吳亞杰

（國能九江發(fā)電有限公司）

0 引言

隨著工業(yè)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，火力發(fā)電廠在全球能源領(lǐng)域中占據(jù)了重要位置，為現(xiàn)代社會提供了穩(wěn)定的電力支持。電氣設(shè)備，作為火力發(fā)電廠中的核心組件，其工作狀態(tài)直接關(guān)系到電廠的運(yùn)行效率和安全性。但電氣設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行中難免會出現(xiàn)老化、磨損等問題，這使得其維護(hù)與檢修顯得尤為關(guān)鍵。面對日益嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)效益的雙重壓力，如何對電氣設(shè)備進(jìn)行高效、精準(zhǔn)的維護(hù)與檢修，確保其持續(xù)、安全的運(yùn)行，已成為火力發(fā)電領(lǐng)域的緊迫問題。

1 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備維護(hù)方法

1.1 監(jiān)測絕緣性能

在火力發(fā)電廠中，電氣設(shè)備的絕緣性能監(jiān)測是至關(guān)重要的維護(hù)環(huán)節(jié)，它為確保設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。首先，應(yīng)選擇合適的絕緣測試儀器，如兆歐表，確保它可以為高電壓和大容量的設(shè)備提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。如圖1所示。

圖1 兆歐表示意圖

開始測試前，確保被測試設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，并與其他系統(tǒng)隔離，以保障操作人員的安全。測試時(shí)，將測量電極與待測設(shè)備的導(dǎo)體部分相連，另一端接地，然后啟動儀器進(jìn)行測試。測試過程中，儀器會向設(shè)備施加一個(gè)已知的直流電壓，并測量流過絕緣層的電流，從而計(jì)算出絕緣電阻值。其次，為確保測試的準(zhǔn)確性，操作人員應(yīng)對儀器進(jìn)行定期的校準(zhǔn)。針對不同的電氣設(shè)備，如變壓器、電纜和母線，應(yīng)選擇合適的測試電壓，并遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。在測試變壓器時(shí)，除了對絕緣電阻進(jìn)行測試，還應(yīng)進(jìn)行介電損耗角測試，這有助于評估絕緣材料的健康狀況。對于高壓電纜，由于其長度較長，建議采用低頻或變頻測試方法，以減少由于電容性負(fù)荷引起的測量誤差。母線的絕緣測試則需要注意線路與地之間以及相鄰線路之間的絕緣性能。再次，在完成測試后，應(yīng)詳細(xì)記錄測試數(shù)據(jù)，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)絕緣性能的任何變化或趨勢。為了進(jìn)一步解釋，以下是火力發(fā)電廠中一些常見電氣設(shè)備的絕緣電阻測量數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 絕緣電阻測量報(bào)告

這些數(shù)據(jù)提供了一個(gè)關(guān)于電氣設(shè)備當(dāng)前絕緣性能的實(shí)際快照，并可以用于與歷史數(shù)據(jù)或其他設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，進(jìn)而判斷設(shè)備的健康狀況。對于測得的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步分析，如采用局部放電檢測、介電頻譜分析等方法，以確定故障的位置和性質(zhì)。最后，對于確認(rèn)的絕緣缺陷或老化，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，如局部處理、更換絕緣材料或增加絕緣距離，確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行［1］。

1.2 調(diào)整保護(hù)參數(shù)

在火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備中，調(diào)整保護(hù)參數(shù)是維護(hù)工作的核心環(huán)節(jié)之一。首先，應(yīng)定期收集和分析電氣設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電流、電壓、功率因數(shù)等，以確定設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷情況?；谶@些數(shù)據(jù)，可以判定現(xiàn)有的保護(hù)參數(shù)是否還適應(yīng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況。為此，操作人員需要熟悉保護(hù)繼電器的工作原理和設(shè)定方法，同時(shí)掌握相關(guān)的電氣理論和知識。其次，調(diào)整過程開始時(shí)，需要將設(shè)備與電網(wǎng)隔離，確保在調(diào)整過程中不會對其他系統(tǒng)造成干擾。然后，使用專用的參數(shù)設(shè)置工具或軟件，登錄到保護(hù)繼電器的控制界面。在此，可以查看當(dāng)前的保護(hù)參數(shù)設(shè)置，并根據(jù)前面分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。例如，如果分析發(fā)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行電流超過了預(yù)設(shè)的保護(hù)電流，則需要相應(yīng)地提高過電流保護(hù)的設(shè)定值。再次，在調(diào)整參數(shù)時(shí)，還需要考慮到設(shè)備與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性。確保在發(fā)生故障時(shí)，距離故障點(diǎn)最近的保護(hù)裝置最先動作，而遠(yuǎn)離故障點(diǎn)的保護(hù)裝置則需要有所延遲，這樣可以最大限度地減少對電網(wǎng)的影響。對于某些特定的保護(hù)功能，如反時(shí)限過電流保護(hù)，還需要根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，設(shè)置合適的時(shí)限曲線。最后，調(diào)整完成后，應(yīng)進(jìn)行模擬測試，驗(yàn)證新設(shè)置的參數(shù)是否能正確響應(yīng)各種故障情況。這通常需要使用模擬故障發(fā)生器和測量儀器，按照預(yù)定的測試方案，模擬各種可能的故障情況，并觀察保護(hù)繼電器的響應(yīng)和動作。只有在確保新的參數(shù)設(shè)置完全滿足實(shí)際運(yùn)行需求后，才能重新將設(shè)備并入電網(wǎng)，并繼續(xù)其正常運(yùn)行。

1.3 清理散熱系統(tǒng)

火力發(fā)電廠的電氣設(shè)備，尤其是那些大功率設(shè)備，其運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量熱量。為確保設(shè)備不會因?yàn)檫^熱而損害，設(shè)備通常配備有散熱系統(tǒng)。對這些散熱系統(tǒng)進(jìn)行有效的清理和維護(hù)，是確保電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵步驟。首先，要對散熱風(fēng)扇進(jìn)行定期的檢查。這包括風(fēng)扇的葉片、電機(jī)、軸承等關(guān)鍵部位。葉片上積累的塵埃和雜物會嚴(yán)重影響風(fēng)扇的工作效率，因此，使用專用的清潔劑和軟布，輕柔地清除葉片上的污漬和塵埃。其次，對于那些采用油冷方式的設(shè)備，油質(zhì)的管理同樣重要。操作人員要定期采集冷卻油樣本，進(jìn)行物理和化學(xué)性質(zhì)的檢測，如油的粘度、酸值、含水量等，以確保油仍然具有良好的冷卻性能。如果檢測結(jié)果顯示油質(zhì)不佳，應(yīng)及時(shí)更換新的冷卻油。在換油過程中，操作人員應(yīng)確保系統(tǒng)內(nèi)的舊油完全排空，同時(shí)，對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行徹底的清洗，去除殘留的油泥和雜質(zhì)。最后，對于那些帶有溫度傳感器的電氣設(shè)備，也需對傳感器進(jìn)行定期檢查和校準(zhǔn)，以確保其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這樣，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的溫度超出正常范圍時(shí)，控制系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理［2］。

2 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修策略

2.1 執(zhí)行周期性診斷檢測

隨著技術(shù)的發(fā)展，周期性診斷檢測已經(jīng)不僅僅是簡單地按時(shí)間表進(jìn)行，而是結(jié)合設(shè)備的具體工作狀態(tài)、使用歷史以及其他關(guān)鍵數(shù)據(jù)來制定診斷計(jì)劃。具體操作時(shí)，第一，確保設(shè)備在完全的停機(jī)狀態(tài)下。在設(shè)備電源完全斷開、并且所有能量存儲元件都處于安全狀態(tài)后，才能進(jìn)一步進(jìn)行操作。利用先進(jìn)的電氣測試儀器進(jìn)行參數(shù)測量。使用電流探測器來監(jiān)測線路中的實(shí)時(shí)電流，利用電壓表確定設(shè)備上的各點(diǎn)電壓值，再利用電阻表對線路的電阻進(jìn)行準(zhǔn)確測定。介電常數(shù)測量器則用于判斷絕緣材料的狀態(tài)，確保其介電性能達(dá)標(biāo)。第二，對電力變壓器進(jìn)行更為詳盡的檢查。除了常規(guī)的電氣參數(shù)測量，還需特別進(jìn)行油樣化驗(yàn)。油樣中的酸值可以反映出油的老化程度；電阻率的測定可以判斷油中是否有雜質(zhì)或水分混入；溶解氣體分析能夠?yàn)槲覀兲峁┳儔浩鲀?nèi)部的健康狀況，例如是否有絕緣破損、放電或短路現(xiàn)象。第三，對于電機(jī)，電機(jī)診斷儀是關(guān)鍵。如圖2 所示。

圖2 電機(jī)診斷儀示意圖

除了電流、電壓等基礎(chǔ)參數(shù)，還需要關(guān)注電機(jī)的啟動電流，判斷啟動時(shí)是否存在異常；監(jiān)測運(yùn)行電流是否穩(wěn)定；溫升測試則幫助判斷電機(jī)內(nèi)部線圈是否過熱或是否存在局部短路。第四，所有的測量與測試數(shù)據(jù)必須進(jìn)行詳細(xì)記錄，并與前次的檢測結(jié)果進(jìn)行對比。技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析設(shè)備的健康狀況、發(fā)現(xiàn)隱患，并據(jù)此制定后續(xù)的檢修計(jì)劃和預(yù)防性措施［3］。

2.2 實(shí)行動態(tài)故障模擬

在電氣設(shè)備檢修領(lǐng)域，動態(tài)故障模擬策略作為一種前沿技術(shù)，為現(xiàn)場技術(shù)人員提供了一個(gè)模擬真實(shí)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種故障場景的平臺。此策略旨在通過模擬手段，提前預(yù)測和識別設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)和隱患，為后續(xù)的深入檢修工作提供方向。第一，選擇專業(yè)的故障模擬軟件工具，這些工具能夠?yàn)楦黝愲姎庠O(shè)備設(shè)置模擬的故障場景。啟動軟件后，將其與被檢設(shè)備相連接，設(shè)備應(yīng)處于非運(yùn)行狀態(tài)以確保安全性。接下來，根據(jù)檢修需求，為目標(biāo)設(shè)備預(yù)置一系列的模擬故障，如過載、短路、過壓、欠壓等。第二，開始模擬后，技術(shù)人員需要實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的響應(yīng)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)模擬斷路器短路時(shí)，應(yīng)觀察其斷開的速度與是否能成功斷開。對于電機(jī)，可以模擬過熱或過載情況，然后觀察電機(jī)的保護(hù)機(jī)制是否啟動，以及啟動的迅速性。第三，對于復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)，動態(tài)故障模擬可以模擬通信故障、控制指令丟失等問題，此時(shí)需要關(guān)注控制系統(tǒng)的備份或冗余機(jī)制是否生效。同時(shí)，技術(shù)人員還需記錄系統(tǒng)在面對故障時(shí)的每一個(gè)操作步驟，確保每一環(huán)節(jié)都沒有遺漏。第四，隨著模擬的進(jìn)行，檢修人員可以使用專用的數(shù)據(jù)分析軟件來處理所得數(shù)據(jù)，該軟件將輔助人員準(zhǔn)確找出設(shè)備的故障點(diǎn)或潛在的問題區(qū)域。一旦發(fā)現(xiàn)問題，技術(shù)人員需對相關(guān)部分進(jìn)行深入檢查，查明問題的根本原因。第五，當(dāng)所有預(yù)設(shè)的模擬故障都完成后，需要對設(shè)備進(jìn)行完整的復(fù)位，確保其回到原始狀態(tài)，以備實(shí)際運(yùn)行。之后，將此次動態(tài)故障模擬的所有記錄整合，形成詳細(xì)的檢修報(bào)告，以供后續(xù)的工作參考。

2.3 施行精準(zhǔn)部件更換

面對火力發(fā)電廠中復(fù)雜的電氣設(shè)備體系，如何確保設(shè)備長期穩(wěn)定、高效的運(yùn)行是每位技術(shù)人員的首要任務(wù)。施行精準(zhǔn)部件更換指的是基于設(shè)備部件的實(shí)際狀況和壽命預(yù)測，精確地確定哪些部件需要更換，從而確保電氣設(shè)備的完整性和可靠性。第一，在開始部件更換之前，需要對設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的部件分析，識別每個(gè)部件的型號、規(guī)格和制造商信息，確保更換的部件與原始部件完全匹配，避免由于部件不匹配而引起的設(shè)備故障。技術(shù)人員還需評估部件的使用環(huán)境，如溫度、濕度、震動等，以確定部件的實(shí)際壽命和更換時(shí)機(jī)。第二，技術(shù)人員應(yīng)使用專業(yè)工具進(jìn)行部件的拆卸，如扳手、螺絲刀、鉗子等，確保在拆卸過程中不會對其他部件造成損傷。在拆卸部件時(shí)，需要注意斷開設(shè)備的電源，并遵循操作規(guī)程，確保人員安全。拆卸完成后，需要對被更換部件的接口和安裝位置進(jìn)行清潔，確保新部件能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)固地安裝。第三，將新部件安裝到相應(yīng)的位置，并確保部件的安裝方向和位置正確，避免由于安裝不當(dāng)而引起的設(shè)備故障。在安裝過程中，技術(shù)人員需按照部件的安裝說明進(jìn)行操作，并確保部件之間的連接緊固，避免部件在運(yùn)行過程中產(chǎn)生位移。第四，完成部件的更換后，技術(shù)人員需對設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行，觀察新部件的運(yùn)行狀態(tài)，確保其與設(shè)備其他部件的協(xié)同工作。試運(yùn)行期間，需要對設(shè)備的工作參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，如電壓、電流、溫度等，確保其在正常范圍內(nèi)運(yùn)行。第五，將此次部件更換的相關(guān)信息記錄在設(shè)備的維護(hù)日志中，包括部件的型號、規(guī)格、更換日期和更換人員等，為后續(xù)的設(shè)備檢修提供參考數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

火力發(fā)電廠電氣設(shè)備的維護(hù)與檢修是確保電廠穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的日新月異，檢修方法和策略也需與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)電廠的實(shí)際需求。未來的工作中，應(yīng)進(jìn)一步探索和優(yōu)化電氣設(shè)備的檢修技術(shù)，確保在滿足生產(chǎn)要求的同時(shí)，提高電氣設(shè)備的可靠性和持久性。