提高燃气电厂电气设备绝缘可靠性的实践分析

摘 要 在电力系统运行过程中，常常会由于某一电气设备或者设备的某一部分绝缘损坏而造成电力事故的发生，从而影响到电力系统工作的可靠性和安全性。电厂是电力系统的电源端，确保电气设备的安全可靠运行对于电能的供应和安全用电有着至关重要的作用和意义。在电气设备的长期运行过程中，电气设备绝缘会长期受到湿度等因素的影响，从而造成其绝缘性能的局部缺陷。基于此，本文以某燃气电厂运行过程中所出现的绝缘故障为基础，探析了提高电气设备绝缘可靠性的相关措施和实践，并取得了一定成果，希望能供有关人员参考。

关键词 燃气电厂;电气设备;绝缘可靠性

引言

电厂运行的基础在于电气设备，在某燃气电厂，发电机励磁碳刷室刷架以及电动机在长期运行中出现了绝缘水平较低的问题，本文以此为基础和背景，对其产生的原因进行深入分析，并且提出了有针对性的改进措施。该燃气电厂中主要设备为2×447MW级燃气-蒸汽联合循环热电冷联产机组。在该燃气电厂中，两套9F等级联合循环机组总共设置了四台发电机，分别为1号发电机（燃机发电机）、2号发电机（汽轮发电机）、3号发电机（燃机发电机）和4号发电机（汽轮发电机）。每套机组都通过发电机将单元接线扩大，以220kV接入系统当中。

1环境湿度对电气设备绝缘性能的影响

1.1 电气设备绝缘水平

在电气设备检查过程中，绝缘电阻值的大小是主要指标之一。通常来说，电气设备的绝缘性能缺陷是由多方面因素共同造成的，例如设备本身的制造缺陷、设备运输问题以及设备的操作不当问题等，设备的绝缘性能缺陷会在其实际运行中受到污染和湿度的影响而进一步加重。除此之外，電厂的磁化作用会在一定程度上影响到电气设备，进而使其产生发热问题，另外设备外部的化学腐蚀以及机械应力等问题都会不同程度上导致设备的绝缘性能有所下降，造成电力事故。

1.2 湿度问题对设备绝缘影响

通常来说，对于同一设备来说，当湿度情况不同时，其绝缘电阻的测试结果也会具有较大的差异。当设备所处环境湿度较高时，设备的绝缘电阻通常较低。而如果在较为干燥的环境中对设备绝缘电阻进行测试，可能会出现数值相差成百上千倍的现象。因此降低设备运行环境中的湿度是提高其绝缘性能可靠性的重要方法之一[1]。

2电气设备绝缘预防性试验

2.1 电气设备绝缘试验原理

通常来说，如果电气设备绝缘性能发生变化，会伴随着泄漏电流、交流耐压试验、直流耐压试验以及绝缘电阻等多项指标的变化，在实际处理中，会结合不同的情况来采取不同的检测方法。

第一，绝缘电阻的检测。当前最方便、最普遍的检测方法就是绝缘电阻检测，这种方式主要是依靠电阻测试仪来完成，使用过程中结合设备实际情况来选择相应量程。第二，泄漏电流的测试。一般来说，在正常状态下，电力设备直流大兆欧表的电压不高，特别是相比于电气设备正常运行时，其电压要小很多。但是如果在测量中发现泄漏电流很高，那么就说明设备有绝缘问题。第三，交流耐压试验检测。在当前对判断电力设备绝缘性能的方法中，交流耐压是最为高效的方式之一，这种方法能够及时发现设备的集中缺陷，更加准确和全面的排查设备问题。但是这种设备通常检验标准比较高，在实际的检测之前，首先需要完成样品的泄漏电流、吸收状况、介质损耗以及电阻大小等试验，只有上述方面没有问题才能进行交流耐压试验检测。第四，直流耐压试验检测。这种方法对于设备绝缘缺陷的检测也有很好效果，通常可以结合泄漏电流试验来完成检测。相比于交流耐压试验，这种方法更加便捷，同时对设备的影响也比较小。

2.2 绝缘试验结果分析和处理

电气设备的绝缘试验主要分为试验检测和结果分析处理。后期要全面地分析和判断设备试验结果，找出绝缘问题的具体位置和原因，结合实际情况来采取科学合理的措施，保障电力系统运行的可靠性。在这过程中数据的分析对比是较为重要的一项内容，通常来说可以取设备初始绝缘数据或者是同类型设备数据作为对比，通过不同的参照来进行对比，进而排查出设备绝缘问题所在[2]。

3提高电气设备绝缘可靠性的实践分析

3.1 提高发电机励磁碳刷室刷架绝缘可靠性

（1）励磁碳刷室刷架问题及原因

在该电厂中，维护人员对发电机转子进行绝缘测试过程中发现4号发电机励磁碳刷刷架绝缘水平出现一定问题，给设备的安全运行和绝缘效果造成了严重的不良影响。在该电厂中4号发电机励磁碳刷刷架与外界连通构造如图1所示。其中，通风口规格为40cm×99cm，碳刷室经该通风口连接到外界大气。在机组处于运行状态时，碳刷室会有正空气压力产生，通过通风口将碳刷碳粉向外排放。当机组处于停机状态时碳刷室为负压状态，则大气通过通风管进入到碳刷室当中。在阴雨天时，湿气就会在碳刷室内聚集，导致湿度有所升高，另外大气中的灰尘也会通过通风管道积累在励磁碳刷及刷架上，使得发电机转子及刷架绝缘低于0.5MΩ。

（2）励磁碳刷室刷架绝缘水平提高方法

经过研究和分析，可以在碳刷风道末端加装自动窗片，碳刷室在机组处于运行状态时产生正压，自动将窗片吹开，通过刷室通风管道将碳粉排入外界。碳刷室在机组处于备用状态时受到负压影响，由于窗片的重力作用，窗片进行自动的管理，从而防止碳刷室中渗入外界的湿气。另外定期的清理励磁滑环室内碳刷刷架及滑环的碳粉灰尘，经过如此加装自动窗片处理后，能够满足设备绝缘水平的要求和标准。除此之外，这里没有采用电动式窗叶，而是风压自动式窗叶，这样能够避免由于电动式不可靠性而造成的不必要的麻烦和问题。

3.2 电动机以及电动机接线盒防雨措施

通常来说，户外的电机接线盒都处于电机上方，时常出现由于接线盒口密封不严以及接线盒与金属软管密封问题而导致的雨水渗入，而如果通过塑料纸包扎则无法及时挥发散出水汽，导致接线盒内湿度增加，造成电动机绝缘可靠性降低问题以及短路接地故障等。对此，该电厂给户外电动机加装防雨罩以及在电动机接线盒上设置一个不锈钢防雨罩。通过这样的改造措施能够有效防止潮气的深入，并且可以方便地进行拆卸，避免防汛期间进行重复的包扎。从而提高电动机绝缘性能。

3.3 电源系统可靠性实现

通常来说，在燃气电厂中电源系统主要采用6kV电源系统、380V电源系统以及保安电源系统。其中，在电源系统运行过程中，6kV电源系统能够实现其切换功能，在这过程中可以选择同时切换以及并联切换两种方式，并且通过手动合闸操作而发送的指令，可以实时传输给切换装置，并在LCD上显示相应的信号。只有当系统没有任何的故障时才能保障参数处于正常合理范围，这时候才能进行手动合闸操作，如果没有这样操作则会导致合闸闭锁的发生。要想实现380V电源系统的可靠性，要在每个机组上安装两段保安母线，并且进行工作电源、保安电源以及备用电源的设置，其中直流系统、热控电源、DCS电源等都是通过保安电源进行供电。对于备用电源和工作电源来说，通常来自于不同的工作段。为了进一步充分保障机组的运行可靠性，要始终将保安电源处于热备用状态，只有这样才能够使得整个系统得以开启及运行[3]。

4结束语

在该燃气电厂进行绝缘可靠性改进后，大大提升了上述三种设备的绝缘质量水平，并且改造后运行效果较好。这次的绝缘防护实践成果能够一定程度上指导电厂电气设备的绝缘防护工作，为电力系统的稳定运行提供更加坚实的保障。

参考文献

[1] 许建雄.高压电气设备的绝缘预防性试验关键点[J].现代制造技术与装备，2019，（4）：162-163.

[2] 郑艳玲.浅析电气设备的绝缘预防试验方法及安全措施[J].当代化工研究，2019，（7）：181-182.

[3] 杨峰山.高压电气设备绝缘预防性试验的重要性研究[J].能源与节能，2017，（10）：45-46.

作者简介

王凯（1987-），男，海南万宁人;学历：本科，助理工程师，现就职单位：广东大唐国际肇庆热电有限责任公司，研究方向：燃机电厂电气检修。