3.3 電源系統可靠性實現

通常來說，在燃氣電廠中電源系統主要采用6kV電源系統、380V電源系統以及保安電源系統。其中，在電源系統運行過程中，6kV電源系統能夠實現其切換功能，在這過程中可以選擇同時切換以及并聯切換兩種方式，并且通過手動合閘操作而發送的指令，可以實時傳輸給切換裝置，并在LCD上顯示相應的信號。只有當系統沒有任何的故障時才能保障參數處于正常合理范圍，這時候才能進行手動合閘操作，如果沒有這樣操作則會導致合閘閉鎖的發生。要想實現380V電源系統的可靠性，要在每個機組上安裝兩段保安母線，并且進行工作電源、保安電源以及備用電源的設置，其中直流系統、熱控電源、DCS電源等都是通過保安電源進行供電。對于備用電源和工作電源來說，通常來自于不同的工作段。為了進一步充分保障機組的運行可靠性，要始終將保安電源處于熱備用狀態，只有這樣才能夠使得整個系統得以開啟及運行[3]。

4結束語

在該燃氣電廠進行絕緣可靠性改進后，大大提升了上述三種設備的絕緣質量水平，并且改造后運行效果較好。這次的絕緣防護實踐成果能夠一定程度上指導電廠電氣設備的絕緣防護工作，為電力系統的穩定運行提供更加堅實的保障。

參考文獻

[1] 許建雄.高壓電氣設備的絕緣預防性試驗關鍵點[J].現代制造技術與裝備，2019，（4）：162-163.

[2] 鄭艷玲.淺析電氣設備的絕緣預防試驗方法及安全措施[J].當代化工研究，2019，（7）：181-182.

[3] 楊峰山.高壓電氣設備絕緣預防性試驗的重要性研究[J].能源與節能，2017，（10）：45-46.

作者簡介

王凱（1987-），男，海南萬寧人;學歷：本科，助理工程師，現就職單位：廣東大唐國際肇慶熱電有限責任公司，研究方向：燃機電廠電氣檢修。