火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中故障原因分析及改善措施

丁海鋼

摘要：當(dāng)前我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速階段，飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)離不開中國各種豐富的能源支撐，火力發(fā)電廠作為中國人民電能量的主要提供方式，在供電行業(yè)擁有著首屈一指的地位。在火力發(fā)電廠的電氣運(yùn)行中，很容易發(fā)生各種事故或者是異常現(xiàn)象，這對(duì)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行、安全運(yùn)行產(chǎn)生了影響，甚至?xí)斐蓢?yán)重的安全事故。本文首先分析了火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中可能面對(duì)的故障原因，從而提出對(duì)應(yīng)的改善措施，希望能夠快速解決故障。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電電氣運(yùn)行故障原因分析改善措施

1引言

近年來，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的新形勢(shì)下，各行各業(yè)對(duì)電能的需求不斷增加，這也為火力發(fā)電廠的發(fā)展帶來了良好的機(jī)遇。目前，我國的火力發(fā)電廠廣泛使用大中型機(jī)組的重型發(fā)電設(shè)備。這些設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)各種故障，影響電廠生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因?yàn)殡姎庠O(shè)備在火力發(fā)電中重要性，所以保證電氣發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行也就成了重中之重。故本文通過對(duì)火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中的故障原因分析并得出改善措施，確保大型火力發(fā)電廠機(jī)組安全可靠運(yùn)行，促進(jìn)其穩(wěn)定發(fā)展。

2火力發(fā)電廠中電氣設(shè)備故障原因分析

2.1電機(jī)運(yùn)行時(shí)電壓波動(dòng)問題

發(fā)電廠的發(fā)送電壓過高、過低都會(huì)對(duì)用戶或電廠本身產(chǎn)生極大威脅。一方面，發(fā)電機(jī)在發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行中需要穩(wěn)定的電壓來維持正常工作狀態(tài)。另一方面，一旦電壓超過或低于額定電壓的5%時(shí)，就會(huì)對(duì)發(fā)電廠電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成巨大影響。當(dāng)發(fā)電廠的電壓過高時(shí)，電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子組的溫度不斷升高，加速其老化。而當(dāng)電廠的電壓過低時(shí)，電機(jī)的繞組鐵芯在運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)期處于不飽和的工作狀態(tài)，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的震蕩現(xiàn)象，甚至?xí)绊懻麄€(gè)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2過高的電氣設(shè)備的機(jī)體溫度

發(fā)電設(shè)備在日常的高速且持續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，容易出現(xiàn)機(jī)身溫度過高的現(xiàn)象。造成絕緣體老化，降低結(jié)緣導(dǎo)體熱速率，同時(shí)會(huì)造成機(jī)體內(nèi)部的銅和鐵的耗損增加。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生各種各樣且不同程度的損耗，例如銅損耗、鐵損耗等，而這一過程會(huì)將損耗的能量基本轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)本身的熱能，致使電機(jī)溫度急劇上升。電機(jī)的制冷設(shè)備不完善，且運(yùn)行狀態(tài)不佳，最終導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備的溫度長(zhǎng)時(shí)間過高。

2.3電氣接地故障

電氣接地是保證火力發(fā)電廠電氣設(shè)備系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效手段，其在工作人員安全的保護(hù)中也發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，但筆者在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于近年來我國各地火力發(fā)電廠普遍出現(xiàn)了用電負(fù)荷增加的情況，這就使得短路現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率不斷提升。短路可以分為直流故障和交流接地故障，兩種故障的出現(xiàn)原因?yàn)椋阂皇侵绷鞴收?。直流系統(tǒng)運(yùn)行過程中的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)接地問題后，在多數(shù)情況下不會(huì)造成短路事故的出現(xiàn);但如果具體維護(hù)過程出現(xiàn)問題，則易導(dǎo)致熔斷器的熔斷，火力發(fā)電廠很容易因此承受較大的損失。二是交流接地故障。交流接地的實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)的接地，繞組和電機(jī)殼的接觸、空氣潮濕、塵土等均有可能成為引發(fā)這一故障出現(xiàn)，由此造成的絕緣老化速度加快便會(huì)引發(fā)擊穿接地問題，火力發(fā)電廠的平穩(wěn)運(yùn)行將受到影響。

2.4備用電源自動(dòng)切換問題

火電廠發(fā)電機(jī)用備用電源自動(dòng)切換（備用電源自動(dòng)投入），中國設(shè)計(jì)有兩種方式：一為無時(shí)限快速切換，二為低電壓閉鎖限時(shí)切換（即慢速切換）如切換時(shí)間過長(zhǎng)，一方面機(jī)組輔機(jī)轉(zhuǎn)速降低過多，造成鍋爐運(yùn)行工況的變壞。另外，母線殘壓過低，切換后電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)困難，都可能造成機(jī)組的運(yùn)行工況大的擾動(dòng)甚至停運(yùn)，這是不希望的。慢速切換存在的問題。國產(chǎn)機(jī)組高壓廠用電自動(dòng)切換采用慢速切換的也不少，設(shè)計(jì)采用低電壓檢定加時(shí)間閉鎖的切換方式，即切換條件有兩種：①母線電壓低于某值才允許切換;②切換限定在某整定時(shí)間內(nèi)完成?，F(xiàn)在的問題是低電壓檢定繼電器和時(shí)間閉鎖繼電器如何整定。既要保證切換一次成功，又要保證高壓廠用電動(dòng)機(jī)在切換中不受到過電壓沖擊，并在電動(dòng)機(jī)允許承受的電壓下實(shí)現(xiàn)盡快切換。

2.5交流或直流電電氣接地引起故障

隨著居民數(shù)量的增加，所需的電力也就更多，對(duì)設(shè)備的耗損也就越大，就有可能引起短路的問題。如果是直流電接觸地面基本不會(huì)引起問題，但會(huì)累積損耗。如果是交流電接觸地面，危險(xiǎn)系數(shù)較大。繞組受潮加上絕緣體部分老化導(dǎo)熱降低，以及磨損會(huì)加劇故障，帶電問題會(huì)引起很嚴(yán)重的電氣故障問題。

3火力發(fā)電廠中電氣設(shè)備故障改善措施

3.1改善電壓不穩(wěn)

為改善機(jī)電設(shè)備的電壓不穩(wěn)這一問題，發(fā)電廠應(yīng)采用當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，在整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行中引入監(jiān)控機(jī)電設(shè)備，該設(shè)備具有較高的嚴(yán)密性與實(shí)時(shí)監(jiān)控性，始終確保機(jī)電設(shè)備處于安全、穩(wěn)定的電壓下，當(dāng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)或是不穩(wěn)的狀況，該設(shè)備就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，督促相關(guān)人員對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行快速檢修。如果電機(jī)設(shè)備在運(yùn)行過程中電壓不穩(wěn)定，會(huì)對(duì)設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生很大的影響。在日常運(yùn)營過程中，火力發(fā)電廠需要重視現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，全面提高機(jī)械和電氣設(shè)備的性能。同時(shí)，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控也是為電氣設(shè)備創(chuàng)造良好運(yùn)行環(huán)境的必要條件。它不僅能有效降低設(shè)備的電壓不穩(wěn)定性，而且對(duì)設(shè)備運(yùn)行的安全性也具有十分重要的意義。

3.2完善接地線設(shè)計(jì)保證人身安全

接地裝置的連接應(yīng)可靠，接地線應(yīng)為整根或采用焊接。接地體與接地干線的連接應(yīng)留有測(cè)定接地電阻的斷開點(diǎn)，此點(diǎn)采用螺旋連接。接地線的焊接應(yīng)采用搭接焊，其搭接長(zhǎng)度;偏鋼應(yīng)為寬度的兩倍，應(yīng)有三個(gè)領(lǐng)邊施焊;圓鋼塔接長(zhǎng)度為直徑的六倍，應(yīng)在二側(cè)面施焊。焊縫應(yīng)平直無間斷，無夾渣和氣泡，焊接部位在清理焊皮后應(yīng)涂刷瀝青防腐。接地線與電氣設(shè)備連接時(shí)，采用螺栓壓接，每個(gè)電氣設(shè)備都應(yīng)單獨(dú)與接地干線相連接，嚴(yán)禁在一條接地線上串接幾個(gè)需要接地的設(shè)備，確保人員生命安全。

3.3選擇有效制冷方式

當(dāng)水源充足、水溫較低時(shí)，電站降溫宜采用水冷式，即以水為冷媒，對(duì)發(fā)電機(jī)組機(jī)房?jī)?nèi)的空氣進(jìn)行冷卻處理。設(shè)計(jì)水冷電站的條件是，要有充足的天然水源;如井水、泉水、河水、湖水等或其他可以利用的水源;水質(zhì)要好，無毒、無味、無至病細(xì)菌、對(duì)金屬不腐蝕;水中泥沙等無機(jī)物和有機(jī)物的含量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求;水冷要低，柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房溫度與水冷卻水溫度之差宜大于15攝氏度，最低不小于10攝氏度。如果水溫高了，則送回風(fēng)溫差小，送風(fēng)系統(tǒng)大，必然要增大建設(shè)投資及運(yùn)行費(fèi)用。

3.4完善電氣設(shè)備的檢修

如果電氣設(shè)備正常運(yùn)行，自動(dòng)跳閘的概率會(huì)很小，但是發(fā)電機(jī)的自動(dòng)跳閘或備用電源的開關(guān)會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電氣設(shè)備的質(zhì)量。為了提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，應(yīng)經(jīng)常檢修電氣設(shè)備，相關(guān)人員應(yīng)進(jìn)一步了解電氣系統(tǒng)中容易發(fā)生的故障，確保電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，防止故障的發(fā)生。一旦發(fā)生發(fā)電機(jī)跳閘，將嚴(yán)重破壞電力設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，必須做好日常的維護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

4結(jié)語

總而言之，作為火力發(fā)電廠的重要設(shè)備，一旦電氣設(shè)備發(fā)生故障，就會(huì)給電廠的安全造成很大的影響，并給總體范圍的供電穩(wěn)定性以及持續(xù)性造成不利影響。這提示我們要做好監(jiān)督以及完善工作，安裝一些保護(hù)裝置。