火電廠電氣一次設備故障檢測與維修

鄧昕昂

（浙江大唐烏沙山發電有限責任公司，浙江寧波 315700）

0 引言

火電廠電氣設備的維修開始于20 世紀80 年代，西方發達國家重視對火電廠電氣設備的維護，以美國、英國、德國為主要代表，開始有針對性地對電氣設備進行檢查，以延長火電廠設備的使用壽命。我國約在90 年代后期引進西方設備維修技術。在電力工業發展初期，主要采用對電氣設備進行定期維護保養的方法。自2002 年實施電廠分離政策以來，電廠電氣設備維修正在逐步引入和推廣[1]。

電氣設備的運行狀況直接影響供電的安全與使用壽命，這是火力發電廠運行的關鍵組成部分之一。電氣設備的檢查和維護，基本上由計劃維護和故障排除兩部分組成，但在實踐中，這兩種方法都顯示出許多優缺點。隨著火力發電廠效率的提高，需要大幅度提高火電機組的穩定性，因此需要改進現有的檢修方法。目前供熱企業面臨的挑戰是盡快找到靈活的服務方式，以改變目前相對被動的服務狀態[2]。

1 火電廠電氣設備實施狀態檢修的意義

我國的火電廠電氣設備的維護方法缺乏靈活性，且維護成本高，因此仍然采用日常維護和故障排除。80 年代在進行相關一次性電氣設備維修過程中，利用監控系統技術，但這對于當時企業條件有限，因此，無法進行較為全面的檢修與維護。此外，火電廠主要應對的電氣設備數量多，維修難度大。本文主要討論3類火電廠正常運行條件下的設備，即異步電機、發電機和油變壓器。維修不僅是電氣檢修技術，也是縮短初期定期檢修周期后的制度。

1.1 有利于杜絕生產過程中的安全隱患

早期的電力工業采用定期維護、定期檢修電氣設備的方法弊端嚴重，未能解決設備故障和切實可行的解決方案，導致安全威脅和事故層出不窮。如果大型火力發電廠的電氣設備出現故障，會造成大規模停產，影響民眾生產生活，會導致社會矛盾加劇。中小型火電廠機組大多數經過改造，一些火電廠甚至沒有預警和安全系統，事故響應制度、定期檢查維修方法滯后，電氣設備故障將危及大量生命財產安全。定期維護需要專門的人員進行檢查，也需要服務人員的專業性技能和經驗。然而，機械維修團隊對公司的實際日常生產影響不大，若出現問題的相關檢修或維護不足，就需要高昂的檢修運營成本。定期維護要對機械設備的運行時間、狀態進行初步了解。引入維護機制和技術可以更好地避免上述問題，消除安全隱患，及時對設備缺陷處進行維護，為火電廠發展提供更好的生產設備[3]。

1.2 延長設備壽命有效控制成本

火力發電廠的電氣設備投資占火力發電廠總運行成本中固定資本投資的大部分，火電廠電氣設備的公共維護主要是基于信息化和自動化的方法。根據計算機終端初步數據和電氣設備使用狀態信息的反饋進行分析，并結合專業建議，反饋給當地熱電廠、維修人員或相關員工。通過引入電氣設備公共維護，及時解決設備故障，有效提高火電廠電氣設備的壽命和性能，降低故障設備更換頻率，有效控制整體運行成本和資金投入到火力發電廠。

1.3 火電廠異步電機狀態分析

雖然感應電機不是火力發電廠的必備設備，但所有感應電機的旋轉輔助設備都必須以感應電機為基礎。由于感應電機的旋轉特性，其損耗比較大。由于大部分零件都用于感應電動機，其應用更加復雜，導致故障的可能性增加，并且容易受到負載、灰塵、濕氣、雨水等外部因素的影響。異步電機的維護過程占據了整個火電廠機械維護中的絕大部分，維護成本過高。感應電機必須多次檢查，對機械設備的檢查越多，越容易提前發現問題。選擇日檢部位，制定周檢、月檢、季檢部位，了解感應電機的健康狀況。根據以往的經驗，影響感應電機狀況的主要因素是絕緣和軸承。

1.4 火電廠變壓器的狀態分析

大型油浸式變壓器是發電廠的關鍵設備，負責電壓電平的互連和能量的傳輸。主要部件包括主變壓器、啟動變壓器、備用變壓器和廠用變壓器。油浸式變壓器不需要反復拆卸和檢查，以免損壞設備主體，通?？梢宰詣诱９ぷ?。以前的維修規則規定，大型油浸變壓器只在投產后5 年檢查吊裝外殼，之后每10年檢查一次吊裝外殼。由于充油變壓器發生故障的可能性比較低，從而增加了生產設備的風險，增加設備維修過程的人力、物力以及財力。油浸變壓器進行維修時，要根據其具體的情況，對變壓器的安全性進行整合評估，最后來確定變壓器是否要進行維修，精確到準確的維修位置。隨著檢測技術的不斷發展，可以提高監測設備的精準率，使變壓器狀態處于最佳。

重新考慮定期巡檢，實時監測用電設備的運行狀態，實施分級監測，分析采集數據的部分關鍵參數，確定狀態等級，判斷變壓器是否需要大修等，綜合判斷變壓器的健康狀況，了解變壓器各部件的實時變化，最終更準確地了解長期安全運行的狀態，起到一定的預防作用，減少意外事故發生，提高變壓器的檢修效率。

2 設備狀態檢修的實施思路

開展火電廠電氣設備維修工作：①要建立可靠的火電廠設備管理和運行體系，并成立專門的團隊負責國家電氣設備的維護工作；②要引進外部先進技術和人才，打造國家維修體系；③與內部管理和應急部門合作，有目的地測試和評估維護工作的狀態。在對火電廠電氣設備進行狀態維修時，可以按圖1 分為5 個步驟。

圖1 火電廠電氣設備狀態檢修步驟

2.1 評估設備重要性

電氣設備檢測前需明確該設備在運行系統中的重要性，根據運行系統的運行流程，確定設備的重要程度，并進行優先排序，以便更好地界定下一步監控步驟。

2.2 狀態監測方法確定

狀態監控方法主要是根據當前的現狀，了解現有設備的運行情況，其在設備的具體作用與擺放位置。針對現有不同種類的設備，需要利用不同的監測方法，對所產生的安裝差異性監測確立精確指標。例如，火電廠設備通過機組的相對效率，溫度控制是基于溫度變化的趨勢和梯度。

2.3 故障檢測與診斷

根據設備運行實時數據和狀態，判斷設備運行情況。具體的實施情況可分為以下4 個方面，即日常遠程診斷、針對性診斷、現場診斷和定期遠程診斷。日常的診斷方法主要適合遠程監控故障，可以選擇出制定的目標與檢測方法，進行遠程檢測。遠程設備一般針對設備進行周期性檢測，如每月或每個季度，這也適用于關鍵的線路故障。

2.4 提供狀態檢修決策

在監控和故障排除3 個階段后，第4 階段主要用于做出維護狀態的決策。主要的維護決策有3 個特點：①及時性；②準確性；③可操作性。火電廠電氣設備的日常維護工作人員一般為初級技工人員，更專業的工程師不對火電廠設備進行例行檢查。因此，維護工作人員要依據設備的維護系統來擬定出解決方案，可以通過遠程維護人員的幫助下來完成設備故障維修；中高級別故障需要工程師就地修復，及時準確上報。新舊設備的維修方案也必須因產品差異而確定，因此在維修方案方面，還需要引入神經網絡或專家系統作為實際操作的基準。

2.5 改進檢修流程

通過以上4 個步驟的維修工作，可以不斷優化和改進整體維修流程。經過一段時間的公修和體驗，需要綜合考慮公修各類設備的需求和特點，調整公共維修的一般電氣設備的結構、思路和具體階段。

3 對火電廠電氣設備狀態檢修的建議

火電廠電氣設備中的發電機，是火電廠的重要組成部分，在火電廠生產過程中起到重要的作用。如果發生故障，通常是嚴重的事故，會導致巨大的經濟損失和人員傷亡。為了避免損失和事故的發生，需要提前確定發電機的大修計劃，盡快處理，防患于未然。

由于火電廠發電機的運行條件相對較差，這會很容易受到其他運行設備的干擾，因此通常情況下需要關閉電氣設備的測試?；痣姀S電氣設備不僅需要特定的運行數據，還需要對設備進行實施檢查，并對所檢測的數據進行收集，所收集到的數據可以幫助技術人員對火電廠一次性電氣設備運行狀況。在大修過程中，更注重的是全面的檢測和維護，而不僅僅是對故障進行處理。維修技術人員應精通設備，盡快完善正常運行的監控系統，建立完善全面的檔案數據庫，并利用積累的數據進行年度系統分析，準確判斷發電機的性能。

火電廠電氣設備的有條件檢修不僅是簡單的檢修，還需要注意設備運行維護的管理制度，必須自上而下做好相應的工作。

4 結束語

火力發電廠電氣設備狀態判斷的實施，是根據各類設備的當前運行狀況，利用信息技術進行預警診斷監測，主要目的是協助定期檢查和售后服務，而不是更換。在實際運行中，使用狀態監測可以更好地實現對火電廠電氣設備成本的管理和控制，傳統的維護方法是無效的、昂貴的、不可預測的。這將狀態監控放在第一位，維護第二，并根據不同的設備提供特定和特定的維護方法，不僅可以提高生產的安全性和可靠性，降低維護成本，提高設備效率，增加企業的經濟效益，還可以教會技術人員用科學的思維和方法分析問題，塑造面向實干的作風和實踐、創新的精神。