发电厂电气运行中常见故障及预防措施

2018-12-06高星

商品与质量 2018年50期

关键词：厂用电励磁定子

高星

国家能源集团准能集团矸石发电公司内蒙古鄂尔多斯 010300

电能作为社会生产和生活中最重要的能源之一，对维持人们的生活秩序和社会经济的稳定运行起着至关重要的作用。电气设备是发电厂的重要组成部分，保证电气设备安全可靠运行对发电厂有着极其重要的意义。

1 发电厂电气运行中常见故障

1.1 厂用电中断故障

全厂停电事故，对电力系统造成很大影响，如低频率、低电压，甚至电压崩溃或频率崩溃等，另外对发电厂内部设备的危害也很大，如汽轮机组，全厂停电后，汽轮机转速到零后长时间未投入盘车，会造成转子弯曲变形。造成厂用电中断的原因：第一，外部因素：电网局部崩溃；线路故障；其他电气故障引起的线路保护动作导致跳机且启备变电源所在节点也因上述原因无法自投。第二，内部因素：厂用快切装置故障；备用电源回路出现故障引起断路器跳闸失电；6KV母线存在明显电气故障，跳开对应工作电源开关同时闭锁厂用快切；启备变故障。

1.2 发电机电压故障

发电厂发送的电能电压是衡量电能质量的重要指标，电压不稳定会对电力用户及发电厂本身构成严重威胁。发电机正常运行时的端电压，容许在额定电压±5%范围内变化，此时发电机的视在功率可以保持在额定值不变。当电压过高时，发电机的励磁电流和磁通密度显著增加，定子铁芯原本就在较高的磁通密度下工作，电压升高，会使铁芯磁通快速进入过饱和状态，使发电机结构部件产生涡流，可能造成局部过热。发电机电压过高的危害：①转子表面和转子绕组温度升高。②定子铁芯温度升高。③造成局部过热。④对定子绕组绝缘产生威胁。当电压过低时，发电机运行将趋于不稳定运行状态，当低于额定电压的90%时，会引起定子铁心的不饱和，若励磁稍有变化，就会引起电压大幅变化。发电机电压过低的危害：①降低发电机运行稳定性，易引起振荡或失步。②定子过电流使绕组温度升高。③厂用电动机转矩降低、出力下降。④发电机有功功率下降。

1.3 发电机集电环和碳刷打火温度过高故障

随着发电机自并励静止励磁方式的增多，目前普遍存在的一个问题是集电环和碳刷打火温度过高。集电环可以说是发电机转子励磁电流的承载体，作为高速滑动的接触部件，在打火的过程中受到碳刷发热的影响，可能会出现温度异常升高，严重时还可能对发电机励磁系统设备造成严重损坏导致停机事故。产生故障的原因主要有：第一，由于通风不良引起的发热。通风不良主要是由于冷却风道堵塞、集电环通风孔堵塞、风扇风量下降等原因导致。第二，由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热。集电环和碳刷是通过相互滑动导通励磁电流的，每个集电环上大约分布着十几只碳刷，由于接触电阻的不同，电流分配的差异，导致集电环和碳刷发热不均。第三，由于机械和摩擦等原因引起的过热。

2 发电厂电气运行中常见故障的预防措施

2.1 厂用电中断的预防措施

为了防止在发生全厂停电事故时导致主设备损坏事故，确保主设备的安全停运，使厂用电恢复后能尽快恢复发电机组的运行，从而将事故损失降至最低限度，发电厂必须要制定相应的预防措施和切实可行的事故处理方案。第一，加强直流系统的运行维护和管理。发生全厂停电和厂用电中断时，直流电源是确保安全停机的唯一电源，因此加强对蓄电池组和直流系统的运行维护管理尤为重要。第二，加强柴油发电机组的运行维护和管理。做好柴油发电机组的巡回检查和定期启动试验，以确保其热备用状态正常。第三，加强继电保护及自动装置的维护管理。做好继电保护及自动装置定期校验、保护定值管理，以防保护拒动、误动扩大事故。第四，合理安排系统的运行方式。母线、厂用系统、公用系统通常都采用正常运行方式，因故改用非正常运行方式时，应事先制定相关应急预案并在工作结束后尽快恢复正常运行方式。

2.2 发电机电压故障的预防措施

电压的稳定对发电厂和用户都至关重要。如果电压过高或过低，既会影响发电机安全稳定运行，又会影响用户的正常使用。然而实际运行中导致电压不稳定的原因有很多，比如机组AVC无功功率目标突变、发电机自动励磁调节器故障等，这使得电压问题的解决更加困难，因此解决这一问题的最佳途径是加强电压监控，消除电压不稳定的状况。如果在日常监控中发现异常电压，应及时查找引起电压不稳定的因素并设法消除直至恢复电压正常。此外，还可以通过安装电压保护装置来实现电压控制，提高电压稳定性。

2.3 发电机集电环和碳刷打火温度过高的预防措施

发电机在运行中，很容易出现集电环和碳刷打火过热的故障，为了保证发电机集电环和碳刷装置的正常运行，减少发电机组的非停次数，提高企业的经济效益，必须制定切实有效的预防措施。第一，定期清理集电环通风道附近的碳粉和灰尘等脏污，清除集电环和碳刷等处的积灰和油污。第二，发电机碳刷在采购时，严把质量关，应使用同一型号、同一厂家、同一批次的合格产品。新碳刷在使用前，应测量每个碳刷的电阻值并将阻值相同的碳刷分别编号存放，在更换碳刷时，必须在同一极集电环上使用相同阻值的碳刷。第三，利用红外测温仪定期测量集电环和碳刷的温度，并做好记录。必要时，用钳形电流表测量碳刷电流，并检查碳刷长度和接触面积。