徐胄

（中國能源建設集團華中電力試驗研究院有限公司，湖南 長沙 412000）

自20世紀80年代起，美國、德國等發(fā)達國家開始重視對火電廠電氣設備的維修，并采取了針對性的檢查方法，旨在確保電氣設備的良好運行，延長其使用壽命。在90年代后期，我國逐步引入西方先進的設備維修技術，且在電力工業(yè)發(fā)展初期，對電氣設備采用了定期維護保養(yǎng)措施。電氣設備作為火電廠運行中的重要構成部分，該設備的運行情況直接關系到火電廠各機組的運行安全與使用壽命；就具體實踐來看，很多火電廠運行過程中都時常出現電氣一次設備故障問題，需要火電廠采取有效的檢測與維修措施來降低設備故障發(fā)生率，以有效提高火電廠各機組運行的可靠性與安全性，并大幅度提高火電廠生產效率。

1 火電廠電氣一次設備故障檢測與維修的意義

現階段，我國火電廠電氣設備故障維護方法較為單一，投入成本較高，主要以故障排除與日常維護為主。針對電氣一次設備的維修，多采用監(jiān)控系統技術，然而由于很多火電廠的經濟條件有限，難以實現比較全面的檢測與維修；加上火電廠各機組均配置了數量眾多的電氣設備，檢測與維修難度較大，這就需要火電廠不斷完善和優(yōu)化電氣故障檢測與維修措施，從而提高檢修質量。以下主要介紹電氣一次設備故障檢修的重點和意義。

1.1 確保火電廠生產過程的安全性

在以往的電力行業(yè)生產過程中，多采用定期檢修與維護的方法來確保電氣設備的正常運行，然而實施效果并不理想，暴露出諸多的弊端，不能有效解決設備故障，導致安全事故和風險頻繁發(fā)生，這就很可能導致火電廠大規(guī)模停產，影響到人民群眾生產生活，甚至會影響到社會秩序的穩(wěn)定。雖然當前很多火電廠進行了機組升級與改造，但沒有配備預警與安全系統，也沒有制定完善的事故響應制度，定期檢測維修方法落后，維修人員專業(yè)技能和工作經驗不足，這些因素都增加了電氣設備故障的發(fā)生率，從而影響到電氣設備的良好運行，增加了火電廠的運營成本。為有效解決上述問題，火電廠必須與時俱進，積極引入先進的檢測技術、維修機制，以大幅度降低電氣設備安全風險，及時對電氣設備缺陷處進行維修，最終確?；痣姀S生產的安全。

1.2 延長電氣設備壽命，節(jié)省成本

在火電廠總運行成本中電氣設備的投資占比很大，且當下電氣設備的維護主要以自動化、信息化手段為主，結合先進信息化技術來對電氣設備使用狀態(tài)、系統終端數據等進行分析，然后依據專業(yè)技術人員的討論結果，將最終檢修建議反饋到維修人員，以便其及時處理存在的故障問題，從而有效提高電氣設備的使用性能與壽命，減少設備的更換頻率，對火電廠的運行成本加以有效控制。

1.3 變壓器的狀態(tài)檢測分析

變壓器是火電廠機組運行中的關鍵設備之一，可實現電壓電平的互聯與能量的傳輸，該設備涉及到多種類型，包括主變壓器、備用變壓器及啟動變壓器等，在使用過程中無需反復拆卸與檢測，不然會損壞到設備主體。通常而言，變壓器在投產5年后需對吊裝外殼進行檢查，之后每10年檢查1次。由于變壓器的故障發(fā)生率相對較高，不僅會影響到火電廠各機組的安全運行，且維修所需的人力、財力投入較多，所以火電廠必須高度重視變壓器的檢修工作，結合變壓器的具體運行狀況，定期對該設備的安全性進行全面評估，從而明確變壓器是否存在安全隱患，并利用先進的檢測設備來精準的找到所需維修的位置，以確保變壓器保持最佳的運行狀態(tài)。

1.4 異步電機狀態(tài)分析

異步電機是火電廠生產中的重要設備，由于該設備的旋轉特性，使之在運行過程中會產生較大的損耗，加上異步電機上應用了大量的零部件，其應用更為復雜，這就大大增加了設備故障的發(fā)生率，極易受到濕氣、雨水、灰塵等外部因素的影響。同時，異步電機的維修在火電廠電氣設備維修中占據絕大部分，投入成本過高，只有多次反復檢查，方可盡早發(fā)現問題，了解異步電機的健康情況，采取針對性的處理措施，以減少故障發(fā)生的可能性。

2 火電廠電氣一次設備的故障檢測與維修方法

2.1 以信號變換為基礎的檢測方法

在火電廠電氣一次設備的故障檢測過程中，可運用基于信號變換的檢測方法，即借助現代數字交換手段來對電氣設備存在的故障信號加以解調與分離，其中小波變換是最為常用的故障檢測方法，如，通過小波變換能夠檢測到電氣設備中故障信號的突出點，再提取電機定子繞組的故障信息，然后對電子電流的變化狀況進行監(jiān)測，以分析是由負載不對稱或是外部負載變化而造成的異常變化，最終找出電氣設備故障位置，幫助相關人員對故障原因進行診斷。

2.2 以人工神經網絡為基礎的檢測方法

針對火電廠電氣一次設備中存在的復雜故障問題，可選擇基于人工神經網絡的檢測方法，該方法還能夠對故障的嚴重程度進行評估。人工神經網絡方式是現階段電力行業(yè)最為廣泛的故障診斷方法，主要是利用相應的傳感器來采集電氣一次設備故障的信號特征，如噪聲、電流及電壓等，再把這些故障特診信號數據進行Fu Liye變換，以頻譜峰值作為人工神經網絡的輸入樣本，本質上就是利用人工神經網絡極強的聯想記憶能力與自學能力，在更短的時間內發(fā)現故障，明確故障位置，找出故障原因。

2.3 發(fā)電機故障檢修方法

發(fā)電機是火電廠各機組運行過程中故障發(fā)生率較高的電氣一次設備，據相關調查發(fā)現：該電氣設備常見的故障問題有：冷水系統漏氫、轉子匝之間發(fā)生短路、碳刷和滑環(huán)故障等，對于這些比較頻繁發(fā)生的故障，檢修人員需要深入剖析不同故障發(fā)生原因，采取對應的處理措施。其中針對冷水系統漏氫的檢修，必須定期使用專門的儀器對發(fā)電機密封蓋是否處于良好的密封狀態(tài)進行檢測，確保氫氣管道沒有明顯斷點，以避免冷卻系統發(fā)生氫氣泄漏問題。

同時，發(fā)電機內部冷卻水質量必須滿足國家相關法律法規(guī)與電力行業(yè)規(guī)范，不斷提高冷卻水的監(jiān)測頻率，進而確保冷卻水的質量。值得注意的是：發(fā)動機內部必須安裝管徑足夠大的冷卻水管道，盡量減少無先決條件的轉角，謹慎考慮是否增加節(jié)流閥或是管道，以防止發(fā)生冷卻水堵塞的情況。針對轉子匝之間短路問題的檢修，應定期檢查發(fā)電機的密閉油系統內部是否干凈整潔，及時處理其中存在的焊渣等金屬顆粒物，從而避免發(fā)電機由于處于連續(xù)低壓運行狀態(tài)而發(fā)生不良回油現象，并避免雜質進入到電機轉子內的空氣循環(huán)管。針對碳刷和滑環(huán)故障的檢修，檢修人員需要對發(fā)電機內部的碳刷和滑環(huán)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并對進氣口過濾器進行定期清潔，做好滑環(huán)底部的防銹工作等。

2.4 變壓器故障檢修方法

針對變壓器的檢修工作，檢修人員可采用紅外測溫儀對變壓器是否存在安全風險進行檢測，例如：變壓器外殼的端部屏蔽層與高低壓電線端子的溫度是否符合相關規(guī)范，若外殼過熱，則可能引發(fā)爆炸問題；箱式變壓器的手壓測是否保持安全距離，高壓線槽內部是否存在雜物；變壓器的抽頭電源是否處于良好的運行狀態(tài)。同時，檢修人員需要對變壓器的小彈簧進行嚴格檢查，分接開關操作的接觸面圖層與接觸狀況，確認分接線是否正常連接、緊固件是否緊固；定期檢修變壓器低壓側公共盒總線的接地導線支架、瓷瓶，避免濕氣或是灰塵大量覆蓋而引發(fā)短路放電情況；定期檢查伴熱電纜是否牢固固定，如果存在松動問題，必須盡快進行加固處理；認真檢查變壓器的接線板長度，不可過長，并全面監(jiān)控箱式變壓器的油溫，避免油進入到控制回路擋板，引發(fā)破裂問題。另外，檢修人員需要結合變壓器的實際運行情況，謹慎使用金屬快速膨脹劑儲油柜，避免由于漏油與特殊變壓器的多點接地而造成變壓器無法正常運行。

2.5 斷路器故障檢修方法

斷路器是保證火電廠各機組安全運行、維護電源線路的電氣一次設備，若該設備出現短路故障，將會主動堵截電路，從而引發(fā)諸多的安全隱患。同時，在火電廠各機組運行期間，很多小細節(jié)的錯誤都可能導致斷路器不能工作，針對部分維修代價高昂、檢修難度較大的高壓斷路器，建議加裝斷路器觸頭壽命評估軟件，以實時計算斷路器分閘次數與分閘電流，并對斷路器的觸頭壽命進行準確評估。另外，為能夠提高斷路器的狀態(tài)檢修質量，可在上述基礎上，增加使用紅外成像與紫外成像方法，即通過光纖測溫或是紅外無線測溫與弧光保護相結合的方式，對真空開關的狀態(tài)進行檢測，從而明確斷路器是否處于良好的運行狀態(tài)。

2.6 隔離開關故障檢修方法

在火電廠電氣設備運行期間，隔離開關是使用次數最多的設備，且該設備的故障發(fā)生率也相對較高。通常而言，若隔離開關的安裝方法不準確、安裝過程中沒有充分打磨接觸面或是未恰當處理鋁筒接觸，均會在火電廠生產過程中造成隔離開關出現接觸不良的現象，這就導致觸電的溫度不正常?；诖耍诟綦x開關的檢測與維修工作中，檢修人員先是收集相關資料，結合既往檢修經驗，對隔離開關常見的故障問題和頻繁發(fā)生故障的問題進行總結，然后在此基礎上，充分掌握隔離開關的制造與安裝過程，采用先進的工藝來對隔離開關的各部位進行科學連接，進一步優(yōu)化設計隔離開關的構造，進而保證其運行的安全性與可靠性。

3 優(yōu)化電氣一次設備檢修工作的措施

3.1 制定科學完善的檢修制度

在火電廠電氣一次設備檢修工作中，為能夠獲得更為理想的工作效果，火電廠應制定科學完善的檢修制度，明確日常檢修、定期檢修工作的原則，始終遵循“安全第一”的原則，保證檢修人員的人身安全，針對已損壞或是超過使用壽命的電氣設備，必須及時更換處理，并加強對電氣一次設備的管理，在技術與設備上進行不斷創(chuàng)新，從而大幅度降低電氣設備故障發(fā)生率。同時，火電廠可通過借鑒和學習國內外優(yōu)秀的電氣一次設備檢修經驗與技術、管理理念與制度，進一步優(yōu)化自身的檢修管理工作。值得注意的是：這些新經驗和技術等不可直接照搬照抄，必須結合自身實際生產情況，做到實事求是。其次，火電廠應明確電氣設備檢修管理工作的責任人，加強對這些檢修管理人員的教育培訓，有效提高其職業(yè)素養(yǎng)，從而確保電氣設備檢修工作的有序開展。另外，火電廠需要健全電氣一次設備的檢修策略，優(yōu)化檢修管理方法，在傳統單一的檢修管理方法上進行創(chuàng)新，摒棄陳舊不合理的檢修管理反復，引入現代化檢修管理方法，制定規(guī)范的檢修管理制度，確保檢修管理工作的合理性、規(guī)范性與強制性，從而對檢修人員的行為進行有效約束，保證電氣一次設備檢修工作高質量開展。

3.2 強化對電氣一次設備的監(jiān)管

在電氣一次設備的檢修工作中，火電廠需要安排專業(yè)技術人員對檢修工作過程全流程進行監(jiān)督，旨在實時掌握設備的檢修狀況，時刻監(jiān)控電氣設備的維修情況，進而確保檢修人員嚴格按照相關規(guī)范開展工作，確保檢修效果。

3.3 提高檢修人員的綜合素質

火電廠應重視對檢修人員的理論知識與技能培訓，確保其有足夠的檢修技術能力，掌握當下最新的檢修理論知識，并具備良好的責任心，能夠在檢修工作中嚴格依據相關制度和標準進行檢修，工作態(tài)度認真嚴謹，不敷衍了事，真正的將檢修工作做到位，從而確保檢修工作的快速有序開展，還能夠保證檢修工作的高質量。

4 結語

綜上所述，在火電廠生產過程中，由于受到人員操作、外部環(huán)境、設備自身等多方面因素的影響，導致電氣一次設備極易出現各種故障問題，這些問題將會嚴重影響到火電廠的安全可靠生產，損害到火電廠的經濟利益與社會利益?；诖?，火電廠必須加強對電氣一次設備故障檢測與維修，采取對應的檢測方法，找出各種故障問題發(fā)生的原因與位置，然后采取有效的維修措施，以盡快解決故障問題；同時需提高檢修人員的綜合素質，制定完善的檢修制度，從而確保檢修工作的效果。