山東省煙臺市龍口市東海電廠 張俊超 張 琳

1 引言

火力發(fā)電是現(xiàn)階段發(fā)電技術(shù)中相對來說成熟度更高、應(yīng)用廣泛性更強(qiáng)的一種發(fā)電技術(shù)。在火力發(fā)電廠的運(yùn)行中，電氣設(shè)備是支持火力發(fā)電具體工作落實(shí)執(zhí)行的重要設(shè)備體系?；诎l(fā)電廠工作的持續(xù)性和高能耗特征，火力發(fā)電廠中的電氣系統(tǒng)會在長期應(yīng)用的過程中出現(xiàn)不同類型的故障。結(jié)合具體的故障現(xiàn)象更進(jìn)一步深挖故障引發(fā)的原因，是采取針對性的措施杜絕故障、延長火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)應(yīng)用壽命的科學(xué)路徑。從影響因素方面分析，火力發(fā)電廠出現(xiàn)故障的影響因素與設(shè)備維度的客觀因素，以及電氣系統(tǒng)操作人員的主觀因素都有非常密切的聯(lián)系，需要具體的故障維修人員和系統(tǒng)運(yùn)行管理人員采取針對性的措施進(jìn)行故障的處理，確?；鹆Πl(fā)電廠電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定有序運(yùn)行。

2 火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要意義

2.1 確保火力發(fā)電廠的日常運(yùn)行狀態(tài)保持穩(wěn)定

在火力發(fā)電廠的日常開展工作過程中，電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量水平會直接影響到發(fā)電工作的開展。同時(shí)，也意味著設(shè)備系統(tǒng)的狀態(tài)會直接影響到火力發(fā)電廠正常供能的發(fā)揮。只有核心的電氣系統(tǒng)和相關(guān)的輔助設(shè)備群組在運(yùn)行穩(wěn)定性和自身的質(zhì)量水平上達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行應(yīng)用要求，才能確?；鹆Πl(fā)電廠的常規(guī)工作開展穩(wěn)定有序推進(jìn)落實(shí)[1]。

2.2 有效杜絕火力發(fā)電廠運(yùn)行中的安全隱患

火力發(fā)電廠安全問題在設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的維度以電氣系統(tǒng)的故障和問題為安全問題的典型代表。雖然現(xiàn)階段的火力發(fā)電廠所應(yīng)用的電氣系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備在技術(shù)含量和智能化程度上都獲得了更進(jìn)一步的提升，但電氣系統(tǒng)在發(fā)電過程中屬于損耗性的應(yīng)用狀態(tài)。因此，其設(shè)備發(fā)生故障的概率是相對更大的。另外，部分火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備所在區(qū)域暴露在外部環(huán)境中，導(dǎo)致其運(yùn)行狀態(tài)容易受到外部環(huán)境條件中各方面因素的影響，使其設(shè)備本身的質(zhì)量和運(yùn)行穩(wěn)定性同步受到影響。一旦設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)異常或設(shè)備出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象，則會直接威脅到整個(gè)火力發(fā)電廠的運(yùn)行安全。因此，只有全方位的做好電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和管理，杜絕相關(guān)故障的發(fā)生，才能為整個(gè)火力發(fā)電廠的運(yùn)行安全提供根本性的保障。

3 火力發(fā)電廠的電氣運(yùn)行常見故障與成因分析

3.1 發(fā)電機(jī)組的故障與成因分析

火力發(fā)電廠的規(guī)模在現(xiàn)階段的電力資源供應(yīng)需求背景下也呈現(xiàn)出不斷增大的趨勢。這意味著匹配火力發(fā)電廠運(yùn)行應(yīng)用的電氣系統(tǒng)在整體規(guī)模上也同步需要擴(kuò)大。發(fā)電機(jī)組作為電氣系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)動力環(huán)節(jié)，其本身存在的故障和隱患會直接影響到火力發(fā)電廠的正常運(yùn)行狀態(tài)。

首先，從發(fā)電機(jī)組的角度出發(fā)，進(jìn)行故障和安全隱患的排查是從根本上杜絕電氣系統(tǒng)運(yùn)行故障的重要工作[2]。關(guān)于發(fā)電機(jī)組可能出現(xiàn)的故障問題主要分為以下幾種類型。一是由于電機(jī)的長期運(yùn)行導(dǎo)致其外部溫度過高。若長期持續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)未能得到及時(shí)的緩沖或進(jìn)行關(guān)停處理，還有可能由于溫度過高，使電機(jī)直接出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。二是由于電機(jī)運(yùn)行過程中電壓穩(wěn)定性不足的問題引發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的異常。同時(shí)，電壓穩(wěn)定性不足的問題還會對發(fā)電機(jī)設(shè)備造成一定的損壞，導(dǎo)致電機(jī)設(shè)備在電壓震蕩的情況下出現(xiàn)系統(tǒng)功能異常的現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)還會進(jìn)一步出現(xiàn)更大范圍的負(fù)面影響，導(dǎo)致整個(gè)供電系統(tǒng)出現(xiàn)停滯工作的現(xiàn)象。綜合來講，發(fā)電機(jī)組故障的引發(fā)原因主要是由于長期持續(xù)的運(yùn)行，而未能及時(shí)對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察和維護(hù)造成的。圖1為火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組外觀實(shí)拍圖。

圖1 火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組外觀實(shí)拍圖

3.2 電氣設(shè)備應(yīng)用故障與成因分析

在火力發(fā)電廠的運(yùn)行系統(tǒng)中，電氣設(shè)備包括一次風(fēng)干機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等基本類型。在整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行中，主變壓器是整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的樞紐環(huán)節(jié)。在具體作用發(fā)揮的過程中，主變壓器需要按照6kV、380V 的基礎(chǔ)參數(shù)配置狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，達(dá)到控制電壓、實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的目標(biāo)[3]。不同類型的電氣設(shè)備在基本功能上存在一定的差異，在實(shí)際應(yīng)用中，主要通過聯(lián)動發(fā)揮作用支持整個(gè)火力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行。對于故障維修和排查人員來說，需要其結(jié)合火力發(fā)電廠的供電規(guī)模和電氣系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)從常規(guī)檢查和針對性檢驗(yàn)兩方面入手做好設(shè)備故障的檢驗(yàn)和分析工作。

而在整體的電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，組成系統(tǒng)的獨(dú)立電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是影響火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的核心因素。電氣設(shè)備在應(yīng)用的過程中會出現(xiàn)功能異常的故障有以下兩點(diǎn)。一是由于設(shè)備本身經(jīng)過長期的連續(xù)應(yīng)用，出現(xiàn)了老化或部分核心區(qū)域的功能減退的問題。二是由于設(shè)備的維護(hù)管理工作人員在日常的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)觀察和分析的過程中，缺乏工作責(zé)任心，或工作開展的細(xì)致性導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常的現(xiàn)象發(fā)生后，未能通過日常的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢驗(yàn)和分析工作時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)功能問題或已經(jīng)老化的設(shè)備在火力發(fā)電廠的運(yùn)行系統(tǒng)中發(fā)揮作用時(shí)，必然會導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的狀態(tài)出現(xiàn)問題。

3.3 電氣系統(tǒng)運(yùn)行線路故障與成因分析

電氣系統(tǒng)運(yùn)行中的線路故障主要表現(xiàn)為系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，由于線路功能的異常導(dǎo)致不同設(shè)備在啟用的過程中出現(xiàn)啟動和停止控制狀態(tài)的異常。在火力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，電氣設(shè)備需要結(jié)合發(fā)電工作階段的要求進(jìn)行不同狀態(tài)的啟停設(shè)置。當(dāng)技術(shù)人員按照發(fā)電廠運(yùn)行的實(shí)際需求進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的操作時(shí)，若發(fā)現(xiàn)啟動速度異?；蚱鹜顟B(tài)未能按照發(fā)出的指令進(jìn)行響應(yīng)的情況時(shí)，則可初步判斷是由于線路的問題導(dǎo)致這種異?，F(xiàn)象的發(fā)生。另外，線路問題也會導(dǎo)致開關(guān)啟動和閉合后設(shè)備響應(yīng)的靈敏性出現(xiàn)異常。綜合分析這種異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因，與線路運(yùn)行中的規(guī)劃設(shè)計(jì)合理性不足以及線路長期應(yīng)用過程中的老化問題有直接的關(guān)系。除此之外，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，相關(guān)技術(shù)人員的設(shè)備操作規(guī)范性以及開關(guān)啟停狀態(tài)合理性也是導(dǎo)致這類故障出現(xiàn)的主要原因。

3.4 電氣設(shè)備運(yùn)行中電壓超負(fù)荷故障及引發(fā)原因分析

在火力發(fā)電廠發(fā)電工作任務(wù)量逐步增大的背景下，電氣系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)電壓超負(fù)荷問題的概率也因此而有所加大。另外，上文所述的一部分細(xì)節(jié)線路運(yùn)行狀態(tài)若出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，也會導(dǎo)致其他線路支流的電壓運(yùn)行負(fù)荷有所增大。若電壓負(fù)荷超載的問題是集中在電力資源供應(yīng)的高峰期階段，則發(fā)電廠仍然具備一定的荷載能力。但這種超負(fù)荷現(xiàn)象若長期維持得不到緩解，則會直接影響整個(gè)電氣系統(tǒng)線路的運(yùn)行穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)還可引發(fā)短路或電路熔斷的危險(xiǎn)。這就更需要相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合這方面故障的引發(fā)原因，從細(xì)節(jié)出發(fā)做好電壓水平的控制和整體的電氣運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控，確保電壓超負(fù)荷的問題和故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)、有效處理。

4 火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)故障的有效解決措施

4.1 加大火力發(fā)電廠內(nèi)部電氣系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和檢查力度

在火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，一方面檢驗(yàn)工作人員需要對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性加大監(jiān)督和檢查力度，另一方面還需要針對細(xì)節(jié)性的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)從具體的參數(shù)指標(biāo)維度進(jìn)行檢驗(yàn)和觀察。例如，對于上文所提到的發(fā)電機(jī)組過熱的問題，就需要檢修工作人員在日常的檢修工作中，通過觸摸或測溫的方式直接發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備的異常狀態(tài)。另外，基于日常檢驗(yàn)工作中出現(xiàn)的不同類型的故障和問題，還需要檢驗(yàn)工作人員做好問題和故障現(xiàn)象嚴(yán)重程度發(fā)現(xiàn)區(qū)域等數(shù)據(jù)信息的記錄和分析。

這些基礎(chǔ)性信息能夠?yàn)楹罄m(xù)的維護(hù)檢驗(yàn)工作人員的工作開展提供重要的基礎(chǔ)依據(jù)。而當(dāng)檢驗(yàn)確認(rèn)具體的故障區(qū)域和故障嚴(yán)重程度后，需要安排專業(yè)技術(shù)人員對具體的故障類型進(jìn)行進(jìn)一步的判斷和確認(rèn)，并同步采取針對性的措施進(jìn)行故障的維修。例如，若發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備在長期運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)了設(shè)備功能異?；蚓€路老化的問題，可結(jié)合設(shè)備使用壽命的具體要求和分界點(diǎn)選擇維護(hù)保養(yǎng)，或直接更換設(shè)備。

上述兩種處理措施是效率和質(zhì)量都具備較好保障的有效措施。而對檢驗(yàn)工作中所發(fā)現(xiàn)的設(shè)備參數(shù)異常問題，需要維修檢驗(yàn)人員對參數(shù)異常的引發(fā)原因進(jìn)行進(jìn)一步的排查，并結(jié)合設(shè)備運(yùn)行和發(fā)電的具體需求，對相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，確保將電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)定的水平上。

4.2 應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段對典型故障進(jìn)行針對性處理

若細(xì)化具體的故障處理技術(shù)可知，常見故障需要維護(hù)管理人員通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和理論知識分析研究找到具有針對性的處理措施。例如，發(fā)電機(jī)或其他電氣設(shè)備由于運(yùn)行時(shí)間過長出現(xiàn)過熱問題時(shí)，需要維護(hù)管理工作人員采取針對性的措施對外部過熱問題進(jìn)行處理。比較典型的處理措施包括了密閉式空氣冷卻措施、氫氣冷卻措施以及水內(nèi)冷卻措施三種類型。在具體的冷卻方法選擇方面，需要發(fā)電廠的維護(hù)管理人員結(jié)合不同措施的技術(shù)要點(diǎn)和降溫效果進(jìn)行合理的選擇。相關(guān)技術(shù)措施的成本支出額度也是需要考慮的重點(diǎn)因素，最終確保所選擇的降溫措施在合理性上更進(jìn)一步的得到保障。

4.3 利用科學(xué)的方法保持電壓水平的穩(wěn)定性

對于火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)設(shè)備來說，不同設(shè)備類型的電壓指標(biāo)都有非常嚴(yán)格的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。一旦發(fā)現(xiàn)電壓指標(biāo)超出固定的范圍，則提示電場運(yùn)行狀態(tài)已經(jīng)出現(xiàn)了異常。另外，電壓穩(wěn)定性也是維護(hù)管理工作中應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)指標(biāo)，關(guān)于維持電壓水平穩(wěn)定性的具體措施主要包括以下幾個(gè)方面。

一是當(dāng)日常檢修維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的電壓出現(xiàn)穩(wěn)定性不足的問題，應(yīng)當(dāng)立即采取措施對階段性的電氣設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整或作出關(guān)閉處理。二是快速派專人對電壓穩(wěn)定性不足的引發(fā)原因進(jìn)行針對性的排查。在切斷部分電氣設(shè)備的電源的同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)本著盡可能保證整體的火力發(fā)電廠運(yùn)行系統(tǒng)正常運(yùn)行的原則落實(shí)相關(guān)工作。待維修技術(shù)人員找到了引發(fā)電壓穩(wěn)定性不足的主要原因后，再及時(shí)采取針對性措施做好電壓水平的調(diào)節(jié)，最終將其控制在穩(wěn)定的合理范圍內(nèi)。圖2為火力發(fā)電廠電氣設(shè)備運(yùn)行中的日常檢修維護(hù)工作實(shí)拍圖。

圖2 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修工作實(shí)拍圖

4.4 加大發(fā)電廠整體電氣運(yùn)行線路的檢修維護(hù)力度

發(fā)電廠運(yùn)行線路的穩(wěn)定性，對于整個(gè)電氣設(shè)備系統(tǒng)作用的發(fā)揮具有非常重要的作用。線路運(yùn)行過程中，老化問題和線路規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性不足問題是導(dǎo)致故障的主要原因。因此，需要在發(fā)電廠的線路安全檢驗(yàn)和維修工作中，通過合理的線路搭接規(guī)劃提升發(fā)電廠線路運(yùn)行和設(shè)計(jì)的合理性，并同步做好日常的線路運(yùn)行狀態(tài)檢驗(yàn)工作。具體來說，維護(hù)管理工作人員可在日常的維修檢驗(yàn)工作中，對于線路系統(tǒng)中地線的連接狀態(tài)進(jìn)行重點(diǎn)的檢查，確保地線連接點(diǎn)位和方式的正確性與適宜性，這是保障具體參與到發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行檢修工作人員自身安全的重要環(huán)節(jié)。

除此之外，針對線路運(yùn)行開展相應(yīng)的檢修工作時(shí)，相關(guān)工作人員也需要做好防護(hù)設(shè)備的佩戴，確保個(gè)人的檢驗(yàn)維修作業(yè)在穩(wěn)定安全的狀態(tài)下執(zhí)行落實(shí)。最后，一旦發(fā)現(xiàn)線路出現(xiàn)老化或故障的問題，應(yīng)當(dāng)由維修技術(shù)人員對老化或故障的點(diǎn)位進(jìn)行針對性的分析和研究，并通過更換老化線路或修復(fù)的方式進(jìn)行線路問題的維修和保養(yǎng)[4]。

4.5 積極引入自動化和智能化的故障預(yù)警與處理系統(tǒng)

基于火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)運(yùn)行中影響因素的多樣性和故障表現(xiàn)的復(fù)雜性，為了更加充分全面的完成故障維修和檢驗(yàn)的工作，除了依托專業(yè)技術(shù)人員，用專業(yè)的理論知識和工作經(jīng)驗(yàn)完成日常的檢修維護(hù)工作外，火力發(fā)電廠的管理人員和決策者，還應(yīng)當(dāng)積極引入應(yīng)用一部分具有自動化特征和智能化功能特點(diǎn)的故障問題預(yù)警設(shè)備，及智能化修復(fù)系統(tǒng)發(fā)揮故障維修和檢驗(yàn)的作用。作為具體參與到智能化系統(tǒng)運(yùn)行和操作的工作人員來講，其自身應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到自動化和智能化是現(xiàn)階段火力發(fā)電廠故障維修與管理工作的主要發(fā)展趨勢，并結(jié)合火力發(fā)電廠的常見故障類型，積極學(xué)習(xí)智能化故障預(yù)警系統(tǒng)和故障修復(fù)技術(shù)的操作方法，力求充分利用現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備，完成火力發(fā)電廠的故障檢驗(yàn)和維修工作，這也有利于提高故障檢驗(yàn)和維修的質(zhì)量與效率。

綜上所述，對于火力發(fā)電廠的運(yùn)行來講，電氣系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是影響火力發(fā)電廠正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從事故障檢修和維護(hù)的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn)，通過不斷的理論學(xué)習(xí)和技術(shù)能力的提升，對常見的電氣系統(tǒng)故障和問題進(jìn)行精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)，并采取針對性的措施進(jìn)行故障處理。