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        試析火力發(fā)電廠電氣運(yùn)行中故障原因及措施

        2021-12-02 11:57:18內(nèi)蒙古京能雙欣發(fā)電有限公司李彥哲趙海龍謝亞軍
        電力設(shè)備管理 2021年14期
        關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī)故障設(shè)備

        內(nèi)蒙古京能雙欣發(fā)電有限公司 李彥哲 趙海龍 謝亞軍

        火電廠電氣系統(tǒng)包含的內(nèi)容眾多,如主接線、汽輪發(fā)電機(jī)、主變、配電設(shè)備、開關(guān)設(shè)備等,其主要功能是依照電能質(zhì)量要求向電力系統(tǒng)或者負(fù)荷供電?;痣姀S在對電氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置的過程中,應(yīng)該保證供電的安全性和可靠性、做到調(diào)度靈活,同時要求系統(tǒng)具備良好的操作性和調(diào)整性,促進(jìn)供電質(zhì)量的提高。對比水電、風(fēng)電等發(fā)電形式,火電所需要用到的電氣設(shè)備更加復(fù)雜繁瑣,也需要投入更多的精力進(jìn)行維護(hù)?;痣姀S發(fā)電量和發(fā)電效率會受到電氣系統(tǒng)和電氣設(shè)備運(yùn)行的影響,一旦其出現(xiàn)故障會引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)損失,威脅居民用電安全,而一個完善的電氣系統(tǒng)設(shè)置需要經(jīng)過采購、安裝、運(yùn)行、檢修、維護(hù)等環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都需要投入大量的時間和精力。做好火電廠電氣系統(tǒng)的運(yùn)行管理工作,對其中存在的隱患和故障進(jìn)行處理,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高[1]。

        1 火電廠電氣運(yùn)行中故障的原因

        發(fā)電機(jī)溫度過高。為了滿足社會發(fā)展對于電力的需求,火電廠在運(yùn)行中通常都是24小時不停歇,生產(chǎn)強(qiáng)度較大,在運(yùn)行中很容易出現(xiàn)設(shè)備零部件磨損或者老化的問題,這些問題在鐵線和銅線損傷方面表現(xiàn)的尤其明顯。而當(dāng)鐵線和銅線損傷后,會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)溫度的快速升高,繼而對周邊設(shè)備產(chǎn)生不良影響,影響發(fā)電機(jī)組和電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而在溫度無法及時降低的情況下,發(fā)電機(jī)的絕緣層也會受到很大影響,加速老化,長此以往會在發(fā)電機(jī)內(nèi)部形成相應(yīng)的高溫環(huán)境,影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

        設(shè)備接地問題。電氣設(shè)備接地是避免觸電事故的重要手段之一,不管是對于設(shè)備工作人員的人身安全,還是對于電氣設(shè)備的運(yùn)行安全,都有著不容忽視的作用。新的發(fā)展環(huán)境下,火電行業(yè)發(fā)展迅速,電廠用電負(fù)荷也在持續(xù)增長[2],供電電壓等級的提高,使得火電廠電氣運(yùn)行中存在著短路的問題,威脅著電力工作人員和電氣設(shè)備的安全。作為一種常見的電氣故障,接地問題可分為直流接地故障和交流接地故障。如果直流系統(tǒng)在運(yùn)行中,出現(xiàn)了接地問題并不會導(dǎo)致系統(tǒng)短路或者斷器熔斷問題,但是若檢修人員在對接地問題進(jìn)行檢修處理時,缺乏合理的操作則可能引發(fā)系統(tǒng)接地短路,給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。交流接地故障也稱繞組接地故障,主要是繞組受潮或者繞組與電機(jī)外殼接觸所致,會加快絕緣老化的速度,導(dǎo)致?lián)舸┙拥?,影響電氣運(yùn)行的穩(wěn)定性和電力工作人員的安全性。

        備用電源切換故障。火電廠電氣設(shè)備運(yùn)行中,需要設(shè)置相應(yīng)的電源設(shè)備,對各種因素引發(fā)的發(fā)電機(jī)斷電、失電以及損壞問題進(jìn)行防范和控制,保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行?;痣姀S發(fā)電機(jī)運(yùn)行中設(shè)置的備用電源類型眾多,一是柴油發(fā)電機(jī)[3],其能在發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障引發(fā)機(jī)組斷電時自行啟動,確保發(fā)電機(jī)組可實(shí)現(xiàn)安全停運(yùn);二是廠用高壓備用電源,在發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)安全停運(yùn)后,廠用高壓備用電源能為火電廠運(yùn)行提供電力支持;三是蓄電池,主要功能是在確保廠用電停電后針對DCS 系統(tǒng)進(jìn)行緊急供電。發(fā)電廠電氣設(shè)備運(yùn)行中,雖然配備了完善的備用電源,但這些備用電源的性能對比初始電源存在較為明顯的差距。而當(dāng)火電廠母線切換到故障電機(jī)設(shè)備后,需確保備用電源的及時接入,在這個過程中發(fā)電廠電氣設(shè)備的運(yùn)行速度會有所下降,在面對電壓升高問題時無法及時做出反應(yīng),從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)狀態(tài)混亂,影響其運(yùn)行安全。

        電壓值波動故障。火電廠發(fā)電設(shè)備在運(yùn)行的過程中,需有穩(wěn)定電壓環(huán)境作為支撐,要求工作人員能將電壓值的波動控制在一定范圍內(nèi)[4],避免電壓出現(xiàn)過于劇烈波動的情況。而在實(shí)際生產(chǎn)中,如電機(jī)電壓值超出了其自身所能承受的電壓波動范圍則會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)故障,影響發(fā)電的質(zhì)量和效率。一般來講,電壓等級越高發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流越大,而當(dāng)轉(zhuǎn)子電流增加時電動機(jī)散發(fā)的熱量會持續(xù)增大,一旦溫度升高到可控范圍之外很容易引發(fā)相應(yīng)的故障和問題;電壓等級越低發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速越低,同一時間內(nèi)的發(fā)電量越少,并不利于發(fā)電效率的提高。

        2 火電廠電氣運(yùn)行故障的解決措施

        2.1 選擇恰當(dāng)冷卻方法

        火電廠工作人員在面對發(fā)電機(jī)過熱問題時,應(yīng)依照發(fā)電設(shè)備本身的類型和性能特點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)睦鋮s方法,做好問題的防范和應(yīng)對?;痣姀S發(fā)電設(shè)備在長期連續(xù)運(yùn)行的情況下,容易出現(xiàn)溫度過高的問題,要求能結(jié)合具體情況采取有效措施進(jìn)行處理,確保發(fā)熱量能被控制在可接受的范圍內(nèi),保障設(shè)備的運(yùn)行安全。

        在火電長電氣運(yùn)行中較常見且有效的冷卻方式有三種[5],其有著各自的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍,需要工作人員做好選擇:一是水內(nèi)冷卻,水本身是中非常有效的冷卻介質(zhì),吸熱量大,可起到理想的降溫效果,而且原材料易得、成本相對低廉,被很多火電廠用戶發(fā)電機(jī)冷卻處理;二是空氣冷卻,其基本原理是設(shè)置具備良好密封性的循環(huán)冷卻系統(tǒng),做好冷卻介質(zhì)的管理,避免其與空氣直接接觸,確保不會因?yàn)樽枞l(fā)電氣設(shè)備運(yùn)行故障。相比較水內(nèi)冷卻,空氣冷卻的成本較高,適用于對運(yùn)行環(huán)境存在特殊要求的設(shè)備;三是氫氣冷卻,其基本原理是以氫氣為介質(zhì),改善發(fā)電機(jī)通風(fēng)消耗、提高電氣設(shè)備供電效率。不過,氫氣本身具有易燃易爆的特性,在實(shí)際應(yīng)用中需要做好相應(yīng)的安全管理,以免氫氣泄漏引發(fā)安全問題。

        2.2 做好接地設(shè)計工作

        借助科學(xué)的接地設(shè)計,能最大限度地保障工作人員的生命財產(chǎn)安全。接地的基本原理是將人體電阻和接地電阻并聯(lián),這樣在電氣設(shè)備漏電的情況下,流向人體的電流和接地道題的電聯(lián)會成反比,避免觸電事故的發(fā)生。在火力發(fā)電廠中,電力工作人員在安裝電氣設(shè)備時可采用環(huán)路式接地線,這樣即便是設(shè)備在運(yùn)行過程中因?yàn)楣收隙鵁o法正常運(yùn)行,也可通過降低對地電壓的方式來提高電氣設(shè)備運(yùn)行的可靠性,保障設(shè)備的運(yùn)行安全。另外,也可引入先進(jìn)的接地報警系統(tǒng),確保在設(shè)備發(fā)生接地問題時[6]能迅速發(fā)出報警信息,向維修人員提示故障發(fā)生的位置,幫助其對故障進(jìn)行分析和解決,該系統(tǒng)還可在電氣系統(tǒng)日常運(yùn)行維護(hù)中,對系統(tǒng)中存在的各種微小問題進(jìn)行排查,及時對存在的隱患進(jìn)行處理,以此來保證設(shè)備運(yùn)行的安全性。

        以某火電廠為例,在接地設(shè)計中選擇的接地材料為扁鋼帶,規(guī)格為40mm×4mm,同時對土壤進(jìn)行了檢測,因?yàn)樵谕寥浪釅A度過高的情況下可能引發(fā)接地線銹蝕的問題,影響設(shè)備的運(yùn)行安全。從防腐的角度,可在接地線連接箱上涂刷防腐涂料,同時也應(yīng)定期對接地線和周邊環(huán)境進(jìn)行檢查,確保接地線能始終處于干燥通風(fēng)的環(huán)境中,生銹的接地線需要及時更換,保障正常使用。

        2.3 加強(qiáng)設(shè)備檢修維護(hù)

        火電廠運(yùn)行中涉及的機(jī)械設(shè)備數(shù)量眾多,從保障其穩(wěn)定可靠運(yùn)行的角度,需要做好設(shè)備的檢修維護(hù)工作,這也是一項(xiàng)兼具系統(tǒng)性和復(fù)雜性的工作,需要電廠管理層的重視,結(jié)合電廠的實(shí)際情況,構(gòu)建起完善的設(shè)備管理制度,采取有效的措施和方法為制度的執(zhí)行提供可靠支撐。制度中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)權(quán)責(zé)分明,要求工作人員能定期對電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查,管理部門則需要組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行檢修維護(hù),就一些關(guān)鍵設(shè)備如發(fā)電機(jī)組、汽水系統(tǒng)等進(jìn)行排查,保障其運(yùn)行安全,依照制度要求做好記錄。另外,在針對計算機(jī)點(diǎn)驗(yàn)系統(tǒng)或者其他設(shè)備的電氣運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查時不能單純的依賴自動檢驗(yàn)結(jié)果,工作人員需要運(yùn)用自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析和探究,提升對于問題把握的精準(zhǔn)度,提出有效的解決辦法,在保證電氣維修效果的同時,促進(jìn)維修效率的提高[7]。

        2.4 防范電壓不穩(wěn)問題

        對于發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)的問題必須重視起來,因其會在一定程度上縮短發(fā)電機(jī)的使用壽命,影響其使用安全。從實(shí)踐的角度可積極引入相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施,加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視,一旦發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的問題,需要做好發(fā)電機(jī)本身以及各個電氣設(shè)備的檢查工作,如必要可將部分負(fù)荷切斷、確保電壓能恢復(fù)穩(wěn)定。從保證電氣設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行的角度,還必須重視對于電氣保護(hù)裝置的檢修工作,將保護(hù)裝置的作用切實(shí)發(fā)揮出來,促進(jìn)其運(yùn)行可靠性的提高。

        2.5 加強(qiáng)人員素質(zhì)培訓(xùn)

        專業(yè)的技術(shù)人員是確?;痣姀S設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,現(xiàn)階段火電廠雖然引入了先進(jìn)的信息技術(shù)手段,但是并沒有實(shí)現(xiàn)完全的生產(chǎn)自動化,人員在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著不容忽視的作用,工作人員操作的規(guī)范性以及問題處理的有效性,將會直接影響電氣設(shè)備的運(yùn)行效果?;诖?,火電廠想要實(shí)現(xiàn)自身的長足發(fā)展,需切實(shí)做好對于工作人員的培訓(xùn),提升人員的能力和素養(yǎng),確保工作人員能掌握最新的設(shè)備運(yùn)行維護(hù)知識和先進(jìn)的技術(shù)手段,提高電氣設(shè)備運(yùn)行、管理、檢修、維護(hù)的效果,實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行效率和效果的提高,保障設(shè)備的使用安全[8]。

        總之,火電廠電氣運(yùn)行的復(fù)雜程度較高,影響因素眾多,稍有不慎及可能出現(xiàn)故障和問題?;痣姀S管理層需要重視電氣運(yùn)行管理,對電氣運(yùn)行中存在的故障和問題進(jìn)行分析,明確其原因所在,采取有效的應(yīng)對和改善措施,在保障生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高,為社會提供更加優(yōu)質(zhì)的電力能源。相關(guān)人員需時刻關(guān)注電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)問題,做好數(shù)據(jù)信息的收集和反饋,為設(shè)備維修和電氣運(yùn)行管理提供可靠支撐,實(shí)現(xiàn)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

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