熱電廠供電運行故障及應對措施探討

劉曉波

(山西西山煤氣化有限責任公司，山西 古交 030200)

0 引言

隨著社會的不斷發展，電力資源越來越被各行各業所重視，電力需求量也在呈現逐年遞增的趨勢。但是用電需求不斷提升，肯定就會出現大量的故障問題，如何檢修處理，在檢修的基礎上再提出有效合理的建議，減少以后發生故障的頻率，是目前需要應對的問題。而一旦處理不及時，不僅對發電廠的正常運行有著嚴重影響，甚至會引發火災等事故。

在供電運作中發生的諸多電氣故障問題，最常見的就是電路電源與發電設備故障問題，對出現的故障進行及時有效的解決，能夠大大提升供電運行的穩定性、安全性，保障居民日常生產、生活用電。為解決這些故障，必須采取科學方法進行故障原因分析，并在此基礎上制定解決方案。

1 熱電廠供電運作的主要故障

1.1 長時間磨損造成的普遍故障

熱電廠的供電電力系統通常情況下由主要接線、變壓器、發電設備、開關設備以及配電設備5部分組成，整體供電體系工作流程包括供用電工作流程、廠用電工作流程。熱電廠的日常供電工作中，最基本的工作要求就是保證供電過程的安全性與穩定性，與此同時，需實現良好的操作性能，以保證供電工作的連續性[1]。導致供電系統無法正常有效運行的問題故障原因眾多。在供電機組的運行過程中，發電設備長期處于高速超負荷運轉狀態，因此會出現不同程度的磨損滑環等不良現象。此外，長時間的運行摩擦使得刷頭磨損嚴重，固定刷頭的刷架附近也會存儲大量的污垢，這就可能引起碳刷的震動幅度異常，隨時有偏離原有集電環的風險，如果長期放任這種現象存在，就會增加發電設備起火災情的發生幾率；發電設備中的壓簧壓力狀態也是影響因素之一，壓簧由于生產出廠時間以及使用時間的不同，導致壓簧的壓力值產生不同程度的差別，倘若同級滑環上的碳刷運行電流過大，就會導致壓簧壓力過度，出現不同程度的磨損現象，甚至有時候會摩擦發熱濺出火花，存在火災險情的安全隱患，并且造成壓簧超出壓力值范圍導致器材毀壞，影響供電系統的正常運行。

1.2 備用電源故障

在發電設備運行當中出現突然中斷等異常現象時，就需要啟動備用電源進行應急供電處理。我國熱電廠的備用電源普遍存在兩種電壓模式，即高壓和低壓模式[2]。熱電廠依據自身原有發電設備的數量與控制供電形式確定所需要的備用電源數量。備用電源都具有自動切換供電電源的性能特征，以保證在原有電源異常切斷后備用電源的供電可以及時補充運行。但是，在兩個電源切換的過程間隙，電氣設備就會因為突然失去動力支持而減速運行，這與原有正常運行狀態下的速度有較大差異；與此同時，在備用電源的電力切換過程中，電氣設備又瞬間接收到強大的電流電壓沖擊，電力設備各個環節就會在這個供電電源轉換瞬間出現不同程度的磨損現象，嚴重降低了供電設備的有效使用壽命；而且部分發電設備因為自身電力容量較大，備用電源的突然切轉對其設備的不利影響更為嚴重，假如備用電源的切換時間間隙較長，則會直接導致供電設備出現損壞甚至電力恢復后也無法正常啟動。

1.3 發電設備電壓不穩定

為保證日常工業生產用電和生活用電的安全穩定性，熱電廠最基本也是最重要的工作要求就是供電電壓的穩定性，電壓情況的過高與過低都會對日常用電造成不利影響[3]。通常來講，電壓值的穩定是指供電電壓的波動范圍保持在一相對應的承受區間值內，而不是電壓力值保持在一固定的數值上，對此，發電廠經常會通過磁力的增加來保證電壓處于一個穩定狀態內；但是由于增加電磁力的原因，發電設備往往會出現工作溫度過高的狀況，導致鐵的損耗量持續增加；而且還加快設備絕緣體老化的進程，對發電設備的正常運轉帶來了不小的安全隱患，長此以往，就會導致發電設備的供電運行效率逐漸降低[4]。

1.4 電力接地短路故障

由于工業生產用電與家庭生活用電需求量的持續增加，使得發電設備一直處于高負荷運轉工作狀態，電力設備在使用過程中出現短路故障也是普遍存在的現象之一。電力接地短路故障通常有兩種表現形式，一種是交流接地短路故障，另一種是直流接地短路故障。引起交流接地短路故障的直接原因是電力設備中的電機殼和繞組可能受潮浸水；在電力系統發生接地情況時并沒有出現短路故障時，就是直流接地短路故障[5]。假如電力設備已經發生直流接地故障，未及時發現及有效處理，就會導致電力接地短路故障，嚴重影響電力系統的正常運轉[6]。

1.5 發電設備溫度過高

發電設備長期處于高負荷高運轉工作狀態，在運轉過程中的磨損狀態下會伴有一定的熱能產生，這些熱能促使發電設備的溫度不斷升高。溫度持續過高將導致電機設備上的絕緣體老化速度進程加快，不僅無法體現自身應有的絕緣作用，而且會減緩發電設備正常的工作運轉。因此，發電設備中的冷卻裝置如果不能發揮自身應用的冷卻功能，無法有效降低在設備磨損過程中產生的熱能量，就會導致發電設備的工作溫度一直處于異常高溫狀況，影響實時供電質量[7]。

2 不同故障的應對策略

2.1 增強備用電源的維護

在原有電源供應過程中，由于異常電力故障導致電源意外中斷，切換備用電源的時間間隙是發生其他故障的主要時間段。盡管在切換備用電源時不經常發生切換故障，但是引起故障產生的原因通常是因為發電設備自身內部運行發生問題[8]。因此，為了保證備用電源與原有電源的無縫切換，確保供電設備的正常運轉，電力工作人員需要對電氣設備實施定期的檢修與養護。做好日常維修與養護工作，加強人員技術有效投入，可以有效預防和避免故障問題的發生，確保每一臺電力設備都能保持最佳的供電運行狀態[9]。

2.2 實時監控日常電壓水平

供電電壓的不穩定不但會使得發電設備造成不可修復的損壞，還會對工業生產活動、家庭日常用電產生嚴重的影響[10]。因此在電力設備正常供電過程中，對其輸出的工作電壓實施嚴格的實時監測，安裝監測預警設備，一旦出現電壓不穩定、供電壓力值超出預定的壓力范圍的狀況，預警系統就會立即被觸發，電力工作人員及時進行檢查與修理，以完成異常狀況的解決處理。此外，發電廠可以利用一些電壓保護裝備來穩定電壓，起到保持供電電壓穩定輸出的作用。

2.3 優化電力設備接地線的結構

對電力設備接地線的結構進行優化設計，不僅能夠減少短路故障，保障供電系統正常運轉，還能夠提高安全性能，確保電力工作人員工作過程中的人身安全。為減少直流接地短路故障和交流接地短路故障問題的發生，可以換為環路式接地線模式，與此同時，還可以安裝接地線短路故障報警裝置?；诖?，電力設備的接地線的短路故障可以得到有效避免，保證接地線的安全性能，有效防止因接地線故障導致供電異常運轉的不利情況[11]。

2.4 發電設備過熱的合理冷卻

為了保證發電設備正常運轉，溫度在可控范圍內，可以采用合理冷卻的方法降低發電設備的溫度[12]。常用的冷卻方法包括氫氣冷卻法、封閉空氣冷卻法以及水內冷卻法。氫氣自身具有易燃易爆的危險特征，因此這種冷卻法并不經常被使用，封閉空氣冷卻法多用于環境相對惡劣的熱電廠，水內冷卻法是目前被應用最廣泛的冷卻方法。由于水自身的散熱特性優于其他散熱物質，使用此方法對發電設備的冷卻效果最為顯著，能夠有效緩解發電設備過熱現象，保證發電設備的正常供電工作[13]。

3 結語

通過對熱電廠電力運作過程中出現的故障問題以及解決措施的分析，不難看出，導致電力運作故障的原因有很多，包括電力工作人員對電力設備日常維修與養護工作的不到位，還有電力設備本身結構設計存在不合理的地方等。因此，遇到不同的電力故障問題，采取不同的應對解決方法，并在檢修的過程中總結經驗，避免類似的問題故障發生，做好前期預防。對于設備本身的問題，積極探索研究解決方案，最大程度以技術創新彌補自身結構缺陷，可以保證整個電力系統安全穩定高效運轉。