燃机电厂发电机保护系统探索

俞路军 高倩倩 刘玮男 严佳康 刘媛媛 叶士鹏 陈笔

摘 要：在城市的发展中，处处离不开电能的需求，燃机电厂的重要性不言而喻。文章分析现阶段燃机电厂发电机的工作情况，可知其受到多种因素的影响，导致该设备在工作期间易出现运行异常及故障问题，使得发电机的正常发电工作受影响，严重的情况下还会发生发电机损毁等问题，给燃机电厂的设备有效应用造成了较大的不利影响与经济负担，不利于燃机电厂获得经济效益。燃机电厂对当前进行发电生产工作期间利用的发电机进行保护装置的设置，降低发电机故障率。

关键词：燃机电厂;发电机;保护系统

一、 引言

20世纪70年代末期，我国开始研究计算机继电保护，这比国外晚了十几年，但是也得到了飞速的发展，我国研究开发了很多不同型式、不同原理的计算机保护装置。为了更好适应电力系统的发展变化，根据电力系统的运行方式以及出现故障的状态引起保护性能的改变，自20世纪80年代开始涉足自适应继电保护的研究领域，这是继电保护的发展趋势，也是继电保护的智能化的组成部分。新式的计算机发电机—变压器组保护装置在制造工艺上、新保护原理的运用上以及软硬件的设计上都有很大的进步，取得了很大的发展。

二、 燃机电厂发電机常见故障及原因分析

（一）电气故障及原因

电气故障产生的原因较为复杂，最常见的原因就是线套管温度过高导致的电气故障。线套管温度过高是如何产生的呢？由于发电机底部的漏磁会导致电流产生的概率大大增加，众所周知，由于漏磁会随着无功负荷的增加温而增加，因此，当漏磁增加时就会增大电流产生的概率。除此以外，磁场涡流热量直接传递到线套管中也会导致线套管温度过高造成的电气故障。除了线套管温度过高引起的故障以外，大轴磁化与退磁故障也会导致电气故障的发生。大轴磁化会对轴瓦产生极大的负面影响，这是由于轴瓦会在电流作用下性能改变。

（二）线圈故障及原因分析

1. 线圈的绝缘失效。主要是由于线圈的绝缘层破损老化，对电压的阻挡能力下降，这样容易出现电压击穿故障。绝缘效能的丧失与绝缘层的质量有很大的关系，从理想层面讲绝缘层本身不存在老化，实际中的老化现象多是质量问题引起的。由于线圈的使用时间较长，又受到磨损等外力因素的影响导致绝缘层的质量下降，而且线圈材质如果没有选择对，其绝缘层的使用有效期限也将缩短。

2. 转子线圈严重磨损引起线圈故障。为了保障用电需求量，转子线圈会随着超负荷运行的发电机高速运转，由于转子线圈在整个运转期间自身都会发生摩擦损耗，又加上处在高速运转的状态下，摩擦损耗会更加显著，这样会导致转子线圈表面的绝缘层被破坏，发电机组内的电流无法正常通行，从而使发电机进行停工检修。

3. 高速运转的转子，还会引起定子和定子线圈因摩擦力增加而磨损加大，长此以往就会造成绝缘老化从而引发事故。只有创造一个密闭的保护空间使保护对象被保护在线圈绝缘层之间，如此一来被保护的对象就不会被电压击穿。多数时候电力系统的维修人员对绝缘层的清洁工作都不太重视，致使线圈的绝缘层被尘垢以及腐蚀性气体破坏，无法起到绝缘的作用。

三、 燃机电厂发电机保护系统探索

（一）系统正常运行条件

为了保证集控运行系统的正常运行，一定要确保有持续供应的电源，同时还需利用计算机控制系统去保障控制系统运行安全。所以，为了确保集控运行系统的正常运行，应当重视如下条件的满足。

1. 做好接地工作，屏蔽电缆。集控运行系统接地工作的好坏，会对发电机组的运行安全性产生直接影响，所以要确保接地作业的高质量。此外，还要用到屏蔽电缆，避免系统遭受电磁波干扰而导致信号传输错误。

2.

确保UPS电源稳定供电。集控运行系统的运行需要持续不断的电源供应，所以集控运行系统应当采取UPS电源予以供电，同时要完善UPS电源供电方式及切换供电的时间设置。

3. 做好防潮防湿工作。集控运行系统的运行需要对其内部温度与湿度进行稳定调节，所以需要保证空调系统无故障，而如果空气中的湿度到达一定程度，便会因为湿润空气凝结的水珠滴落在电路板上而出现短路现象。

（二）振动故障的预防措施

首先，对机组进行停机检查，如：平衡螺孔的位置、低发联轴的重力加成、轴带负荷，通过对以上几个参数的校准和功能处理，确保发电机组在超负荷运转的情况下依然保持较为稳定的振动水平。其次，如果发现低发联轴的二阶质量不平，则要调整振动平衡，从振动频率上对标准和要求进行衡量与评估，确保二阶质量不影响振动平衡，弱化电机组超负荷运转的情况。

（三）线圈故障预防措施

首先，保证线圈的质量是非常关键的，因此厂家需要在选择线圈的材料上做综合考虑。保障线圈的材质会使线圈能忍受摩擦的时间加长，绝缘效果保持的时间也会变长。其次，线圈的磨损情况和工作时间是呈正相关的，发燃机电厂可以增加发电机的数量来分担每台发电机的任务量。从而在使供电要求得到满足的情况下增加线圈的使用寿命。

四、 结语

燃机电厂发电机保护系统，可以保护设备，一旦在发电机使用过程中出现问题，依托保护系统便可以及时检出问题，第一时间发出警报提醒并停机。检修人员可以迅速对出现故障的地方进行维修处理，防止发电机应用期间发生故障后继续使用而导致设备严重损毁问题，从而使得设备故障问题可以被及时发现与妥善处理，发电机可以在后续的发电生产中稳定可靠的应用。所以保护装置对于燃机电厂发电机组的有效运行利用生产的积极性影响较大，需要燃机电厂技术人员对于保护系统包含的内容有着较多的了解，进而基于保护系统的应用特点、保护方式、配置，做好发电机保护装置的设置工作，确保保护系统的应用价值可以充分发挥。

参考文献：

[1]高凤荣.浅谈敦煌燃机电厂电气设计[J].电气应用，2007，（1）.

[2]孙茗.大型燃气-蒸汽联合循环燃机电厂发电机保护设计特点[J].电力勘测设计，2005，12（6）.

作者简介：俞路军，高倩倩，刘玮男，严佳康，刘媛媛，叶士鹏，陈笔，国电湖州南浔天然气热电有限公司。