火电厂电气运行故障与解决措施研究

雷中霖

（陕西德源府谷能源有限公司）

0 引言

火电厂电气运行故障与解决措施的研究，是保证火电厂稳定安全运行，充分发挥其在电力系统中组成价值的重要基础。火电厂生产运行中，发电、输送、使用等均同时进行，所有环节必须同时作业，若某一环节出现问题，火电厂生产便会面临停产的可能。电气系统作为火电厂运行系统关键组成，因为火电厂电气设备组成复杂，加上高低交互分布，所以增加了电气运行故障定位与检修难度。火电厂的电能储存比较难，对电气设备容量要求严格，同时还需要做好备用准备，多机组联合下形成复杂的电网运行框架，这种情况下，为火电厂电气稳定运行带来更大压力。基于此，加大对火电厂电气运行故障的研究力度，不断提炼故障解决经验，为电气运行与隐患排除提供助力。

1 解决火电厂电气运行故障的重要性

火电厂电气运行故障的出现，威胁火电厂正常生产，影响火电厂社会效益。火电厂生产工序示意图如图1所示，电气运行贯穿火电厂生产全过程，对火电厂安全生产有重要意义。

图1 火电厂生产工序示意图

火电厂电气运行故障与供电效率有直接关系，若工作人员不能迅速定位处理，必然会导致火电厂发电成本增加，并影响供电效率。

电气运行系统中涉及大量电气设备，设备从选型、引入到运行等所有流程，都必须对质量严格要求。但是因为每个流程均涉及大量影响因素，如果不能及时排除电气运行故障，不仅会增加电气运行系统风险，还会带来额外成本支出［1］。

正因为如此，火电厂必须要重视解决电气运行故障，做好日常检修与维护的同时，为电气系统运行构筑安全屏障，做好隐患排查与风险预警工作，保证设备检修与维护策略落地生效，做好电气系统检修与故障解决记录工作，不断提高电气系统故障解决水平。

2 电气运行故障分析及解决策略

2.1 电气运行系统分析

电气运行故障的解决，必须对电气运行系统有全面了解。特别是火电厂电气运行系统设计复杂，对电气主接线的设计流程与电气运行系统流程科学梳理，以此为电气运行故障的分析与解决做好准备工作［2］。如图2所示，为火电厂电气主接线设计与电气系统运行流程示意图，结合图2对电气运行故障解决进行深层次分析。

图2 火电厂电气主接线设计与电气系统运行流程示意图

2.2 电气系统故障与具体解决策略

2.2.1 导线故障与解决

电气系统运行中，导线故障主要包括两种类型，绝缘层短路、导线温度异常。电气系统的正常运行，需要导线连接支撑，因此导线是电气系统的基础组成。导线故障的出现，主要原因分为以下几方面：

（1）导线故障

火电厂电气系统设计复杂，火电厂地理位置特殊，内外部环境因素复杂。导线对应用环境的适应性不足，如过于潮湿环境下，会增加导线受潮风险，并且磨损问题加剧，必然会诱发导线绝缘层失效或脱落，继而电气系统出现短路［3］。如过于干燥环境下，导线绝缘层暴晒或过度风吹等，表层开裂，导线内芯外露，增加火灾风险。火电厂电气系统的长时间运行，导线承受负荷变大，温度异常风险增加，必然会带来不必要的问题。

（2）解决策略

通过对导线故障的分析可以看出，火电厂电气系统运行中，导线的应用环境、日常检查与故障监测排查等非常重要。工作人员具体可从以下角度着手解决：

第一，导线铺设与安装之前，工作人员需对安装区域展开实地勘察，整理导线安装的环境影响因素，在导线安装方案中对不利因素及时规避，并做好绝缘体保护与导线防腐蚀处理，以此达到延长导线使用寿命，增强导线性能的目的。

第二，根据导线铺设方案，设置并安装导线监测与保护装置，随时观察导线状态，对异常处迅速定位并发送预警信号［4］。信号装置依据导线运行负荷参数变化，灵活调整线路运行状态，借此实现导线运行短路故障的有效预防。

2.2.2 电气接地故障与解决

（1）电气接地故障

电气系统中电气接地故障的出现，主要因为接地处理不合理，所以导致电气系统运行发生短路故障。电气系统接地主要为两种方式，其一为直流系统；其二为交流系统。电气系统会根据电阻参数，对电流适当调整，以此为电力系统运行提供支撑。电流值必须控制在合理范围内，以此科学规避电气接地故障。此外，电气接地检查不到位，日常维护不科学，电气设备长时间运行而造成的部件老化等，都会引发电气接地故障。

（2）解决策略

基于火电厂电气系统接地故障实况，对接地线科学规划设计。根据电气设备不同阶段，采取对应的设置方式：

其一，接地保护阶段接地线的设置，需以环路式对设备接地线进行设置，有效调整电压数值，以此保证电气设备运行安全。

其二，设备接地阶段接地线的设置，要求工作人员提前检测电气设备内部，对电气系统实况进行勘察，确保所有部件检查全面，科学排除安全风险。

其三，接地设计阶段接地线的设置，提前做好接地材料检查工作，及时更换接地材料中腐蚀、破损部分，在此基础上，对接地不良问题科学规避。

其四，根据电气接地设置与检修规范，综合考虑电气设备接地设置影响因素，做好日常检修基础上，对熔断、腐蚀等故障科学定位并及时解决，提高电气接地故障解决效率［5］。

2.2.3 发电机发热故障与具体解决策略

（1）发电机发热故障

火电厂电气系统的运行，发电机是关键组成。因为电气系统的长时间工作，发电机负荷增加，不可避免会出现发热现象。但是若不能及时处理，就会导致发电机发热问题加剧，威胁到发电机的运行安全，缩短设备使用寿命。发电机发热故障作为火电厂电气系统常见问题，发电机发热原因多元化。如发电机内部零部件在长期运作下磨损加剧，过大摩擦力的影响必然会引起发电机发热。发电机处于发热的情况下，铁耗与铜耗明显增加，电流随之波动，持续增加发电机运行负荷。电流运转期间产生热能是必然过程，但是若不能对热能及时疏散，就会加剧热能发散速度，威胁发电机运行安全。发电机运行中除机械升温之外，若轴承缺油同样会引起发电机发热，因此针对发电机发热故障，必须客观分析故障原因，随后制定针对性解决方案。

（2）解决策略

发电机过度发热故障的解决，需根据发电机发热实况分析，选择适配的降温处理措施。目前发电机发热冷却常用措施包括三种，以下展开详细研究：

①氢气冷却法

氢气冷却法的应用，主要从减少热量角度出发，帮助发电机有效控制能量损耗。工作人员应用特殊处理方式，将冷却介质进行调整，由氢气替代空气，并且在发动机内设置氢气再冷却器。但是氢气冷却法对操作要求极高，若操作不当必然会带来一系列问题，威胁发动机的运行安全。

②密闭空气冷却

密闭空气冷却方法适用于大型火电厂，并且对环境适应性强。该方法借助封闭循环系统，有效控制冷却介质，特别是与空气接触期间可能存在的污染，保证密闭式空气循环流通，在此基础上，达到科学预防堵塞问题的目的。但是密闭空气冷却方法的应用需要设备支持，因此会增加火电厂经济压力，这方面需要根据火电厂实际情况科学选择。

③水冷却

水冷却方法在发电机发热故障处理中的应用，主要通过构建水冷却系统，将水作为发电机冷却介质，协助发电机有效降温。水冷却方法包括两种类型，其一是湿式冷却，具体包括直流冷却水系统、开式循环冷却水系统；其二是干式冷却，具体为闭式循环冷却水系统。其中直流冷却水系统并非循环应用，以人工、天然冷却池交互应用，所有冷却水均属于单次应用，因此冷却水消耗量比较大。开式循环冷却水系统与闭式循环冷却水系统中的冷却水则可重复循环利用。因为水冷却方法的应用成本比较低，适用于各种类型的火电厂，所以是发电机发热故障冷却处理的首选方法，并且应用前景广阔。

2.2.4 定子端部位置紧固件绝缘磨损故障与解决策略

火电厂电气系统运行中，定子端部位置在设备长时间运行下，紧固件绝缘磨损严重，如果不能及时养护与处理，必然会引发绝缘磨损故障，影响发电机发电效果。尤其是汽轮发电机，定子绕组作为重要组成，必须提高对其绝缘磨损的重视。定子端部位置的紧固件受影响因素比较多，绝缘体磨损会严重缩短紧固件使用寿命，影响定子绕组功能，因此绝缘磨损故障的解决与科学预防至关重要。对于紧固件绝缘磨损故障的处理，首先分析故障出现的原因，随后采取对应的解决措施。若紧固件绝缘磨损故障出现的原因为压簧，及时选择相同规格压簧并更换；若紧固件绝缘磨损故障出现的原因为紧固件，则根据紧固件结构分析，积极优化改造，以此去解决磨损故障，增强紧固件性能。

3 结束语

综上所述，通过对火电厂电气系统运行故障的分析与解决措施梳理，对火电厂电气系统运行的重要性有更准确地理解。火电厂电气运行中故障的解决必须对出现原因与影响因素等详细分析，并采取对应的解决措施。如导线故障的解决，因为导线应用环境复杂，绝缘体失效、表层开裂等原因均会引发其故障，所以解决措施必须从保护绝缘体，科学规划等方面展开。发电机发热故障、定子端部位置紧固件绝缘磨损故障等，都需要以故障出现原因去明确解决方向，借此达到解决电气系统运行故障，提高电气系统运行安全的目的。