火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)與檢修分析

吳亞杰

（國(guó)能九江發(fā)電有限公司）

0 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，火力發(fā)電廠在全球能源領(lǐng)域中占據(jù)了重要位置，為現(xiàn)代社會(huì)提供了穩(wěn)定的電力支持。電氣設(shè)備，作為火力發(fā)電廠中的核心組件，其工作狀態(tài)直接關(guān)系到電廠的運(yùn)行效率和安全性。但電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中難免會(huì)出現(xiàn)老化、磨損等問(wèn)題，這使得其維護(hù)與檢修顯得尤為關(guān)鍵。面對(duì)日益嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)效益的雙重壓力，如何對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高效、精準(zhǔn)的維護(hù)與檢修，確保其持續(xù)、安全的運(yùn)行，已成為火力發(fā)電領(lǐng)域的緊迫問(wèn)題。

1 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)方法

1.1 監(jiān)測(cè)絕緣性能

在火力發(fā)電廠中，電氣設(shè)備的絕緣性能監(jiān)測(cè)是至關(guān)重要的維護(hù)環(huán)節(jié)，它為確保設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。首先，應(yīng)選擇合適的絕緣測(cè)試儀器，如兆歐表，確保它可以為高電壓和大容量的設(shè)備提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。如圖1所示。

圖1 兆歐表示意圖

開始測(cè)試前，確保被測(cè)試設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，并與其他系統(tǒng)隔離，以保障操作人員的安全。測(cè)試時(shí)，將測(cè)量電極與待測(cè)設(shè)備的導(dǎo)體部分相連，另一端接地，然后啟動(dòng)儀器進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中，儀器會(huì)向設(shè)備施加一個(gè)已知的直流電壓，并測(cè)量流過(guò)絕緣層的電流，從而計(jì)算出絕緣電阻值。其次，為確保測(cè)試的準(zhǔn)確性，操作人員應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行定期的校準(zhǔn)。針對(duì)不同的電氣設(shè)備，如變壓器、電纜和母線，應(yīng)選擇合適的測(cè)試電壓，并遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。在測(cè)試變壓器時(shí)，除了對(duì)絕緣電阻進(jìn)行測(cè)試，還應(yīng)進(jìn)行介電損耗角測(cè)試，這有助于評(píng)估絕緣材料的健康狀況。對(duì)于高壓電纜，由于其長(zhǎng)度較長(zhǎng)，建議采用低頻或變頻測(cè)試方法，以減少由于電容性負(fù)荷引起的測(cè)量誤差。母線的絕緣測(cè)試則需要注意線路與地之間以及相鄰線路之間的絕緣性能。再次，在完成測(cè)試后，應(yīng)詳細(xì)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)絕緣性能的任何變化或趨勢(shì)。為了進(jìn)一步解釋，以下是火力發(fā)電廠中一些常見電氣設(shè)備的絕緣電阻測(cè)量數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 絕緣電阻測(cè)量報(bào)告

這些數(shù)據(jù)提供了一個(gè)關(guān)于電氣設(shè)備當(dāng)前絕緣性能的實(shí)際快照，并可以用于與歷史數(shù)據(jù)或其他設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而判斷設(shè)備的健康狀況。對(duì)于測(cè)得的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步分析，如采用局部放電檢測(cè)、介電頻譜分析等方法，以確定故障的位置和性質(zhì)。最后，對(duì)于確認(rèn)的絕緣缺陷或老化，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，如局部處理、更換絕緣材料或增加絕緣距離，確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行［1］。

1.2 調(diào)整保護(hù)參數(shù)

在火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備中，調(diào)整保護(hù)參數(shù)是維護(hù)工作的核心環(huán)節(jié)之一。首先，應(yīng)定期收集和分析電氣設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電流、電壓、功率因數(shù)等，以確定設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷情況。基于這些數(shù)據(jù)，可以判定現(xiàn)有的保護(hù)參數(shù)是否還適應(yīng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況。為此，操作人員需要熟悉保護(hù)繼電器的工作原理和設(shè)定方法，同時(shí)掌握相關(guān)的電氣理論和知識(shí)。其次，調(diào)整過(guò)程開始時(shí)，需要將設(shè)備與電網(wǎng)隔離，確保在調(diào)整過(guò)程中不會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)造成干擾。然后，使用專用的參數(shù)設(shè)置工具或軟件，登錄到保護(hù)繼電器的控制界面。在此，可以查看當(dāng)前的保護(hù)參數(shù)設(shè)置，并根據(jù)前面分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。例如，如果分析發(fā)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行電流超過(guò)了預(yù)設(shè)的保護(hù)電流，則需要相應(yīng)地提高過(guò)電流保護(hù)的設(shè)定值。再次，在調(diào)整參數(shù)時(shí)，還需要考慮到設(shè)備與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性。確保在發(fā)生故障時(shí)，距離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置最先動(dòng)作，而遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的保護(hù)裝置則需要有所延遲，這樣可以最大限度地減少對(duì)電網(wǎng)的影響。對(duì)于某些特定的保護(hù)功能，如反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，還需要根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，設(shè)置合適的時(shí)限曲線。最后，調(diào)整完成后，應(yīng)進(jìn)行模擬測(cè)試，驗(yàn)證新設(shè)置的參數(shù)是否能正確響應(yīng)各種故障情況。這通常需要使用模擬故障發(fā)生器和測(cè)量?jī)x器，按照預(yù)定的測(cè)試方案，模擬各種可能的故障情況，并觀察保護(hù)繼電器的響應(yīng)和動(dòng)作。只有在確保新的參數(shù)設(shè)置完全滿足實(shí)際運(yùn)行需求后，才能重新將設(shè)備并入電網(wǎng)，并繼續(xù)其正常運(yùn)行。

1.3 清理散熱系統(tǒng)

火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備，尤其是那些大功率設(shè)備，其運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量。為確保設(shè)備不會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而損害，設(shè)備通常配備有散熱系統(tǒng)。對(duì)這些散熱系統(tǒng)進(jìn)行有效的清理和維護(hù)，是確保電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。首先，要對(duì)散熱風(fēng)扇進(jìn)行定期的檢查。這包括風(fēng)扇的葉片、電機(jī)、軸承等關(guān)鍵部位。葉片上積累的塵埃和雜物會(huì)嚴(yán)重影響風(fēng)扇的工作效率，因此，使用專用的清潔劑和軟布，輕柔地清除葉片上的污漬和塵埃。其次，對(duì)于那些采用油冷方式的設(shè)備，油質(zhì)的管理同樣重要。操作人員要定期采集冷卻油樣本，進(jìn)行物理和化學(xué)性質(zhì)的檢測(cè)，如油的粘度、酸值、含水量等，以確保油仍然具有良好的冷卻性能。如果檢測(cè)結(jié)果顯示油質(zhì)不佳，應(yīng)及時(shí)更換新的冷卻油。在換油過(guò)程中，操作人員應(yīng)確保系統(tǒng)內(nèi)的舊油完全排空，同時(shí)，對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行徹底的清洗，去除殘留的油泥和雜質(zhì)。最后，對(duì)于那些帶有溫度傳感器的電氣設(shè)備，也需對(duì)傳感器進(jìn)行定期檢查和校準(zhǔn)，以確保其測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這樣，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度超出正常范圍時(shí)，控制系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理［2］。

2 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修策略

2.1 執(zhí)行周期性診斷檢測(cè)

隨著技術(shù)的發(fā)展，周期性診斷檢測(cè)已經(jīng)不僅僅是簡(jiǎn)單地按時(shí)間表進(jìn)行，而是結(jié)合設(shè)備的具體工作狀態(tài)、使用歷史以及其他關(guān)鍵數(shù)據(jù)來(lái)制定診斷計(jì)劃。具體操作時(shí)，第一，確保設(shè)備在完全的停機(jī)狀態(tài)下。在設(shè)備電源完全斷開、并且所有能量存儲(chǔ)元件都處于安全狀態(tài)后，才能進(jìn)一步進(jìn)行操作。利用先進(jìn)的電氣測(cè)試儀器進(jìn)行參數(shù)測(cè)量。使用電流探測(cè)器來(lái)監(jiān)測(cè)線路中的實(shí)時(shí)電流，利用電壓表確定設(shè)備上的各點(diǎn)電壓值，再利用電阻表對(duì)線路的電阻進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。介電常數(shù)測(cè)量器則用于判斷絕緣材料的狀態(tài)，確保其介電性能達(dá)標(biāo)。第二，對(duì)電力變壓器進(jìn)行更為詳盡的檢查。除了常規(guī)的電氣參數(shù)測(cè)量，還需特別進(jìn)行油樣化驗(yàn)。油樣中的酸值可以反映出油的老化程度；電阻率的測(cè)定可以判斷油中是否有雜質(zhì)或水分混入；溶解氣體分析能夠?yàn)槲覀兲峁┳儔浩鲀?nèi)部的健康狀況，例如是否有絕緣破損、放電或短路現(xiàn)象。第三，對(duì)于電機(jī)，電機(jī)診斷儀是關(guān)鍵。如圖2 所示。

圖2 電機(jī)診斷儀示意圖

除了電流、電壓等基礎(chǔ)參數(shù)，還需要關(guān)注電機(jī)的啟動(dòng)電流，判斷啟動(dòng)時(shí)是否存在異常；監(jiān)測(cè)運(yùn)行電流是否穩(wěn)定；溫升測(cè)試則幫助判斷電機(jī)內(nèi)部線圈是否過(guò)熱或是否存在局部短路。第四，所有的測(cè)量與測(cè)試數(shù)據(jù)必須進(jìn)行詳細(xì)記錄，并與前次的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析設(shè)備的健康狀況、發(fā)現(xiàn)隱患，并據(jù)此制定后續(xù)的檢修計(jì)劃和預(yù)防性措施［3］。

2.2 實(shí)行動(dòng)態(tài)故障模擬

在電氣設(shè)備檢修領(lǐng)域，動(dòng)態(tài)故障模擬策略作為一種前沿技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員提供了一個(gè)模擬真實(shí)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種故障場(chǎng)景的平臺(tái)。此策略旨在通過(guò)模擬手段，提前預(yù)測(cè)和識(shí)別設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)和隱患，為后續(xù)的深入檢修工作提供方向。第一，選擇專業(yè)的故障模擬軟件工具，這些工具能夠?yàn)楦黝愲姎庠O(shè)備設(shè)置模擬的故障場(chǎng)景。啟動(dòng)軟件后，將其與被檢設(shè)備相連接，設(shè)備應(yīng)處于非運(yùn)行狀態(tài)以確保安全性。接下來(lái)，根據(jù)檢修需求，為目標(biāo)設(shè)備預(yù)置一系列的模擬故障，如過(guò)載、短路、過(guò)壓、欠壓等。第二，開始模擬后，技術(shù)人員需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的響應(yīng)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)模擬斷路器短路時(shí)，應(yīng)觀察其斷開的速度與是否能成功斷開。對(duì)于電機(jī)，可以模擬過(guò)熱或過(guò)載情況，然后觀察電機(jī)的保護(hù)機(jī)制是否啟動(dòng)，以及啟動(dòng)的迅速性。第三，對(duì)于復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)故障模擬可以模擬通信故障、控制指令丟失等問(wèn)題，此時(shí)需要關(guān)注控制系統(tǒng)的備份或冗余機(jī)制是否生效。同時(shí)，技術(shù)人員還需記錄系統(tǒng)在面對(duì)故障時(shí)的每一個(gè)操作步驟，確保每一環(huán)節(jié)都沒有遺漏。第四，隨著模擬的進(jìn)行，檢修人員可以使用專用的數(shù)據(jù)分析軟件來(lái)處理所得數(shù)據(jù)，該軟件將輔助人員準(zhǔn)確找出設(shè)備的故障點(diǎn)或潛在的問(wèn)題區(qū)域。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，技術(shù)人員需對(duì)相關(guān)部分進(jìn)行深入檢查，查明問(wèn)題的根本原因。第五，當(dāng)所有預(yù)設(shè)的模擬故障都完成后，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行完整的復(fù)位，確保其回到原始狀態(tài)，以備實(shí)際運(yùn)行。之后，將此次動(dòng)態(tài)故障模擬的所有記錄整合，形成詳細(xì)的檢修報(bào)告，以供后續(xù)的工作參考。

2.3 施行精準(zhǔn)部件更換

面對(duì)火力發(fā)電廠中復(fù)雜的電氣設(shè)備體系，如何確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效的運(yùn)行是每位技術(shù)人員的首要任務(wù)。施行精準(zhǔn)部件更換指的是基于設(shè)備部件的實(shí)際狀況和壽命預(yù)測(cè)，精確地確定哪些部件需要更換，從而確保電氣設(shè)備的完整性和可靠性。第一，在開始部件更換之前，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的部件分析，識(shí)別每個(gè)部件的型號(hào)、規(guī)格和制造商信息，確保更換的部件與原始部件完全匹配，避免由于部件不匹配而引起的設(shè)備故障。技術(shù)人員還需評(píng)估部件的使用環(huán)境，如溫度、濕度、震動(dòng)等，以確定部件的實(shí)際壽命和更換時(shí)機(jī)。第二，技術(shù)人員應(yīng)使用專業(yè)工具進(jìn)行部件的拆卸，如扳手、螺絲刀、鉗子等，確保在拆卸過(guò)程中不會(huì)對(duì)其他部件造成損傷。在拆卸部件時(shí)，需要注意斷開設(shè)備的電源，并遵循操作規(guī)程，確保人員安全。拆卸完成后，需要對(duì)被更換部件的接口和安裝位置進(jìn)行清潔，確保新部件能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)固地安裝。第三，將新部件安裝到相應(yīng)的位置，并確保部件的安裝方向和位置正確，避免由于安裝不當(dāng)而引起的設(shè)備故障。在安裝過(guò)程中，技術(shù)人員需按照部件的安裝說(shuō)明進(jìn)行操作，并確保部件之間的連接緊固，避免部件在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生位移。第四，完成部件的更換后，技術(shù)人員需對(duì)設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，觀察新部件的運(yùn)行狀態(tài)，確保其與設(shè)備其他部件的協(xié)同工作。試運(yùn)行期間，需要對(duì)設(shè)備的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如電壓、電流、溫度等，確保其在正常范圍內(nèi)運(yùn)行。第五，將此次部件更換的相關(guān)信息記錄在設(shè)備的維護(hù)日志中，包括部件的型號(hào)、規(guī)格、更換日期和更換人員等，為后續(xù)的設(shè)備檢修提供參考數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

火力發(fā)電廠電氣設(shè)備的維護(hù)與檢修是確保電廠穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的日新月異，檢修方法和策略也需與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)電廠的實(shí)際需求。未來(lái)的工作中，應(yīng)進(jìn)一步探索和優(yōu)化電氣設(shè)備的檢修技術(shù)，確保在滿足生產(chǎn)要求的同時(shí)，提高電氣設(shè)備的可靠性和持久性。