棗莊華潤(rùn)紙業(yè)有限公司熱電部 劉言龍 劉鵬超 劉仕通

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也隨之大幅度改善，無論是對(duì)于企業(yè)還是家庭，在其硬件設(shè)施不斷完善的情況下對(duì)電能的需求越來越高，電能輸送的標(biāo)準(zhǔn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定性強(qiáng)、安全性能高、質(zhì)量水平高。電力穩(wěn)定不僅是保障我國(guó)民生大業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，還是國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的原動(dòng)力，發(fā)電機(jī)作為電廠生產(chǎn)運(yùn)作的核心設(shè)備，在電廠建立之初就一直處于運(yùn)行狀態(tài)，長(zhǎng)久的產(chǎn)能消耗會(huì)導(dǎo)致電能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，隨著其散熱功能的消退，發(fā)電機(jī)不斷地受到損害，進(jìn)而引發(fā)一系列安全問題。鑒于此，本篇重點(diǎn)分析了電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的原因，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

1 電廠發(fā)電機(jī)的構(gòu)成及其工作原理

1.1 發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造

發(fā)電機(jī)本質(zhì)上來說就是一種將其它能源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿脑O(shè)備，主要機(jī)械型動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)施有汽輪機(jī)、水輪機(jī)、柴油機(jī)，其工作原理是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將氣流、水流、燃燒產(chǎn)生的熱能通過能量轉(zhuǎn)換設(shè)備轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再由其傳遞至發(fā)電機(jī)、最終形成電能。發(fā)電機(jī)具有應(yīng)用廣、使用性強(qiáng)等特點(diǎn)，其在農(nóng)業(yè)、科技、國(guó)防、家庭等領(lǐng)域都有應(yīng)用，根據(jù)不同的使用領(lǐng)域其工作形式也各不相同[1]。

1.2 發(fā)電機(jī)的工作原理

發(fā)電機(jī)運(yùn)行的理論基礎(chǔ)都是電磁力定律及電磁感應(yīng)定律，這兩種構(gòu)造的運(yùn)行原理是：通過聯(lián)合導(dǎo)電材料和導(dǎo)磁，兩者相互作用產(chǎn)生電磁感應(yīng)，通過其電磁和電路產(chǎn)生電磁功率，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)的主體通常由轉(zhuǎn)子、定子、軸承及端蓋等構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子磁扼或轉(zhuǎn)子磁極、轉(zhuǎn)子鐵芯繞組，護(hù)環(huán)、中心環(huán)、排風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸及滑環(huán)等零部件構(gòu)成，定子是以定子鐵芯為基礎(chǔ)，線包繞組、機(jī)座及其它固定零件聯(lián)合構(gòu)成，軸承及端蓋聯(lián)結(jié)兩者，使得轉(zhuǎn)子能在定子中持續(xù)、穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，達(dá)到切割磁力線的目的，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，其經(jīng)過接線端子流經(jīng)回路最終形成電流[2]。

2 電廠發(fā)電機(jī)的常見故障及解決對(duì)策

2.1 發(fā)電機(jī)碳刷損壞故障及解決對(duì)策

發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，碳刷在連續(xù)的使用中不僅會(huì)出現(xiàn)自然損耗，還會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)問題，任由其發(fā)展會(huì)導(dǎo)致碳刷從電機(jī)主體上脫落，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生火花，另外，不同發(fā)電機(jī)的使用時(shí)間差異及電機(jī)壓簧壓力的不斷增加，會(huì)導(dǎo)致碳刷與滑環(huán)脫離原始接觸點(diǎn)，進(jìn)而造成電流輸送不穩(wěn)定及壓簧受損。造成以上問題的原因有很多[3]。

首先，發(fā)電機(jī)在工作時(shí)其電流強(qiáng)度回隨著電量需求不斷調(diào)整，在這種工作強(qiáng)度下導(dǎo)致卡簧發(fā)生形變，使其與碳刷之間的接觸點(diǎn)發(fā)生位移，任其發(fā)展將產(chǎn)生打火及漏電問題。

其次，碳刷的型號(hào)選擇錯(cuò)誤也會(huì)造成以上問題，碳刷的規(guī)格不同，其產(chǎn)生的電阻值也各不相同，不匹配的電阻值會(huì)阻礙電流的經(jīng)過，進(jìn)而造成出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。

最后，碳刷常年在刷盒內(nèi)進(jìn)行有規(guī)律的擺動(dòng)，難免會(huì)導(dǎo)致刷盒邊緣破損，導(dǎo)致電阻在碳刷與環(huán)繞電子之間產(chǎn)生異常。

以上問題都可通過更換磨損碳刷、壓簧、碳刷盒及選擇合適碳刷型號(hào)等手段解決，同時(shí)也要求檢修人員在作業(yè)時(shí)加強(qiáng)對(duì)碳刷電阻值的檢測(cè)力度，盡量避免以上問題的產(chǎn)生，一旦發(fā)現(xiàn)電阻值異常波動(dòng)，立刻停止作業(yè)、防止發(fā)生漏電事故，此外要經(jīng)常在碳刷合理承壓的情況下測(cè)試卡簧壓力，盡量在廠房?jī)?chǔ)備各種型號(hào)的碳刷以備不時(shí)之需，一旦發(fā)生電刷過熱、電流過載等情況，及時(shí)進(jìn)行維修更換。

2.2 發(fā)電機(jī)機(jī)身溫度異常及解決對(duì)策

冷卻系統(tǒng)失調(diào)會(huì)導(dǎo)致線圈和鐵芯的溫度過高，造成其失調(diào)的原因有氣候因素，如夏季氣溫過高導(dǎo)致冷卻空氣溫度達(dá)不到制冷標(biāo)準(zhǔn)；此外空氣質(zhì)量也是造成該現(xiàn)象的主要問題之一，當(dāng)空氣中浮塵過多、通風(fēng)道濾塵器又未及時(shí)清洗更換，大量的灰塵堆積在發(fā)電機(jī)內(nèi)部引起通風(fēng)道堵塞，嚴(yán)重消弱其制冷功能。對(duì)于封閉式通風(fēng)發(fā)電機(jī)，雖然不存在以上問題，但在其使用過程中，空氣冷卻器的銅管內(nèi)壁及外壁常會(huì)產(chǎn)生沉垢，也會(huì)導(dǎo)致制冷效率降低。另外如發(fā)電機(jī)線圈本身質(zhì)量存在問題，如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子端部線圈的焊接點(diǎn)過多、導(dǎo)致該處電阻突然增大，也會(huì)引發(fā)線圈溫度異常。

檢修人員在發(fā)現(xiàn)溫度異常后，首先應(yīng)檢查空氣冷卻裝置，尤其要檢測(cè)冷卻空氣溫度、風(fēng)道擋板的開合以及濾塵器是否正常。此外，針對(duì)封閉式通風(fēng)電機(jī)還要額外檢查空氣冷卻水的出入口是否通暢，發(fā)現(xiàn)堵塞應(yīng)立即疏通，確保以上措施均實(shí)施到位后，若溫度仍然異常則應(yīng)立刻降低發(fā)電機(jī)的無功負(fù)荷，直至線圈及鐵芯溫度下降至標(biāo)準(zhǔn)水平。

2.3 發(fā)電機(jī)絕緣故障及解決對(duì)策

發(fā)電機(jī)的線圈絕緣體磨損及鐵芯短路均會(huì)造成其內(nèi)部絕緣故障，過度磨損會(huì)造成電壓過強(qiáng)。另外，若其防雷設(shè)施未完善，在雷電多發(fā)的夏季發(fā)電機(jī)極易遭受雷電侵害，長(zhǎng)時(shí)間的鐵芯及線圈溫度異常會(huì)增加線圈絕緣體磨損機(jī)率，使其絕緣性能降低，進(jìn)而引發(fā)絕緣擊穿現(xiàn)象[4]。最后也是最容易忽視的問題，若檢修人員誤將操作部件滯留在發(fā)電機(jī)內(nèi)部、或轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生零部件脫落，如：綁線松動(dòng)打至絕緣線圈造成其損壞。發(fā)現(xiàn)上述問題時(shí)，檢修人員應(yīng)當(dāng)把勵(lì)磁變阻器的阻值調(diào)制最高水平，同時(shí)關(guān)閉勵(lì)磁開關(guān)的遠(yuǎn)方控制系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)，保證此時(shí)發(fā)電機(jī)處于閉電狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行對(duì)應(yīng)的零件檢查和更換。

2.4 自動(dòng)跳閘頻發(fā)及解決對(duì)策

發(fā)電機(jī)異常跳閘的原因總結(jié)起來有以下幾點(diǎn)：發(fā)電機(jī)內(nèi)部零件產(chǎn)生故障，如轉(zhuǎn)子及定子線圈接地、短路等；外部故障、如主線短路，操作人員誤關(guān)閘門；斷路器機(jī)制及保護(hù)裝置過度靈敏，產(chǎn)生誤判操作；絕緣故障引發(fā)的短路情況；過電流造成發(fā)電機(jī)閘。以上情況發(fā)生時(shí)，檢修人員可通過調(diào)整電壓強(qiáng)度、送電頻率等方式對(duì)以上因素進(jìn)行逐一排查，若在排查完畢后跳閘現(xiàn)象仍未消失，而這臺(tái)電機(jī)又必須進(jìn)行送電操作，則可在用電高峰期之后迅速進(jìn)行斷電檢修。

2.5 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消失及解決對(duì)策

發(fā)電機(jī)在工作時(shí)，若勵(lì)磁電流減弱或消失會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消弱，這種現(xiàn)象叫做“失磁”，導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因是勵(lì)磁回路斷線，致使勵(lì)磁回路斷線的因素有很多，包括轉(zhuǎn)子回路斷線、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁線圈斷線、勵(lì)磁機(jī)電樞回路斷線、滅磁開關(guān)誤關(guān)以及變阻器接觸點(diǎn)松動(dòng)等[5]。

當(dāng)在檢修時(shí)確認(rèn)發(fā)電機(jī)故障產(chǎn)生的原因是失去勵(lì)磁時(shí)，工作人員應(yīng)立即將經(jīng)實(shí)踐證明不允許非同期工作的發(fā)電機(jī)解列，同時(shí)保證勵(lì)磁開關(guān)處于閉合狀態(tài)，對(duì)于經(jīng)過實(shí)踐證明允許無勵(lì)磁操作的發(fā)電機(jī)，當(dāng)勵(lì)磁關(guān)閉時(shí)可以減緩解列，允許其在無勵(lì)磁狀態(tài)下工作半小時(shí)，在這段時(shí)間內(nèi)維修人員可同時(shí)操作、消除勵(lì)磁故障。

2.6 發(fā)電機(jī)電壓不穩(wěn)定及解決對(duì)策

電壓是保證電流穩(wěn)定輸送的基礎(chǔ)，維持電壓的穩(wěn)定是電機(jī)檢修人員的基本工作，但在電機(jī)的實(shí)際工作中，電壓不可能總處于一個(gè)固定的數(shù)值，通常會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)電壓的上下5%浮動(dòng)。當(dāng)電壓超過額定范圍時(shí)，即使勵(lì)磁系統(tǒng)仍有效，但其會(huì)加快發(fā)電機(jī)的磨損速度，從而導(dǎo)致機(jī)體溫度過高，加快發(fā)電機(jī)絕緣體損壞機(jī)率；反之，若電壓低于額定范圍會(huì)造成電流輸送不穩(wěn)定，送電功率大幅度降低，使得電廠無法滿足用電人群的基本需求。

電壓不穩(wěn)定不僅會(huì)給發(fā)電機(jī)帶來不可逆轉(zhuǎn)的損害，造成發(fā)電廠的財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)還會(huì)影響民眾的日常用電，因此解決電壓?jiǎn)栴}刻不容緩。在硬件設(shè)施方面，發(fā)電廠可以購(gòu)進(jìn)一批電壓維持裝置來平衡電壓。在綜合軟實(shí)力方面，加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的培訓(xùn)力度，定期對(duì)電壓進(jìn)行檢測(cè)、維修，一旦發(fā)現(xiàn)電壓異常立即排查原因，在日常工作中切實(shí)做到“常檢常修”。

3 提高電廠發(fā)電機(jī)設(shè)備檢修質(zhì)量的措施

3.1 增加電廠設(shè)備檢修維護(hù)次數(shù)

電廠的供電水平直接與氣電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況相關(guān)，而發(fā)電機(jī)作為電氣設(shè)備的核心系統(tǒng)，其日常檢修維護(hù)至關(guān)重要，不僅影響著電廠的經(jīng)濟(jì)效益，還影響著其它用電人員。電廠應(yīng)根據(jù)其日常經(jīng)營(yíng)狀況，結(jié)合當(dāng)?shù)赜秒姼叻迤谝?guī)律，避開用電高峰期，制定合理的檢修計(jì)劃、明確工作目標(biāo)，將檢修守則細(xì)化到檢修人員、檢修部位、檢修時(shí)間，為保證其檢修工作落實(shí)到位，應(yīng)實(shí)行嚴(yán)格的考勤制度，對(duì)于指定的檢修部位制定檢修表格，每完成一項(xiàng)都要由相應(yīng)的人員簽字確認(rèn)，確保之后出現(xiàn)問題，能夠快速通過考勤表找到對(duì)應(yīng)的責(zé)任人，通過這種手段能夠從根本上促進(jìn)工作人員端正工作態(tài)度。

另外，增設(shè)管理部門，設(shè)立以檢修人員為主要構(gòu)成的部門，完善晉升制度，加強(qiáng)對(duì)檢修人員的考核、篩選，以專業(yè)化的檢修人員帶領(lǐng)其他人完善工作水準(zhǔn)，促使其在工作過程中保持專業(yè)、細(xì)心、耐心的工作態(tài)度，強(qiáng)化工作氛圍及團(tuán)隊(duì)精神。與此同時(shí)，對(duì)于新設(shè)備的引進(jìn)，應(yīng)保管好其檢修說明，為日后的檢修工作提供文字指導(dǎo)，從根本上保證檢修工作的專業(yè)化、科學(xué)化、系統(tǒng)化及現(xiàn)代化。在實(shí)際檢修工作中，也要結(jié)合裝備運(yùn)行的實(shí)際情況，針對(duì)其具體問題進(jìn)行實(shí)況分析，結(jié)合檢修說明進(jìn)行策略調(diào)整。

3.2 提升檢修人員的綜合能力

電廠傳送的電壓相較于其它發(fā)電設(shè)備具有高電壓、強(qiáng)電流的特點(diǎn)，其對(duì)于連接電器主線、變壓器、配電裝置、電能轉(zhuǎn)換裝置等基礎(chǔ)設(shè)施的要求都較高于普通水準(zhǔn)。電器設(shè)備的質(zhì)量、發(fā)電器型號(hào)、工人操作水準(zhǔn)等各方面因素出現(xiàn)誤差都會(huì)導(dǎo)致電廠電氣設(shè)備無法安全運(yùn)轉(zhuǎn)，電廠輸送電能的穩(wěn)定性取決于電氣設(shè)備之間的貼合度、精準(zhǔn)度，從宏觀角度看，發(fā)電機(jī)的型號(hào)、性能選擇至關(guān)重要，電氣設(shè)備的采購(gòu)要嚴(yán)格遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；從微觀角度來看，變電站中地線的分布、電阻器的螺絲松動(dòng)、電氣裝置焊接口的穩(wěn)固程度都會(huì)給發(fā)電廠日后的發(fā)展帶來安全隱患，因此，檢修人員應(yīng)在工作中保持敬畏心，端正工作態(tài)度，不放棄每一處檢修細(xì)節(jié)，對(duì)所有裝置的質(zhì)量與維護(hù)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，在嚴(yán)格的檢修體系下，保障電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。

在某種層面上來說，電廠電氣設(shè)備能否高效供電，取決于該廠設(shè)備檢修人員的綜合素質(zhì)。檢修人員作為保障電廠高效運(yùn)行的基礎(chǔ)，增強(qiáng)其專業(yè)水準(zhǔn)、加強(qiáng)其對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施問題的判斷能力，能夠保障電廠在出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)問題時(shí)迅速做出反應(yīng)，并且能夠針對(duì)突發(fā)問題對(duì)癥下藥，在最大程度上減少誤工損失。只有加強(qiáng)其綜合素質(zhì)的提升，才能在日常維護(hù)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)更換破損設(shè)施。針對(duì)線圈解系、碳刷刷盒損壞、碳刷松動(dòng)等微小問題，做到“盡早發(fā)現(xiàn)、盡快更換”，避免因檢修延遲而將小問題拖至大問題，進(jìn)而給電廠帶來不必要的財(cái)產(chǎn)損失，更有甚者則可能會(huì)造成一定的安全隱患，危及工作人員的人身安全。

因此，必須盡快安排檢修人員綜合能力考核，淘汰掉一批能力較低的人員。加強(qiáng)對(duì)考核通過人員的日常培訓(xùn)，與高校合作、聘請(qǐng)教授定期為其進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，或者將其送至檢修水準(zhǔn)較高的工作隊(duì)伍進(jìn)行定期規(guī)培，通過以上辦法，必能全面提升檢修人員的工作水平，進(jìn)而加強(qiáng)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，我國(guó)的電力系統(tǒng)已然在歷年的發(fā)展中走向穩(wěn)定，且具有靈活性、智能化的特點(diǎn)，發(fā)電機(jī)保護(hù)機(jī)制為電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行提供了根本保障，隨著新時(shí)代智能電網(wǎng)及繼電保護(hù)系統(tǒng)的普及，對(duì)發(fā)電機(jī)的性能要求越來越高，從傳統(tǒng)的單一供電功能轉(zhuǎn)變?yōu)楣╇娂泳S穩(wěn)等多元化職能，做好發(fā)電機(jī)的日常維修及保護(hù)是當(dāng)前電廠工作的重點(diǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，提高檢修人員監(jiān)測(cè)水平，切實(shí)做到“常檢常修”，是其長(zhǎng)久運(yùn)轉(zhuǎn)、提升其經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。