火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施

王晓宙

随着社会经济提升，人们对电力供应提出更高的要求，如何采取有效手段、方法确保火力发电厂电气安全运行引起人们重视。按照当前发展形勢来看，我国火力发电厂电气运行中仍存在诸多问题，因此必须加强电气设备运行的质量控制，采取有效措施予以处理。文章主要从导致火力发电厂电气运行中发生故障的原因出发，对火力发电厂电气运行中解决故障的应对措施进行了分析，以供参考完善。

【关键词】火力发电厂 电气运行 故障原因 应对措施

随着社会经济水平的提升，人们对供电质量也提出较高要求，新型火力发电厂逐年增加，也对火力发电的设备管理与技术要求越来越高。因此为了确保火力发电厂发电安全运行，工作人员必须加强对电气安全运行管理和维护，一旦设备出现故障问题，应积极采取有效措施予以处理，确保设备性能得到充分发挥，从而为电气设备运行的安全性与可靠性提供保障。

1 导致火力发电厂电气运行中发生故障的原因

1.1 发电机温度过高

为了确保电网安全运行，火力发电厂的发电量会随着电网负荷变化而发生改变。当电网高负荷时，为了提供足够的供电量，电厂电气设备与发电机会有一段时间处在过负荷状态下运行。而火力发电厂是电网的调峰机组，大幅度调整电网负荷虽然可保证电气设备系统正常运行，但长时间运行会导致发电厂发电设备的高温运行，加速电气设备元器件的老化，使得电厂发电效率下降，缩短了设备使用年限，从而导致发电厂电气运行出现异常情况。

1.2 电气接地问题

电气接地作为避免触电的有效手段，在发电厂电气设备系统安全运行与确保设备工作人员人身安全过程中意义重大。随着火电行业的发展，火电厂用电负荷逐渐增加，供电电压等级有所提升，导致火电厂电气运行出现短路的现象，给电气设备运行与工作人员人身安全的构成威胁。电气接地较为常见的故障问题，主要包括两种：一种是直流故障；另一种是交流接地故障。如果直流系统运行过程中，某个环节出现接地问题，虽然不会给系统造成短路，熔断器不会熔断，但是检修工作人员操作不当，没有做好维护工作，就会导致系统接地短路，从而给电厂带来巨大经济损失。交流接地又称为绕组接地，即是电动机的接地，因绕组和电机壳的接触或者是绕组受潮，加快绝缘老化的速度，从而发生击穿接地问题，给系统安全运行与人员人身安全构成威胁。

1.3 发电机电压值不稳

火力发电厂电气设备在运行中，电压不稳定或者是超出限定值是电气系统常见的故障，给用电用户与发电设备带来不利影响。例如在实际生产运行过程中，发电机电压值大于额定值的5%时，发电机的励磁会持续上升，增加转子电流，转子绕组的温度随之上升，绝缘体加速老化。相反，发电机电压小于额定值的5%时，发电机定子绕组会长期处在不饱和运行状态，极易出现震荡的现象，降低了发电设备运行性能，从而给负载设备的做功带来不利影响。

1.4 备用电源异常切换

火力发电厂电气设备运行过程中会安装相应的电源设备来控制由于各种因素造成的发电机突然发生断电、失电和发电机损坏的现象，为发电厂电气运行进行切换，从而确保火力发电机电气安全运行。通常火力发电机电厂运行中安装备用电源，主要包括自备的柴油发电机、外接电网的高压厂用备用电源与蓄电池。其中柴油发电机的作用是当发电机组出现故障后，机组发生断电，柴油发电机就会自行启动，确保发电机组安全停运；厂用高压备用电源即是发电机组安全停运后，对厂内用电供电的电力来源。蓄电池则是确保厂用电停电后，对DCS系统进行紧急供电的设备。尽管发电厂电气设备运行中配置相应的备用电源，但是备用电源的性能和初始电源性能存在明显差距。当火力发电机的母线切换到故障的电机设备后，需要备用电源及时接入，这段时间内发电厂电气设备运行速度相对比较缓慢，如果电压上升，电机不能快速做出调节，发电机的状态发生混乱，就会给发电机的运行带来不良影响。

2 火力发电厂电气运行中解决故障的应对措施

2.1 选择合适的冷却方法，避免发电机过热

为了确保电厂发电机的绝缘系统在允许的温度下稳定运行，必须采取合适的冷却方法排除发电机的热量，避免发电机过热，系统无法正常运行。当前火电厂发电机的冷却方法，按照使用方式不同，可划分为三种：密闭式空气冷却、水内冷却和氢气冷却。其中水内冷却因为水具有较强的散热能力，冷却效果明显，是我国大型火力发电厂较为常见的水冷却方法。密闭式空气冷却主要是通过封闭循环系统，对需要冷却介质和空气接触产生的污染进行控制，降低因堵塞问题而引发故障的发生率。一般在恶劣环境中的使用，但设备成本投入较高。氢气冷却方法即是通过氢气来降低发电机组的通风耗损，提升电厂电气设备供电效率。但氢气是一种易燃易爆气体，具有较大危险性。

2.2 加强安全措施，确保接地线设计科学合理

接地线的应用，主要是有效保护电厂员工的人身安全。工作原理为：利用人体电阻和接地电阻并联，通过电气设备带电，让流向人体的电流与接地导线的电联形成反比，以此确保工作人员的人身安全。在这种情况下，工作人员应使用环路式接地线方式安装电气设备接地装置，一旦系统某个环节出现故障问题不能正常运行时，可降低对地电压，以此提升电气设备运行的可靠性，确保电厂电气设备安全运行，从根源上避免发生安全事故。此外，相关负责人应安装接地系统报警装置，对运行系统汇总微小问题进行排查处理，提出有效的检修措施，减小安全事故的发生率。例如某火力发电厂为了设备运行安全力度，保证接电线设计科学合理，使用规格为40mm*4mm的扁钢作为接地连接线主要材料。由于部分接地需要对土壤情况进行检测后，才能进行接地连接线。如果土壤酸碱度过高，极易导致接地连接线出现生锈问题，给发电机组设备安全运行带来不利影响。因此工作人员还需将防腐锈的产品涂抹在接地连接箱上，以免扁钢生锈损坏连接地线，直接影响到电厂设备稳定运行。此外，检修工作人员应定期对接地连接线与周围环境进行检查，确保接地连接线处在干燥、通风环境中运行。对于生锈的接地线，工作人员应及时更换，确保接地连接线正常使用。

2.3 严密监视，避免电压不稳问题

发電机电压不稳会缩短发电机的使用期限，因此在火力发电厂电气运行过程中，工作人员应严密监视发电机电气运行状态，如果发电机电压不稳，应对发电机与各个电气设备进行检查，必要时，应将部分负电荷切断，以此恢复电压。同时为了确保发电厂电气设备稳定运行，还应做好各种保护装置的检修工作，充分发挥保护装置的作用，提升电气设备运行的安全性与可靠性。

2.4 加强设备检修，确保电气设备正常运行

火力发电厂电气运行系统与设备维护、管理是一项复杂且系统性项目，要想做好电厂电气设备运行的检修工作，负责人应建立完善一整套电厂设备检修机制，严格按照相关制度定期检修、维护电气设备，并明确工作职责，将责任落实到部门、负责人、职工手中。例如对于电厂电气设备中的发电机组、燃气系统和汽水系统等设备，电厂管理部门应安排高素质、高水平的专业技术人员对这些设备运行状态进行检修、维护，每次检修与维护工作完成后，应做好相关记录，方便为日后检修与维护提供参考。另外，工作人员使用计算机点检系统和其他科技设备辅助检修各个电气设备运行状态时，应借助人工分析来判断，然后通过有关参考数据进行综合分析，以此提升电气设备故障诊断的精确度，为电气设备管理工作人员决策提供依据，从而提升电气设备检修效率。

3 结束语

综上所述，火力发电厂电气设备极为复杂，如果电气在运行过程中某个环节出现故障，都可能影响到整个电气设备稳定运行，降低电能供电质量，甚至会给员工的生命安全构成威胁。因此相关工作人员必须注重电气设备运行状态，做到及时发现问题，及早预防，并做好相关数据反馈工作，为今后维修与管理电气设备运行提供有力依据，从而保证火力发电厂稳定运行。

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作者单位

内蒙古京泰发电有限责任公司 内蒙古自治区鄂尔多斯市 010300