江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司 黃長春

火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中故障原因及應(yīng)對措施淺探

江蘇華電揚(yáng)州發(fā)電有限公司 黃長春

火力發(fā)電是我國最基本的發(fā)電方式，高效的電氣運(yùn)行是影響保障發(fā)電質(zhì)量的重要因素。然而在發(fā)電廠實(shí)際的電氣運(yùn)行中，由于各種原因造成了電氣運(yùn)行的故障，意味著發(fā)電質(zhì)量受到不同程度的影響。本文從故障類型層面分析故障原因，并提出應(yīng)對措施，為現(xiàn)實(shí)的電氣運(yùn)行提供理論借鑒。

發(fā)電機(jī)；電氣運(yùn)行；故障；措施

隨著我國機(jī)電設(shè)備的運(yùn)用發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活的用電需求日益增長?；鹆Πl(fā)電廠承擔(dān)了最重要的發(fā)電責(zé)任，而發(fā)電機(jī)械設(shè)備的有效運(yùn)行提高了我國的總發(fā)電水平，滿足了人民的用電需求，保障了人們生活生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。發(fā)電廠的電氣的穩(wěn)定運(yùn)行，既能保障電廠工作人員的人身安全，又能提高工作效率。然而在現(xiàn)實(shí)的發(fā)電過程中，難免出現(xiàn)故障，這些故障降低了發(fā)電效率，分析故障的發(fā)生原因、提出適當(dāng)?shù)慕鉀Q措施引起了社會(huì)各界的廣泛的關(guān)注，發(fā)電廠的電氣運(yùn)行故障成為了電廠迫切需要解決的重要問題。

1. 對火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的原因分析

1.1 發(fā)電機(jī)高溫故障

火力發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，不能處理好發(fā)電機(jī)周邊環(huán)境以及發(fā)電機(jī)本身溫度控制，容易造成發(fā)電機(jī)溫度超標(biāo)。發(fā)電機(jī)在超長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)下，沒能得到替代休息，而發(fā)電機(jī)本身的銅鐵材質(zhì)也在超長時(shí)間的損耗，損耗的能量沒能轉(zhuǎn)化成電能，而是轉(zhuǎn)換成熱能，造成發(fā)電機(jī)機(jī)身發(fā)熱，溫度過高。而且部分發(fā)電機(jī)存在老化現(xiàn)象，絕緣體通過多次摩擦失去了絕緣電能的作用，加速了發(fā)電機(jī)機(jī)身銅鐵材質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，發(fā)電機(jī)所處在高溫作業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，時(shí)刻需要冷卻系統(tǒng)對發(fā)電機(jī)降溫，當(dāng)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)狀態(tài)存在缺陷，散發(fā)的熱量不能完全的冷卻，更易造成發(fā)電機(jī)溫度上升。

1.2 電氣接地故障

在發(fā)電廠中，為了保護(hù)工作人員的人身安全，通常采取電氣接地的方式，電氣接地的操作是一項(xiàng)有技術(shù)含量的接地操作。隨著我國家庭電子設(shè)備增加，對電力需求加大，加速了電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，過大的電力需求，增加了電力系統(tǒng)的用電負(fù)荷和電壓等級，容易造成電力系統(tǒng)內(nèi)部短路故障。根據(jù)電流分為直流電和交流電的兩種形式，接地故障分為直流接地故障和交流接地故障。直流接地故障指的是由于直流系統(tǒng)內(nèi)部某個(gè)位置出現(xiàn)的短路情況，但仍不影響整個(gè)直流系統(tǒng)的運(yùn)行，這時(shí)候如果工作人員采取不恰當(dāng)?shù)慕拥夭僮?，增加了工作人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。交流接地故障出現(xiàn)原因是由于發(fā)電機(jī)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，部分絕緣體失去保護(hù)作用，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的交流系統(tǒng)出現(xiàn)繞組接觸，或是發(fā)電機(jī)機(jī)身外殼相互接觸，造成交流系統(tǒng)短路。

1.3 備用電源的切換故障

發(fā)電廠對每個(gè)發(fā)電機(jī)都會(huì)準(zhǔn)備備用電源，以防發(fā)電機(jī)電源出現(xiàn)故障，及時(shí)采用備用電源進(jìn)行持續(xù)發(fā)電。而備用電源在啟動(dòng)過程中都是自動(dòng)切換，自動(dòng)切換過程中產(chǎn)生的時(shí)間差是造成備用電源切換故障的主要原因。發(fā)電機(jī)異常斷電后，發(fā)動(dòng)機(jī)并未馬上停止運(yùn)轉(zhuǎn)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)在接入備用電源母線這個(gè)時(shí)間內(nèi)，增加了一個(gè)電源的負(fù)荷，這個(gè)時(shí)間差內(nèi)相當(dāng)于兩個(gè)電源接入發(fā)動(dòng)機(jī)，容易增大發(fā)電機(jī)的電壓，造成高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的異常故障。同時(shí)，我國的高低壓備用電源都是采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，備用電源的數(shù)量受到發(fā)電機(jī)數(shù)量、主接線類型等因素的影響，正確無誤的選擇備用電源的切換，是對發(fā)電機(jī)異常斷電時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)救措施一大挑戰(zhàn)，如果自動(dòng)切換備用電源出現(xiàn)不適應(yīng)，極大的影響了電氣的順利運(yùn)行的。

1.4 電壓值的波動(dòng)故障

電壓值的穩(wěn)定性是保證發(fā)電質(zhì)量的關(guān)鍵。在一般情況下，電壓值是在波動(dòng)的范圍內(nèi)是可控的，在允許范圍內(nèi)電壓波動(dòng)是電壓值穩(wěn)定性的具體表現(xiàn)。然而當(dāng)出現(xiàn)電壓波動(dòng)故障時(shí)，既電機(jī)的電壓值上下波動(dòng)超過允許范圍內(nèi)的額定電壓的5%，容易造成電機(jī)本身發(fā)電異常，影響發(fā)電質(zhì)量。具體而言，當(dāng)電壓值過高，會(huì)增大電機(jī)的轉(zhuǎn)子電子流，加速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子電子流進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)電流溫度升高。當(dāng)電壓值過低，電機(jī)的定子鐵芯運(yùn)轉(zhuǎn)速度減緩，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下會(huì)導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部震蕩，不利于電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行。

2. 火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行故障的對策分析

2.1 采取科學(xué)合理的冷卻方法

發(fā)電機(jī)長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)損耗的能量沒能得到利用，變成了熱量，提高了發(fā)電機(jī)本身的溫度，因此，采取科學(xué)合理的降溫方式，運(yùn)用準(zhǔn)確的冷卻方法，對熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，降低周圍溫度，疏散多余的熱量，保持發(fā)電機(jī)在恒溫的理想狀態(tài)。定期對絕緣材料檢修，出現(xiàn)絕緣材料老化、失效的情況，及時(shí)更換，避免因絕緣材料的運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)生熱量。通常來說，發(fā)電機(jī)冷卻有三種方法：空氣冷卻、氫氣冷卻和水內(nèi)冷卻。每種冷卻方法有其優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合發(fā)電機(jī)的大小、數(shù)量、型號(hào)、性能等特殊情況選擇對應(yīng)的冷卻方法?？諝饫鋮s法是基于環(huán)保安全考慮的方法，具體就是在發(fā)電機(jī)所處的環(huán)境形成封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)與外界空氣隔離，避免因冷卻介質(zhì)與其他介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而造成的環(huán)境污染和安全事故。氫氣冷卻法有較好的冷卻效果，但由于氫氣的危險(xiǎn)系數(shù)較高，易發(fā)生爆炸，因此該冷卻法對人員操作要求高。水內(nèi)冷卻法是一種對大型的發(fā)電機(jī)組有突出的冷卻效果的方法，但對水存量要求高，冷卻之后的水利用是值得思考的問題。

2.2 加強(qiáng)接地線的前期設(shè)計(jì)

接地線保證工作人員人身安全的原理是，利用人體電阻和接地電阻并聯(lián)，利用電阻與電流成反比的原理，保證流經(jīng)人體的電流最小，進(jìn)而保障人員安全。因此，接地線的設(shè)計(jì)尤為重要，接地線的路線類型設(shè)計(jì)，決定著接地電阻的大小，進(jìn)而影響并聯(lián)電路中經(jīng)過人體電阻的電流大小?？茖W(xué)合理的接電地線設(shè)計(jì)，應(yīng)采用環(huán)路式的接地線設(shè)計(jì)，這種類型接地線設(shè)計(jì)，可靠性能高，不僅能減少電壓值，還能降低故障損耗。加強(qiáng)對直流電接地和交流電接地兩系統(tǒng)的報(bào)警保護(hù)，一旦故障，出現(xiàn)接地程序異常，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警程序，人員處理不妥當(dāng)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，使用現(xiàn)代化的手段降低對人身安全的影響。

2.3 定期進(jìn)行發(fā)電設(shè)備的檢修

發(fā)電設(shè)備由于發(fā)熱、短路等各種情況造成內(nèi)部故障，自動(dòng)跳閘系統(tǒng)啟動(dòng)，從而切換至備用電源。即使是切換至備用電源，能保持電氣的持續(xù)運(yùn)行，但切換電源這一過程必定是帶來一定不可避免的損耗，對發(fā)電機(jī)組就是一種損害，這是不能控制的損耗因素。定期檢修發(fā)電設(shè)備成為了一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，電廠的人員必須重視此項(xiàng)基礎(chǔ)工作，從前期準(zhǔn)備階段減低設(shè)備跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。分析發(fā)電設(shè)備跳閘的原因，通常是短路故障造成，若是外部故障，則分析母線短路成因，采取對應(yīng)的解決措施；若是內(nèi)部故障，則分析分析定則繞組接地等短路原因；若是一般的可控制故障，及時(shí)采取設(shè)備維修操作，保持設(shè)備使用固有電源繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，減少使用備用電源的頻率，降低低切換備用電源帶來的突發(fā)電壓升高的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 加強(qiáng)對電壓值監(jiān)視

電壓值的異常波動(dòng)是可控的，必須加強(qiáng)對電壓值波動(dòng)的嚴(yán)密監(jiān)視，即使在我國部分發(fā)電廠中已經(jīng)采用自動(dòng)化技術(shù)對電壓值的穩(wěn)定性進(jìn)行操控，但不可避免的出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰等問題，導(dǎo)致自動(dòng)化程序異常，沒能起到對電壓值實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。因此，強(qiáng)化人為的監(jiān)視作用，才能保證電壓值的波動(dòng)在可視范圍內(nèi)，隨時(shí)進(jìn)行異常狀況的緊急處理。這種嚴(yán)格的監(jiān)視強(qiáng)調(diào)了人的作用，必要時(shí)加強(qiáng)對工作人員的應(yīng)急能力的培訓(xùn)，一旦電壓波動(dòng)異常，可采取切斷部門的負(fù)電荷、拉閘等手段，把電壓值控制在穩(wěn)定范圍內(nèi)，同時(shí)啟用電壓保護(hù)程序，發(fā)揮保護(hù)裝置的作用，避免再次出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的情況。

3. 結(jié)束語

總之，發(fā)電廠的發(fā)電效率的提高，很大程度依賴于人力資源、依賴于科學(xué)技術(shù)。因此加強(qiáng)對電氣運(yùn)行故障的科學(xué)分析，使用現(xiàn)代科技手段降低故障的發(fā)生概率，引起先進(jìn)的發(fā)電機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的發(fā)電管理。電氣化的平穩(wěn)運(yùn)行，要求發(fā)電廠建設(shè)一支技術(shù)豐富的發(fā)電技術(shù)隊(duì)伍，培養(yǎng)技術(shù)人員安全責(zé)任意識(shí)，牢記安全發(fā)電是發(fā)電廠重要的工作原則，既能保證工作人員安心工作，又能促進(jìn)發(fā)電廠更好的發(fā)展。

[1]李濤.淺談火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中的故障及應(yīng)對措施[J].大科技,2013(33).

[2]華鑫.淺談火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中的故障及解決對策[J].科學(xué)之友,2013(2):110-111.

[3]林玲.淺談火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中的故障及解決措施是[J].中國電子商務(wù),2014(14).