火力發電廠電氣一次設備常見故障分析

王占彬

摘 要：火力發電是生產電力的重要方式，在火力發電廠內電氣一次設備是極其重要的設備類型，例如發電機與電動機等均屬于常見的電氣一次設備，如果電氣一次設備出現故障問題，則會影響到火力廠的正常發電。基于此，分析了火力發電廠電氣一次設備常見故障，以期可以為后期電氣一次設備故障排查提供有效參考意見，保證火力發電的正常運行。

關鍵詞：火力發電廠;電氣一次設備;常見故障

中圖分類號：TM621.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）06-0053-03

0 引言

電氣一次設備具體是指直接用于電能生產、電能輸送、電能分配以及電能使用的設備類型，屬于接觸高壓設備，可以對高壓電起到有效的控制作用。電氣一次設備包括發電機、變壓器、自動開關、母線、輸電線路、絕緣子等，在火力發電廠日常運行過程中這類設備的使用幾率較為頻繁。如果沒有定期針對電氣一次設備進行故障排查和分析，很有可能會導致安全隱患問題的出現，給電能生產以及電能使用等各個環節造成不利影響，難以正常發電。電氣一次設備包括的類型較多，相關人員需要結合具體設備的類型特點選擇相應的故障排查重點，以此來確保能夠及時分析出設備所包括的故障問題。

1 電動機常見故障分析

電動機是進行電能轉換的設備，可以將電能轉化成為機械能，包括直流以及交流兩類電動機，在電力系統中交流電機是最為常用的電動機類型。電動機在運行過程中容易出現故障問題，其使用壽命和各種要素均相關，因此需要從多個角度出發對其進行故障排查。電動機一旦出現故障后還會可能導致火災的出現，例如運行過載、接觸不良或者絕緣損壞等都有可能會引發火災問題。

1.1 電動機引出線故障

電動機引出線以及定子其他的棱角部位在運行過程中容易出現磨損的現象，溫度過高會引發燙傷擊穿問題，需要對引出線進行重點的故障排查。接線柱在進行焊接時使用的工藝質量水平不高，會引發虛焊問題的出現，導致電動機因發熱而受到損傷。側引線鼻子如果出現強度水平不足的現象容易因疲勞問題而產生斷裂現象，或者壓接面積不足，則會導致導電的截面積受到影響，在啟動電動機時會出現燒損現象。

1.2 電動機軸承故障

電動機的軸承位置也容易出現故障現象，特別是火力發電廠電動機運行頻率較高，當電動機運行過度軸承結構極其容易出現潤滑不良問題，則會導致軸承難以正常運動[1]。因此需要針對潤滑情況進行檢查，但是在加入潤滑油時不能一味地盲目增加潤滑油量，否則加入的潤滑油也會引發發熱以及燒損問題的出現。對軸承的加熱方式和加工工藝進行檢查，分析是否存在不合理的現象，否則如果銅保持架始終處于過熱的狀態，會影響到軸承結構的使用時間。軸承結構安裝的過程中需要保證安裝作業的質量，觀察軸承以及軸承蓋兩者之間是否存在膨脹間隙，需要保證留好一定間隙，可以避免軸承結構在運行時產生膨脹發熱的現象。

1.3 電動機絕緣故障

絕緣故障一直是電動機在故障檢查過程中所關注的重點故障問題，一旦出現絕緣故障，極有可能會引發短路和電動機受損的現象。在檢查時需要觀察匝間絕緣材料或者相間絕緣材料是否處于不良的狀態，防止電源放電的問題出現。對轉子籠條以及端環位置進行檢查，如果發現斷裂現象需要立即處理。在使用電動機時不能頻繁地開啟和關閉電動機，否則端部線圈會因疲勞而引發絕緣損傷現象，或者在頻繁開啟過程中出現斷裂問題，會因發熱而出現損傷。在啟動發電機時需要針對絕緣情況進行有效測量，避免因絕緣故障而引發后續的問題。

1.4 電動機過熱故障

電動機在運行過程中極其容易出現過熱的現象，這也是常見的故障問題，引發電動機過熱的原因主要包括電壓異常、負載異常、電動機短路或者接法錯誤等。當電源電壓處于過高的狀態會使鐵心出現過熱的現象，磁通的提升會使勵磁電流分量在短時間內快速增加，會導致繞組出現過熱的現象。電壓過低則會使繞線同損耗有所上升，這也會使轉子繞組出現溫度過高的問題。電動機在運行過程中如果過載，其負載功率超過額定要求會使電動機溫度過高，在進行故障排查時需要觀察負載功率以及電動機的功率要求是否處于匹配的狀態，不能盲目對電動機進行拆卸。電動機繞組斷路也是引發電動機過熱的主要原因，當繞組斷路時容易引發三相電流不平衡的問題，如果處于短路狀態則電流會有所增加，銅損耗也會上升，會使繞組出現過熱或者燒毀的問題。

2 發電機故障

發電機是一種可以將其他能源轉化成為電能的電氣設備類型。將燃料燃燒或者其他方式所產生的能源轉化成為機械能，最后將機械能傳送給發電機，發電機會對這些機械能進行轉化，使其成為電能。發電機在火力發電廠中應用是極其重要的，但是也容易出現各類不同的故障問題。

2.1 發電機轉子匝間短路故障

對轉子通風道進行重點檢查，觀察其內部是否存在微小異物，例如焊渣、金屬屑等，如果發現存在異物需要及時針對異物進行清理。保證發電機密封油系統的質量水平，使其能夠處于正常運行狀態，防止發電機出現進油的現象。要想保證不會出現進油問題，需要使氫氣壓力處于穩定的狀態，不能在低氫壓的狀態下運行發電機，否則很有可能會出現回流不暢的現象。

2.2 發電機轉子滑環、碳刷故障

在進行發電機檢查過程中需要對碳刷的質量進行觀察，更換碳刷時需要觀察其工藝應用情況，同時在發電機運行過程中，需要對碳刷以及轉子滑環的溫度參數進行監控和檢查，如果出現溫度異常現象應立即進行故障檢查。對滑環的進風濾網進行清理，確保進風口能夠處于暢通的狀態，保證冷卻功能的穩定性，在進行大小修時應當對滑環實施除銹處理和防銹處理，并對滑環溝道進行灰塵清理。

2.3 發電機內冷水系統故障

內冷水系統容易出現故障問題，常見故障為漏氫以及堵塞。相關人員需要觀察發電機的上下端蓋、密封瓦中分面的密封情況，進行氣密試驗，如果存在漏氫問題需要進行檢查[2]。觀察是否存在斷開點、裂紋滲漏問題，保證內冷水系統的穩定運行。在內冷水系統中冷水質量也是影響其運行的主要原因，如果冷水的水質存在不合格的問題，極其容易導致內冷水系統內部出現堵塞的問題。因此需要針對內冷水的酸堿值以及含銅含量進行檢查，如果發現堵塞問題需要進行及時清理。

2.4 發電機絕緣故障

絕緣破壞主要是由于定子繞組端出現松動現象所導致的，會使絕緣出現磨損的現象，因此需要定期對該部位的緊固情況和磨損問題進行檢查。同時對飲水管進行檢查，保證其不會存在傷痕問題，觀察引水管間是否存在交叉的現象。

3 斷路器和隔離開關故障

3.1 斷路器故障

斷路器是一種常見的開關裝置，可以對電流進行關合，包括兩種類型的電路器，分別為高壓以及低壓，但是其界限劃分較為模糊，通常會將剛電壓在3 KV以上的作為高壓斷路器。斷路器在電能分配過程中有個重要的應用，當出現短路故障或者欠壓故障時可以對電路進行自動切斷處理。在對電路器故障進行檢查時需要針對滅磁開關進行重點檢查，觀察上方是否存在灰塵以及污垢這一類雜物，同時進行觸點燒灼以及動作電壓兩種檢查，避免開關出現誤動問題或者拒動問題。在高壓電纜送出電路的送出一側需要設置避雷器，否則很有可能出現開關爆炸的問題。斷路器液壓系統電磁閥內也容易出現開關故障的現象，例如線路壓開關跳閘、氮氣儲壓筒密封破損等均會引發故障問題，會使氮氣出現泄漏的現象。同時還需要重點針對六氟化硫密度繼電器實施重點檢查，觀察開關箱以及端子箱是否存在受潮的現象。6 KV開關在檢查時需要觀察分閘位置的情況，必須要保證機械限位桿位置的準確性，否則很有可能會出現開關閉合問題。

3.2 隔離開關故障

隔離開關是開關裝置所需要使用的重要器件，可以對小電流電路進行連通以及切斷處理。再進行隔離開關故障檢查時，需要對GW4高壓隔離開關進行重點檢查檢查時，需要針對扣合情況進行檢修，如果存在調試不良的現象，需要立即處理，否則很有可能會導致瓷瓶出現斷頂的現象。

對GW6剪式隔離開關進行檢查時需要檢查傳動機構，如果出現過死點或者自分不良的問題，很有可能會導致自分現象的出現。

對隔離開關軸承位置進行檢查，觀察其是否出現潤滑不良的現象，定期加入潤滑油，防止因卡澀問題而出現瓷瓶扭斷的問題。

對支持瓷瓶實施質量驗收，避免其出現斷裂現象，同時對底座的焊接情況進行檢查，定期實施紅外線檢測，根據紅外成像數據設置相應的設備臺賬，監測設備溫度，避免因過熱而導致設備出現損壞。

在對隔離開關觸頭進行溫度識別時，可以根據接觸位置的變色漆情況進行評估，或者可以利用試溫片進行檢測，觀察試溫片顏色所出現的變化。隔離開關觸頭位置也容易產生絕緣子破損的現象，這也是常見的故障問題之一，如果沒有進行及時處理會出現更加嚴重的故障，因此在出現絕緣破損的現象必須要立即停電[3]。

4 變壓器故障

變壓器是改變交流電壓的一種裝置，其應用原理為電磁感應，包括線圈以及磁芯所組成，負責電壓、電流以及阻抗變換的，也是常用的電氣一次設備。變壓器是電能輸送和分配過程中所需要使用的基礎設備，常見的故障包括電路故障、滲油故障等。

4.1 變壓器高低壓套管故障

變壓器高低壓套管容易出現滲漏油的問題，滲油故障較為常見，在出現滲油故障后同時還會給周圍環境造成污染，出現資源浪費的問題，這會給火力發電廠的運行成本帶來影響，增加了火力發電廠的運營壓力。高壓套管的將軍帽密封墊在長期使用過程中如果沒有進行更換極其容易出現老化的現象，或者其中會進水，導致受潮問題的出現，變壓器末屏接地線也容易出現斷裂的問題。在檢查過程中應當對套管末屏位置實施檢查，針對引出線接線端子位置展開檢查，利用紅外測溫的方式分析其是否出現了異常發熱的問題。對檢查數據和正常數據進行對比，觀察是否存在引線開焊過熱的現象，避免出現套管爆炸的問題。需要對其進行適當的維護，測試電容量，評估介質損耗，確保可以及時發現存在的接地不良現象。

4.2 變壓器低壓側故障

變壓器低壓側也容易出現故障問題，包括絕緣不良以及升高座排污門堵塞等問題。低壓側共箱母線瓷瓶需要進行適當清理，同時還需要觀察絕緣支架是否存在雜物，否則如果積攢大量灰塵容易導致放電短路的問題出現。同時還需要檢查伴熱電纜是否處于固定狀態，一旦出現不牢固或者松脫的問題需要對其進行緊固處理。伴熱帶如果出現彎曲過長的現象也容易引發絕緣不良的問題，需要對其進行重點檢查。同時還需要檢查母排以及中性點絕緣的具體距離，如果母排屬于裸銅排需要在其外部增加絕緣保護措施。低壓側升高座排污門如果出現堵塞的問題會導致排放受到影響，絕緣子會出現積水的現象，需要定期檢查防護罩內的放水位置是否存在堵塞問題，如果發現放水存在故障則立即對其進行清理。

4.3 變壓器分接開關故障

分接開關觸頭容易在運行過程中出現氧化的問題，這會導致開關出現故障，除此之外，檔位切換區域如果存在接觸不良的現象也會引發故障問題，影響分接開關的正常使用。在對開關進行調整和檢查時需要利用專業的工具對直流電阻進行檢測，觀察檔位是否處于一致的狀態以及檔位所在位置。觀察分接開關位置的彈簧、觸頭表面鍍層以及具體接觸的情況，如果發現引線存在斷裂的現象需要立即更換。

4.4 其他故障

變壓器還存在其他的故障問題，冷卻器的電源、油溫閉鎖存在問題，則會影響到變壓器的正常冷卻功能。鐵芯出現多點接地現象也會導致故障問題的產生，需要利用接地線下引的方式對其進行處理。同時觀察接地線內是不是存在環流的現象，如果環流變化存在異常問題，需要立即處理。觀察線圈匝間是否存在短路故障，在針對線圈實施改造時需要觀察導線的質量水平，檢查導線的絕緣情況，對換位導線質量實施檢測，并對其質量檢測數據進行記錄。

5 結語

科學技術發展速度持續加快，對各類設備進行了改造和升級，有效提高了作業效率，縮短了工作時間，火力發電廠內部所使用電氣一次設備也得到了改進，其自動化水平明顯提高，提高了生產效率。但是在設備運行過程中也容易出現各種故障問題，不僅會影響到正常生產活動的開展，同時也會使設備質量受到影響，引發安全事故，因此必須要重點針對故障進行排查。在進行故障排查時應當對電動機、發動機、斷路器、隔離開關以及變壓器進行檢查，確保可以發現存在的故障問題，同時還應當針對故障選擇合適的解決策略，保證后續電氣一次設備的穩定運行。為了能夠提高電氣故障的處理效果，相關人員還需要重點對故障排查人員進行培訓，使其能夠形成良好的責任意識，認識到故障排查的意義和重要性。

參考文獻

[1] 景萬里.解析火力發電廠電氣一次設備預防性維護與管理[J].中國設備工程，2022（3）：75-76.

[2] 王娜.火力發電廠電氣一次設備故障及排查重點[J].中國高新科技，2021（17）：87-88.

[3] 涂亞翔.淺談火力發電廠電氣一次設備預防性維護管理[J].科技風，2019（36）：155.