发电厂电气运行中常见故障问题分析

董昶

（兰州西固热电有限责任公司 甘肃兰州 730060）

发电厂电气运行中常见故障问题分析

董昶

（兰州西固热电有限责任公司 甘肃兰州 730060）

火力发电是我国当前主要的发电形式，其运营状况直接影响到电力的及时供应及社会经济的发展，而发电厂的正常供电又在一定程度上取决于电气运行质量。因此，重视发电厂电气运行故障的研究具有重要作用。在本案，笔者结合工作经验，浅析发电厂电气运行故障的成因及其应对措施。

火力发电厂；电气运行故障；成因；处理

引言

电力安全生产是发电企业管理水平的综合体现，而电气设备安全管理又是电力安全生产的重要内容，理应加以重视。发电厂的电气设备数量庞大，一旦管理工作不到位，便会在运行中发生故障，并直接影响到电力企业的生产利益及正常供电。据此，为了实现电力企业的安全生产目标及正常供电，笔者首先分析火力发电厂电气运行故障的成因，然后再进一步提出应对措施。

1 发电厂电气运行故障的成因

火电厂电气设备在长期运行中难免会发生故障，但一旦发生故障，便极易引起大面积停电及损毁设备，甚至危及生命财产安全。通常而言，可将火电厂电气设备运行故障分为隐性和显性两种，其中显性故障包括发电机发热或冒烟、接触点冒出火花、线圈变色、熔断器断开和断路器跳闸等；隐性故障包括由电气元件选型、调整或参数设定不当等所致的故障。针对上述方法，可先参考电气原理图来确定故障的范围，并找出故障点，然后再结合故障的成因提出应对方案。据此，笔者针对以下几种常见电气运行故障的成因展开讨论：

（1）电气设备温升过快。为了满足社会经济的供电需要，火力发电厂通常需要进行长时间且连续的工作。如此一来，电气设备会有较大程度的铜铁耗损，期间设备会产生大量的热量，而受此影响，便会加快设备的温升速度。另外，长期在这种高温环境中工作，会加快设备绝缘体的老化程度，并进一步影响电气设备的运行效果，甚至引发安全事故。调查发现，电气设备温升过快的原因如下：电气设备在长时间的运行中，虽然铜铁能将产生的热量消耗，但设备的整体降温和散热性较差，同时电厂未制定科学的方案来管理电气设备的运维，从而导致电气设备温升过快。

（2）备用电源自动切换。为了保证电气设备在断电或停电等条件下仍能正常运转，一般需为发电机等设备配备备用电源。通常而言，火电厂电气设备所设的备用电源分为高、低压备用电源，其中备用电源的配备数量由发电机的容量、数量、接线盒控制方式等因素而定。一旦发电机在断电或停电情况下停止工作，便会自行切换至备用电源，但在这一切换过程，电气设备会在时间的推进中做递减运动。因此，从停止工作到成功切换至备用电源的间隙，电气设备的运行速度与工作常速间存在较大的差异。如此一来，在切换至备用电源以后，突然的电压冲击会危及电气设备的安全。另外，一旦备用电源的切换耗时过长或切换无效，则不仅影响到电气设备的正常运转，甚至会引起电气设备重启困难等系列问题。

（3）发电机电压超载。电压是衡量供电质量的主要标准，一旦电压不稳，便会对整个供电系统产生不利的影响。研究发现，发电机在电压不稳定的状态下，其电压的变化幅值一般比额定值约大±5％。如此一来，过高的电压会影响发电机运转的稳定性，并使其励磁或转子电流增加，继而加快转子绕组的温升速度及老化速度。另外，当高压比额定值高时，铁芯的温升过快会使其加速损耗及危及定子绝缘的安全。反之，当电压比额定电压的90％低时，便会使发电机定子绕组的铁芯运行在不饱和的状态下，继而引起失步或振荡等问题，其中严重的低压还应降低厂用机械设备的转速和做功及引起定子绕组的温度比允许值高。在这样的情况下，电压的再次升高还会引起定子绕组的温度异常。

2 发电厂电气运行故障的应对措施

为了保证火力发电厂电气设备的安全运转，笔者针对上述运行故障提出如下应对措施：

（1）优选冷却手段，以防电气设备过热。发电机等电气设备在长时间的运转中会产生大量的热量，从而引起自身温度升高及绝缘层老化速度加快。针对这一问题，笔者认为可通过装设高性能的散热系统来及时排出电气设备在运转中产生的热量，同时亦可采取合理的冷却方法来冷却发热的电气设备。目前，在发电厂中常用的电气设备冷却方法包括水内冷却法、氢气冷却法和密闭式空气冷却法。其中，水内冷却法利用了水的散热能力好这一特征，冷却效果非常理想且使用过程安全可靠，目前其在大型的火力发电厂中得到了广泛的应用；针对氢气冷却法，由于氢气的自然气密度极低，则以氢气为热量的载体来冷却电气设备具有极佳的散热效果及其投入成本也不高，但氢气是一种可燃性气体，因此在高温环境下极易引发安全事故；密闭式空气冷却法可在冷却中建立一个封闭的循环系统来防止冷却介质接触空气而造成污染，从而避免了堵塞等问题对冷却效果的不利影响，据此可将密闭式空气冷却法应用在发电环境恶劣的火力发电厂中。另外，火力发电厂在选择冷却方式时应结合自身综合情况而定。

（2）定期检修电气设备，以保证设备的高效运转。发电厂电气设备在实际运行中极易发生接地线短路、备用电源自动跳闸等故障，这不仅会危及人员和设备的安全，同时还会增加电厂在电气设备维修商的经济投入。对此：①应制定责任制和操作制度，将责任具体到个人及在设备出现故障时，追究责任人的责任，同时要求全厂工作人员按流程操作设备；②定期维检修电气设备，并及时处理在检查中发现的运行故障和安全隐患，同时详细记录下故障的检修信息，注意针对暂时无法处理的故障和隐患，应采取措施防止其进一步扩大。比如，针对母线短路等非外部故障，可通过重启主电源来予以升压处理，而对外部故障而言，应对电气设备进行隔离处理。综上，在火电厂中，对电气设备的定期检修，可及时发现和防控可能存在的安全隐患和运行故障。

（3）密切监视发电机的电压变化。研究发现，发电机的电压一旦失稳，便会危及发电机的运行质量及使用寿命，因此应加以重视。引起发电机电压失稳得原因很多，而在当前的技术条件下，发电机电压失稳故障的处理是一项复杂而系统的工程。因此，在火力发电厂的电气设备安全管理中，应严密监控发电机的运行状况，一旦发现其电压异常，应立即发电机及其关联设备是否正常运转，注意在必要时可通过切断一些负电荷来恢复电压，同时亦可在条件允许时，通过紧急拉闸来保证火力发电厂的安全生产。此外，通过安装保护装置亦可实现稳定发电机电压的目的，注意严控保护装置的启动时间，以保证其作用的充分发挥。

3 结语

综上，在电力技术不断发展的今天，火电厂电气系统的运行环境越来越复杂化，而在其运行中出现的故障也呈现出多样化的特征。因此，为了保证火力发电厂电气设备的安全运转，应重视对常见运行故障的研讨和处理，比如文中所述的电气设备温升过快、备用电源自动切换和发电机电压超载等。对此，首先应积极开展定期维检工作，以便及时发现问题及将故障造成的损失降至最低；其次是结合故障的成因提出针对性的解决方案；第三是做好预防工作，比如提高设备的技术含量、健全管理制度及加强电气设备的安全管理等。

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