浅论火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施

山东省烟台市龙口市东海电厂 张俊超 张 琳

1 引言

火力发电是现阶段发电技术中相对来说成熟度更高、应用广泛性更强的一种发电技术。在火力发电厂的运行中，电气设备是支持火力发电具体工作落实执行的重要设备体系。基于发电厂工作的持续性和高能耗特征，火力发电厂中的电气系统会在长期应用的过程中出现不同类型的故障。结合具体的故障现象更进一步深挖故障引发的原因，是采取针对性的措施杜绝故障、延长火力发电厂电气系统应用寿命的科学路径。从影响因素方面分析，火力发电厂出现故障的影响因素与设备维度的客观因素，以及电气系统操作人员的主观因素都有非常密切的联系，需要具体的故障维修人员和系统运行管理人员采取针对性的措施进行故障的处理，确保火力发电厂电气系统的稳定有序运行。

2 火力发电厂电气系统稳定运行的重要意义

2.1 确保火力发电厂的日常运行状态保持稳定

在火力发电厂的日常开展工作过程中，电气系统的运行状态和相关设备的质量水平会直接影响到发电工作的开展。同时，也意味着设备系统的状态会直接影响到火力发电厂正常供能的发挥。只有核心的电气系统和相关的辅助设备群组在运行稳定性和自身的质量水平上达到预期的运行应用要求，才能确保火力发电厂的常规工作开展稳定有序推进落实[1]。

2.2 有效杜绝火力发电厂运行中的安全隐患

火力发电厂安全问题在设备系统运行的维度以电气系统的故障和问题为安全问题的典型代表。虽然现阶段的火力发电厂所应用的电气系统和相关设备在技术含量和智能化程度上都获得了更进一步的提升，但电气系统在发电过程中属于损耗性的应用状态。因此，其设备发生故障的概率是相对更大的。另外，部分火力发电厂的电气设备所在区域暴露在外部环境中，导致其运行状态容易受到外部环境条件中各方面因素的影响，使其设备本身的质量和运行稳定性同步受到影响。一旦设备和系统的运行状态异常或设备出现了损坏现象，则会直接威胁到整个火力发电厂的运行安全。因此，只有全方位的做好电气系统运行状态的监控和管理，杜绝相关故障的发生，才能为整个火力发电厂的运行安全提供根本性的保障。

3 火力发电厂的电气运行常见故障与成因分析

3.1 发电机组的故障与成因分析

火力发电厂的规模在现阶段的电力资源供应需求背景下也呈现出不断增大的趋势。这意味着匹配火力发电厂运行应用的电气系统在整体规模上也同步需要扩大。发电机组作为电气系统运行的基础动力环节，其本身存在的故障和隐患会直接影响到火力发电厂的正常运行状态。

首先，从发电机组的角度出发，进行故障和安全隐患的排查是从根本上杜绝电气系统运行故障的重要工作[2]。关于发电机组可能出现的故障问题主要分为以下几种类型。一是由于电机的长期运行导致其外部温度过高。若长期持续运行的状态未能得到及时的缓冲或进行关停处理，还有可能由于温度过高，使电机直接出现损坏的现象。二是由于电机运行过程中电压稳定性不足的问题引发电机运行状态的异常。同时，电压稳定性不足的问题还会对发电机设备造成一定的损坏，导致电机设备在电压震荡的情况下出现系统功能异常的现象。严重时还会进一步出现更大范围的负面影响，导致整个供电系统出现停滞工作的现象。综合来讲，发电机组故障的引发原因主要是由于长期持续的运行，而未能及时对运行状态进行观察和维护造成的。图1为火力发电厂发电机组外观实拍图。

图1 火力发电厂发电机组外观实拍图

3.2 电气设备应用故障与成因分析

在火力发电厂的运行系统中，电气设备包括一次风干机、送风机、引风机、磨煤机等基本类型。在整个电气系统的运行中，主变压器是整个机电系统的枢纽环节。在具体作用发挥的过程中，主变压器需要按照6kV、380V 的基础参数配置状态进行参数调节，达到控制电压、实现电能转换的目标[3]。不同类型的电气设备在基本功能上存在一定的差异，在实际应用中，主要通过联动发挥作用支持整个火力发电系统的运行。对于故障维修和排查人员来说，需要其结合火力发电厂的供电规模和电气系统组织结构从常规检查和针对性检验两方面入手做好设备故障的检验和分析工作。

而在整体的电气系统运行中，组成系统的独立电气设备的运行状态是影响火力发电厂电气系统运行状态的核心因素。电气设备在应用的过程中会出现功能异常的故障有以下两点。一是由于设备本身经过长期的连续应用，出现了老化或部分核心区域的功能减退的问题。二是由于设备的维护管理工作人员在日常的设备运行状态观察和分析的过程中，缺乏工作责任心，或工作开展的细致性导致设备运行状态异常的现象发生后，未能通过日常的设备运行状态检验和分析工作时发现。当出现功能问题或已经老化的设备在火力发电厂的运行系统中发挥作用时，必然会导致整个运行系统的状态出现问题。

3.3 电气系统运行线路故障与成因分析

电气系统运行中的线路故障主要表现为系统运行的过程中，由于线路功能的异常导致不同设备在启用的过程中出现启动和停止控制状态的异常。在火力发电系统运行的过程中，电气设备需要结合发电工作阶段的要求进行不同状态的启停设置。当技术人员按照发电厂运行的实际需求进行相关设备的操作时，若发现启动速度异常或起停状态未能按照发出的指令进行响应的情况时，则可初步判断是由于线路的问题导致这种异常现象的发生。另外，线路问题也会导致开关启动和闭合后设备响应的灵敏性出现异常。综合分析这种异常现象产生的原因，与线路运行中的规划设计合理性不足以及线路长期应用过程中的老化问题有直接的关系。除此之外，系统运行过程中，相关技术人员的设备操作规范性以及开关启停状态合理性也是导致这类故障出现的主要原因。

3.4 电气设备运行中电压超负荷故障及引发原因分析

在火力发电厂发电工作任务量逐步增大的背景下，电气系统设备出现电压超负荷问题的概率也因此而有所加大。另外，上文所述的一部分细节线路运行状态若出现了异常现象，也会导致其他线路支流的电压运行负荷有所增大。若电压负荷超载的问题是集中在电力资源供应的高峰期阶段，则发电厂仍然具备一定的荷载能力。但这种超负荷现象若长期维持得不到缓解，则会直接影响整个电气系统线路的运行稳定性，严重时还可引发短路或电路熔断的危险。这就更需要相关技术人员结合这方面故障的引发原因，从细节出发做好电压水平的控制和整体的电气运行系统的监控，确保电压超负荷的问题和故障及时发现、有效处理。

4 火力发电厂电气系统故障的有效解决措施

4.1 加大火力发电厂内部电气系统设备运行状态的监控和检查力度

在火力发电厂的电气系统运行中，一方面检验工作人员需要对整个系统的运行稳定性加大监督和检查力度，另一方面还需要针对细节性的设备运行状态从具体的参数指标维度进行检验和观察。例如，对于上文所提到的发电机组过热的问题，就需要检修工作人员在日常的检修工作中，通过触摸或测温的方式直接发现电气设备的异常状态。另外，基于日常检验工作中出现的不同类型的故障和问题，还需要检验工作人员做好问题和故障现象严重程度发现区域等数据信息的记录和分析。

这些基础性信息能够为后续的维护检验工作人员的工作开展提供重要的基础依据。而当检验确认具体的故障区域和故障严重程度后，需要安排专业技术人员对具体的故障类型进行进一步的判断和确认，并同步采取针对性的措施进行故障的维修。例如，若发现电气设备在长期运行的过程中，出现了设备功能异常或线路老化的问题，可结合设备使用寿命的具体要求和分界点选择维护保养，或直接更换设备。

上述两种处理措施是效率和质量都具备较好保障的有效措施。而对检验工作中所发现的设备参数异常问题，需要维修检验人员对参数异常的引发原因进行进一步的排查，并结合设备运行和发电的具体需求，对相应的参数指标进行调整和优化，确保将电气设备的运行状态恢复到稳定的水平上。

4.2 应用科学技术手段对典型故障进行针对性处理

若细化具体的故障处理技术可知，常见故障需要维护管理人员通过经验总结和理论知识分析研究找到具有针对性的处理措施。例如，发电机或其他电气设备由于运行时间过长出现过热问题时，需要维护管理工作人员采取针对性的措施对外部过热问题进行处理。比较典型的处理措施包括了密闭式空气冷却措施、氢气冷却措施以及水内冷却措施三种类型。在具体的冷却方法选择方面，需要发电厂的维护管理人员结合不同措施的技术要点和降温效果进行合理的选择。相关技术措施的成本支出额度也是需要考虑的重点因素，最终确保所选择的降温措施在合理性上更进一步的得到保障。

4.3 利用科学的方法保持电压水平的稳定性

对于火力发电厂的电气系统设备来说，不同设备类型的电压指标都有非常严格的参数标准要求。一旦发现电压指标超出固定的范围，则提示电场运行状态已经出现了异常。另外，电压稳定性也是维护管理工作中应当关注的重点指标，关于维持电压水平稳定性的具体措施主要包括以下几个方面。

一是当日常检修维护工作中发现发电机的电压出现稳定性不足的问题，应当立即采取措施对阶段性的电气设备系统运行状态进行调整或作出关闭处理。二是快速派专人对电压稳定性不足的引发原因进行针对性的排查。在切断部分电气设备的电源的同时，还应当本着尽可能保证整体的火力发电厂运行系统正常运行的原则落实相关工作。待维修技术人员找到了引发电压稳定性不足的主要原因后，再及时采取针对性措施做好电压水平的调节，最终将其控制在稳定的合理范围内。图2为火力发电厂电气设备运行中的日常检修维护工作实拍图。

图2 火力发电厂电气设备检修工作实拍图

4.4 加大发电厂整体电气运行线路的检修维护力度

发电厂运行线路的稳定性，对于整个电气设备系统作用的发挥具有非常重要的作用。线路运行过程中，老化问题和线路规划设计的科学性不足问题是导致故障的主要原因。因此，需要在发电厂的线路安全检验和维修工作中，通过合理的线路搭接规划提升发电厂线路运行和设计的合理性，并同步做好日常的线路运行状态检验工作。具体来说，维护管理工作人员可在日常的维修检验工作中，对于线路系统中地线的连接状态进行重点的检查，确保地线连接点位和方式的正确性与适宜性，这是保障具体参与到发电系统运行检修工作人员自身安全的重要环节。

除此之外，针对线路运行开展相应的检修工作时，相关工作人员也需要做好防护设备的佩戴，确保个人的检验维修作业在稳定安全的状态下执行落实。最后，一旦发现线路出现老化或故障的问题，应当由维修技术人员对老化或故障的点位进行针对性的分析和研究，并通过更换老化线路或修复的方式进行线路问题的维修和保养[4]。

4.5 积极引入自动化和智能化的故障预警与处理系统

基于火力发电厂电气系统运行中影响因素的多样性和故障表现的复杂性，为了更加充分全面的完成故障维修和检验的工作，除了依托专业技术人员，用专业的理论知识和工作经验完成日常的检修维护工作外，火力发电厂的管理人员和决策者，还应当积极引入应用一部分具有自动化特征和智能化功能特点的故障问题预警设备，及智能化修复系统发挥故障维修和检验的作用。作为具体参与到智能化系统运行和操作的工作人员来讲，其自身应当认识到自动化和智能化是现阶段火力发电厂故障维修与管理工作的主要发展趋势，并结合火力发电厂的常见故障类型，积极学习智能化故障预警系统和故障修复技术的操作方法，力求充分利用现代化的技术和设备，完成火力发电厂的故障检验和维修工作，这也有利于提高故障检验和维修的质量与效率。

综上所述，对于火力发电厂的运行来讲，电气系统和相关设备的运行状态是影响火力发电厂正常运行的关键环节，从事故障检修和维护的相关技术人员应当结合个人的工作经验，通过不断的理论学习和技术能力的提升，对常见的电气系统故障和问题进行精准的发现，并采取针对性的措施进行故障处理。