火力發電廠電氣設備狀態檢修對策分析

高偉策

（國能四川天明發電有限公司，四川江油 621700）

0.引言

我國在電力生產中仍舊以火力發電為主，可以滿足社會各行業的電能資源需求，推動社會穩定和諧發展。在用電量持續升高的趨勢下，百萬機組在火力發電廠中的應用也越來越常見，其運行原理和組成結構都呈現出復雜性的特點，只有做好全面控制，才能降低運行風險，滿足電力生產的多元化需求。電氣設備在長期運行中難免會受到外界環境、自身性能、人員操作等因素的影響，容易引發故障問題，生產效率和安全受到影響。為此，必須以狀態檢修為核心，實時化關注電氣設備的運行狀態，以采取更加切實有效的預防及控制措施。

1.火力發電廠電氣設備狀態檢修概述

1.1 意義

近年來，電力行業的競爭逐漸加劇，有助于推動市場經濟發展，以督促企業提供更好的供電服務，滿足人們的多元化用電需求。在火力發電廠的日常工作中，應該做好電氣設備的狀態檢修，以設備狀態信息為主要依據，對其故障出現的概率和設備運行趨勢進行分析和預測，為管理人員和技術人員提供可靠的支持。尤其是當前火力發電廠的投資規模越來越大，多個百萬機組在運行中對于設備可靠性的要求更高，一旦出現故障問題則會導致設備停止運行，引發嚴重的經濟損失，而且會帶來大范圍的停電事故，影響社會正常用電，因此，狀態檢修工作至關重要，是決定火力發電廠生產經營效益的關鍵工作，只有不斷提高狀態檢修水平，才能更加實時化地了解電氣設備的運行狀況，準確評估設備的使用壽命，提前采取預防和控制措施，以降低成本投入，達到防患于未然的效果。通過狀態檢修也可以有效提高設備利用率，火力發電廠的運行能力也會隨之上升，可以增強自身的核心競爭力，在未來轉型發展中占得先機。

1.2 特點

狀態檢修相較于傳統檢修方式而言呈現出前瞻性特點，主要是在故障出現之前對電氣設備的故障隱患實施評估和分析，然后有技術人員采取優化措施，降低故障出現的概率，因此屬于一種事前控制措施，避免故障問題給火力發電廠造成難以挽回的損失。狀態檢修的對象主要包括了發電機、斷路器、變壓器、高壓開關和避雷器、電力電纜等，因此呈現出復雜性和綜合性的特點，對于檢修人員的工作經驗和綜合能力要求較高，需要掌握不同設備的檢修要點和難點，編制切實可行的檢修計劃與方案[1]。隨著機組復雜程度的提高，任何一個部件出現故障問題后都有可能造成設備故障問題，但是材料類型、部件運行特點和運行狀態的差異性較大，給檢修工作帶來了較大的難度，需要結合實際情況采取更具針對性的檢修方法和措施，使故障隱患得到及時排查與控制。同時，狀態檢修的方式也可以提高整體工作效率，節約了檢修工作的時間，降低對火力發電廠正常生產工作的影響，具有經濟性特點。

2.火力發電廠電氣設備狀態檢修的要點

2.1 變壓器狀態檢修

變壓器具有電壓變換的作用，也是決定電力生產效率與質量的關鍵設備，當前變壓器的規格逐漸提升，需要結合具體的結構特點和運行特點實施狀態檢修。首先，應該采用溶解氣體分析技術實施檢修。由于設備在運行中的溫度不同，而且熱應力的作用效果存在差異，這會導致變壓器油的狀態發生改變，造成雜質氣體的存在，因此在狀態檢修中需要針對雜質氣體的類型和含量進行測定，以采取處理措施，主要包括了CH4和C2H4、C2H2等。在環境溫度不斷提高的趨勢下，也會產生烴類氣體，其具有較強的氧化性，導致變壓器油的性能發生改變，因此在工作中也需要對溫度實施全面控制，獲取乙炔、乙烷和甲烷等氣體指標實施科學評估[2]。其次，應該獲取絕緣油的實際狀況。變壓器油可以通過構造一層絕緣膜維持設備的良好運行效果，需要針對含水量、擊穿電壓和油介損等參數實施科學評估，及時做好變壓器油的更換，防止造成設備的老化問題，以延長變壓器的使用壽命。最后，還應該獲得可靠的試驗指標，以滿足變壓器的狀態檢修要求。為了評估變壓器的絕緣性能，需要獲得精確的絕緣電阻值，如果數值過低則需要進行維修，以增強設備絕緣性，防止對人員安全形成威脅。此外，當變壓器出現故障問題后，也會導致泄漏電流增大，因此通過電流值的檢測也可以了解變壓器運行狀態。

2.2 發電機狀態檢修

發電機組在整個系統運行中扮演著重要角色，尤其是百萬機組的引入提高了火力發電廠的生產效率，同時也會導致管理難度的提升。發電機的運行環境較為復雜，容易受到高溫和振動等因素的威脅，密封性和絕緣性等指標會出現較大的改變，這是造成發電機運行故障的主要原因。在狀態檢修過程中，首先，要開展日常監測。抽氣裝置的良好運行狀態，可以充分發揮潤滑系統的優勢，降低生產能耗，因此在監測工作中應該以該裝置為重點，降低雜質氣體的影響，針對具體含量實施檢測和評估，以做好維修和更換處理。氫氣在線監測裝置的應用可以實時化了解套管的運行狀態，防止氫氣泄露而引發嚴重的電力事故。碳刷也是發電機中的主要構件，需要對其安裝效果和溫度實施全面檢查，及時更換磨損嚴重的碳刷，維持發電機的安全運行[3]。其次，應該獲得更加詳細的運行參數。一旦短路狀況出現在出線端當中，則會危害發電機的運行，因此應該針對電流和電壓參數進行實時化分析，以預防短路故障。做好負序電流的監測，嚴格控制電流值，防止電流值過大而威脅轉子安全。及時消除三相不平衡問題，降低發電機運行風險。

2.3 斷路器狀態檢修

高壓斷路器是火力發電廠的重要設備之一，在狀態檢修工作中應該提高重視程度，以維持良好的運行狀態，降低高壓斷路器的風險，各類電氣設備的啟停和線路投切都會受到斷路器的影響，而且可以實現故障控制。首先，應該關注斷路器的機械振動問題，在分合閘操作中會引發振動問題，這是造成斷路器故障問題的主要原因，必須在合閘中隨著力矩的增大會造成明顯的振動，而且會沿著設備傳播，而在分閘中連桿機構則會受到電磁鐵的影響，需要做好分合閘測試工作，以確定具體的振動程度并實施優化[4]；其次，應該獲得精確的電流參數，電磁鐵會受到電流影響而出現磁通，達到分合閘的要求，如果電流出現異常狀況，那么可能發生誤動故障和拒動故障，因此可以作為狀態檢修的主要指標；再次，還應該對觸頭的行程和速度實施評估，行程量主要包括超行程、平均行程等，這是評估斷路器運行狀況的主要指標，也能夠及時通過行程量的異常狀況分析操動機構的故障問題，以采取控制措施[5]；最后，要全面了解動態電阻數據，燒損問題在弧觸頭中較為常見，因此在狀態檢修中需要了解動態電阻數值，以更加準確地評估斷路器的運行情況。

3.火力發電廠電氣設備狀態檢修的對策

3.1 做好故障診斷

對于電氣設備故障的科學診斷，可以為設備運行維護和檢修提供可靠依據，提高工作效率，解決傳統模式下的盲目性問題。隨著科學技術水平的提升，診斷技術也呈現出多樣化的特點，可以通過信號變換和人工神經網絡的形式開展工作。依托信號變換可以解調相關故障信號，以確定更加全面和精確的故障信息，比如在火力發電廠電氣設備狀態檢修中就可以采用小波變換法，通過獲取局部突變點的實際情況分析發電機的定子繞組運行狀態，找到負載不對稱問題和外部負載的突變問題，及時采取針對性處理措施。人工神經網絡的方式則實現了智能化診斷，符合當前火力發電廠的轉型升級要求，尤其是在電氣設備的復雜故障診斷中效果更好，準確分析故障程度及影響特點。其中，BP網絡法是當前應用效果較好的一種故障診斷技術，能夠更加快速地獲取電流和電壓、噪聲參數，充分發揮該技術的自主學習優勢，故障診斷更加精確和高效。

3.2 開展在線監測

在線監測技術可以滿足實時化控制的要求，因此要建立完善的在線監測系統，為視頻監控、數據檢測、數據分析、防誤管理和保護測控等工作創造良好的條件。其中，在線運行管理和在線監控監視是該系統的兩大基本功能，可以實現對火力發電廠內部各類電氣設備的集成化管控，當出現異常問題時及時發出警報信息，同時實現了故障信息的自動化記錄與分析，為檢修人員的工作提供依據[6]。在應用軟件的支持下，可以滿足事故反演的工作需求，更加全面的評估故障問題，呈現出強大的可視化特征。在此過程中應該做好數據分類工作，包括事件記錄信息、提示信息和告知信息等，以更加準確地評估電氣設備的運行狀態，確定具體的故障點。

3.3 完善技術檔案

為了滿足規范化管理的要求，還應該建立完善的技術檔案，以全面評估電氣設備的運行現狀和未來變化趨勢，確定設備是否需要更換或者威脅。火力發電廠應該引入先進技術手段，構建符合狀態檢修工作要求的數據庫系統，將設備出廠信息和安裝記錄、試驗結果、檢測報告等納入數據庫系統當中，為各個部門及人員的使用提供依據[7]。傳統檔案管理模式無法滿足新時期狀態檢修的要求，因此在工作中應該以數字化檔案為核心，更加準確和便捷地記錄設備信息，同時借助于大數據技術實現數據的快速采集和分析比較，得到更加準確的評估報告，解決狀態檢修工作中的盲目性問題。

3.4 健全管理制度

隨著火力發電廠生產規模的擴增，狀態檢修的范圍也在增大，因此在工作中應該建立可靠的管理制度，對狀態檢修工作的各個環節加以約束和規范，避免該項工作流于形式化。確定電氣設備狀態檢修的細則和具體的管理標準，確保各項制度與時俱進，為技術管理和故障處理提供依據。為了提高各部門之間的工作協同性，還應該建立完善的責任制度，對狀態檢修中各個崗位人員的職責實施劃分，以提高檢修工作水平，使其在明確個人職責的基礎上做好密切交流與溝通，及時共享電氣設備的狀態檢修信息，解決信息孤島問題[8]。建立完善的獎懲制度，針對操作不當或者檢修不認真而引發設備故障的人員實施懲罰，增強責任意識和重視程度，在狀態檢修中實現全員參與。

3.5 提高人員素養

隨著機組復雜性的提升，對于檢修工作人員技術能力的要求也越來越高，因此應該組建一支高水平的檢修隊伍，以改善電氣設備的運行狀況。為此，應該對過往檢修工作中的問題加以總結和反思，全面了解設備的故障類型和具體原因，以確定合理的狀態檢修計劃，制訂培訓方案，確保各項培訓內容與狀態檢修工作內容相契合，避免在培訓中造成資源浪費問題[9]，鼓勵檢修工作人員自主學習先進技術和知識，了解各類電氣設備的運行特點和原理，在狀態檢修中做到心中有數。

4.結語

電氣設備的運行狀況會對火力發電廠的整體生產效益和供電效果產生影響，因此應該針對各類設備做好全面的狀態檢修，以及時發現其中的故障隱患并實施控制，預防重大安全問題，尤其是要關注變壓器、發電機和斷路器的運行原理及特點，針對其故障規律采取有效的狀態檢修措施，維持電氣設備的高效化運行。此外，還應該通過做好故障診斷、開展在線監測、完善技術檔案、健全管理制度和提高人員素養等途徑，逐步提升狀態檢修工作水平，創造良好的電力生產環境。