提高燃气电厂电气设备绝缘可靠性的措施分析

梁洪铭

（广东粤电中山热电厂有限公司）

0 引言

电气设备是燃气电厂的核心设备，励磁碳刷室刷架、燃机SFC逆变、发电机、电动机等设备大多处于高强度的运行状态，故相关人员要不断提高设备绝缘的可靠性，通过建立稳定的运行体系，控制设备制造、使用、维护方面的问题，再给予精准、科学的管理，有利于提高燃气电厂电气的功能性。另外，相关人员要保障蒸汽联合循环供热机组的基础功能，从改造、监测两个方向进行优化。

1 温湿度对燃气电厂电气设备绝缘水平的影响

1.1 电气设备绝缘水平概述

电气设备检查的重点是分析绝缘电阻值的变化，通过确定生产制造、交通岗运输、燃气管道设计等要点，这些问题均可能诱发安全、运输不当的隐患，故相关人员要分析出相对湿度、污染等因素对电气设备的影响。同时，电气绝缘水平与电场磁化作用有一定关系，在电场磁化影响下会导致电气设备发热，并且还会受到应力、锈蚀的作用，降低电气设备的绝缘功能。

1.2 温度对电气设备绝缘水平的影响

不同温度和湿度均会影响电气设备的绝缘功能，大多数电气设备处于高湿度环境中，其绝缘电阻值相对较低。干燥环境中，电气设备的绝缘功能就会优于湿度高的环境。因此，相关人员要尽可能控制电气设备的湿度参数，再给予必要的监测与优化，有利于提高电气设备绝缘的可靠性［1］。

2 高电压电气设备监测的必要性

2.1 发现绝缘功能问题

高压电气设备绝缘性能检测试验过程中，相关人员要对设备的运行状态进行分析，结合耐压测试、性能检测等措施进行监控，方便在完成绝缘检测测试的过程中了解设备的运行状态。通过开展绝缘检测测试，分析设备是否存在绝缘功能异常问题，再依此制定科学的处理方案，消除设备运行安全隐患问题。

2.2 促进设施整改

为巩固高压电网工程的正常运行，相关人员要参照已有的管理标准、管理规范恒定电气设备的绝缘标准，尤其是要重视设备种类、电气设备功能、软件配置要求要点，再结合相关技术指标分析电气设备正常运行指标和理论值之间的差距［2］。同时，在设施正常施工过程中，检测人员也需要具备专业的资质，通过了解作业要点、作业运行、质量标准要求，再分析电气设备内部结构框架，提高绝缘检测结果的精准度和专业性。

2.3 提升电气设备安全系数

完成绝缘性能检测分析后，相关人员要将绝缘设计应用至电力网络当中，进而提高供电电路的稳定性。在此过程中，相关人员要分析设备的实际绝缘效果，再从多个角度、多个方向对比数据特征，提高绝缘效果、安全系数综合分析的有效性。另外，相关人员也要分析电阻、电压、电流等指标的变化值，结合必要的分析试验，完成电气设备的组装工程。

3 提高发电机励磁碳刷室刷架绝缘可靠性的方法

电厂长期工作中，励磁碳刷室刷架的功能可能会出现一定变化，特别是装备绝缘水平无法满足相关要求时，就会影响发电机区域的运行状态。但是，励磁碳刷室刷架难免会与外界空气接触，在通风口的作用下接触一定湿度的气体，就会导致碳刷室处于负压状态，影响空气压力的产生，限制了碳刷碳粉的排放。同时，在阴雨条件下，潮湿的水蒸气会集聚在碳刷室内部，此时室内的湿度较高，并且电气设备表面会附着一定灰尘，导致发电机转子、刷架的绝缘指标低于常规值（0.5MΩ）。为了提高励磁碳刷室刷架的绝缘水平，相关人员可事先确定碳刷风道末端的位置，在该位置加设自动窗片，当碳刷室电气设备处于正常运行状态时，自动窗片系统会自动打开，促使室内碳粉排出外界。另外，碳刷室会受到负压状态的影响，在窗片的重力作用下，要强化窗片的监控及管理，避免外界的粉尘、杂质、湿气进入室内。当自动窗片处理后满足绝缘要求，相关人员可结合电气设备的运行标准选择电动式窗叶、风压自动式窗叶组件，可消除传统窗叶不稳定所带来的安全隐患［3］。

4 提高旋转电机绝缘可靠性的方法

旋转电机绝缘在发电机定子长期运行过程中，其绝缘因子、连续云母会受到老化问题的影响，若发电机持续运行时间超过20年，相关人员要考虑做好发电机机组绝缘性能的更新操作，消除绝缘性能方面的问题。因此，相关人员可从以下几方面进行优化：第一，做好旋转电机绝缘在发电机定子装置的老化鉴定，通过必要的试验、分析，在定量、定性的分析管理中进行测试试验，分析介质损失角、增量指标、击穿电压指标以及带电设备是否存在漏电问题等情况。通过结合当地的技术指标，再探讨影响绝缘试验结果的不确定因素，给予静音检查，分析整体电气设备运行情况和击穿率，得到平均击穿电压参数。第二，测旋转电机线棒功能的过程中，相关人员要做好击穿电压分段击穿要求，利用数学处理方式评估整体机组的击穿强度，以小面积电气强度分析大面积强度指标，得到整体机组的绝缘性能。但是，取线棒会随着拔取操作的影响出现一定机械受损问题，这一问题势必会导致试验数据失真，并且部分试验还会受到理论研究和操作经验的限制，所以相关人员要利用物理化学方式评估绝缘状态的变化情况，在控制交流耐压频率的基础上做好充足、系统的研究，提高绝缘可靠性水平［4］。第三，绝缘电阻测量方法应当利用兆欧表对被试验的理念进行管理，通过确定电气设备的绝缘效果，直流电压指标，得到多层绝缘体的性能。在施加直流电压的作用下，会促使部分电流得到吸收，降低了通过电子设备的电流指标，也能让这一指标始终趋于一个相对较为稳定的状态内。因此，相关人员要细致分析出电气设备的绝缘性能，若设备贯穿性能存在一定隐患，那么设备的绝缘电阻性能就会明显降低，此时要利用兆欧表分析电气元件电流的变化状态。比如变电站内针式绝缘子出现了开裂问题时，绝缘电阻的数值就会明显降低，而这一问题可利用兆欧表测试，在准确测量、评估、判断的基础上分析周围环境、温湿度、表面污秽的实际影响，在必要的判断中考虑与发电机运行相关的因素，包括发电机的尺寸、体积以及空气湿度等指标，可准确评估出绝缘电阻参数。完成绝缘参数测量后，相关人员要评估大气、表面污秽对绝缘电阻的实际影响，并做好细致、全面的分析统筹，利用短接电极短路的方式，并连通地面10min以上，促使发电机的剩余电量均得到有效的释放，方便开展其他方面的试验。

5 提高燃机SFC逆变和整流柜绝缘水平的方法

燃机SFC逆变和整流柜也是维系电气设备正常运行的重要组件，故相关人员要了解燃机SFC逆变和整流柜绝缘水平变化与环境变化之间的关系，通过控制柜内的湿度指标，消除柜内电容零件凝露的问题。为了提高整体电气设备的绝缘水平，相关人员要利用接触器连接触点和加热器电源，促进加热器的自动投退。整流柜停止运行时，风机回路的触点就会断开，此时加热器是停止工作的；当整流柜停止运行时，接触点应当立即合上，此时加热器具有除湿的效果（兼用热风机和加热器），并且热风保养型加热器是普通加热器效果的5倍［5］。总之，借助热风保养型加热器提高燃机的绝缘功能，不仅能够优化SFC逆变和整流柜的运行状态，还能避免电容等功率器件凝露问题的不利影响。同时，串联整流柜风机回路也能促使整流风机处于较好的运行状态，确保整体机组的除湿效果和温度始终在相关要求内。

6 提高电源系统绝缘可靠性的措施

大多燃气电厂电源系统使用了6kV、380V或者是保安电源系统。在此过程中，6kV电源系统可自动切换接线方式。通过发送相关指令，在信号传输、信号接收、信号处理的过程中优化LCD信号，确保电源系统的基本参数处于正常的范围内。另外，利用手动合闸操作，可避免合闸闭锁问题的出现，期间要保障380V电源系统的可靠性，在关键区域配置两段保安母线，并对工作、保安、备用、直流、热控、DCS电源的运行状态进行监控，保证整体机组的绝缘功能性。待确保机组的功能性后，促使备用机组处于正常运行状态，可提高机组的绝缘效果［6］。另外，电机接线防雨设计改造也能降低设备的含水量，通过强化金属软管、接线盒口的基本功能，并对关键元器件进行密封加固，减少使用塑料纸包，可避免内部水汽无法散出的问题。通过控制接线盒内的湿度，不仅可进一步提高设备的绝缘性能，还能降低线路短路、电源短路的问题，故相关人员要利用监控技术确定电机接线盒的最佳安装位置，在接线盒配置一个可移动的不锈钢防雨罩，避免内部重要元器件受潮问题的消极影响。

7 提高燃气电厂电气设备绝缘可靠性的检测措施

7.1 耐压实验主回路设计检测

耐压实验可分析出关键电器件的功能性，所以利用耐压实验分析电气设备的绝缘强度，在同一平台中展开工频交流和直流的实验，再给予耐压测试。通过“积木拼接”的方式搭建实验系统，并对电气设备进行装化处理，再使用柱体短路棒技术分析实验接线情况，从而在准确、直观、科学、全面的监控中分析出错误接线的问题，以期消除设备损毁而带来的安全隐患。同时，球间隙是实验系统的测试品的重要措施，故相关人员分析实验展开测试，有利于降低绝缘试品的成本支出。实验操作台要使用ARM微处理器展开高精度的测量工作，此时要使用电机拖动调压方式进行人机交互，通过分析实验数据、实验指标结果，在STM32F103处理器的支持下进行数据统计和数据分析，了解变压器、交流回路、直流电压以及采样结果之间的关系，再将各个元器件的电量呈现到液晶屏上，方便在任务面板中进行压力的调节操作。当通过设备的电压超过常规参数时，可能会导致测量球隙击穿的问题，故此时要记录击穿瞬间的电压值，可方便进行实验的记录与监控，也能方便在必要的校准、测试中分析电压的变化。

7.2 互感器连续监测

互感器连续监测可全面提高各类电气元件的稳定性，也能在预防性监测控制中了解设备的运行状况。因此，相关人员要建立连续监测方案，做好必要的维修统计，降低电气设备检修的难度。第一，要利用全密封及自动化管理降低冷空气、水汽进入室内，在保证装置功能性的过程中了解装置泄漏、绝缘电阻性能方面的问题。第二，利用试验分析装置的局部放电问题，在统计放电量参数的基础上统计局部放电缺陷问题。在全密封改造优化后，要从各个角度分析装置的绝缘电阻、装置损耗情况，以便在串级式电压分析下了解电气设备的工作状态。总之，相关人员要利用可靠的管理措施分析绝缘电子、电气设备的极化指数，得到相关吸收比指标。兆欧表也可评估极化参数和理论值的关系，且该方法不会对设备有任何破坏性影响。完成绝缘电阻的评估分析后，可得到绝缘状况指标。当测得绝缘电阻指标在标准范围内，那么绝缘电阻值并不会出现很大的改变；待测得绝缘电阻的参数后，若绝缘存在介质性缺陷问题时，电气设备必会受到潮气的影响。同时，低电压状态下的绝缘电阻参数也会受到影响，此时相关人员要分析绝缘电阻结果参数，在分析温湿度变化的过程中得到绝缘电阻指标，从而提高互感器的功能性。值得注意的是，相关人员要做好电气设备的更新，尤其是要给予必要的保护、维修和优化，避免绝缘电阻下降异常方面的问题［7］。

8 结束语

综上所述，对燃气电厂进行防护改造后，相关人员要做好设备绝缘水平的分析工作，在消除电气设备故障问题的过程中给予电气设备必要的防护，以期提高关键性电气设备的功能性及稳定性。同时，相关人员要做好电气设备的现场绝缘处理操作，尤其是要控制电气设备内的水汽，提高电气设备运行的可靠性。