火力发电厂电气运行中故障原因分析及改善措施

2020-12-07葛鑫

魅力中国 2020年8期

葛鑫

（云南大唐国际红河发电有限责任公司，云南开远 661600）

当前社会经济的迅速发展，这对电力的需求量越来越多。因此我国在电厂建设方面十分重视，许多发电厂、电气设备等逐渐被建设，而在电厂电气运行过程中，要求设备管理技术有所进步，实现更高的生产效率。在火力发电厂运行过程中若出现由于故障损坏而导致的不良后果难以控制。所以在火力发电厂中必须重视运行过程中的故障问题，及时发现问题来源并处理妥善，从而保障电力系统的正常运行[1]。

一、火力发电厂电气运行出现故障的原因

（一）发电机电压值超出允许范围

为了保障火力发电厂的电气系统能够正常运行，必须保障电压值在一定范围内，这个范围一般为额定电压的上下5%。若超过该范围，则需要在确保电机容量能够达到稳定状态的情况下让发电气的电机转子实现高速运转。但若在正常情况下，让发电机转子高速运转则会使得转子电流迅速增加，导致机组温度迅速上升，加速了设备的损坏；若电压低于该范围值，那么状态就正好相反。所以在电气运行过程中，必须保障发电机的电压值在允许范围内运行[2]。

（二）发电机升温过高、过快

通常情况下，发电机都应该长期处于运行模式，尤其是各地区的大型发电厂，其运行时间更加持久，由于在日常工作中的高速运转，容易导致发电机升温过高或过快，再加上运行过程中铁、铜等部件的高速工作模式，运转过程中容易将部分机械能转化为热能，促使发电机组的温度迅速升高，若发电机运行部分长期处在高温状态下，会加速老化过程，降低绝缘部分的绝缘性。总的来说，发电机组工作时间过长、冷却系统没有达到良好的工作效果是导致发电机升温过快过高的真正原因，这对电气系统的损害程度非常高[3]。

（三）备用电源出现了异常自动切换现象

在很多发电厂中，为了保障电气系统的正常运行都会配备备用电源，如此当发电机出现异常状况比如失电、断电、电机损坏等情况时，就能利用备用电源及时更替，火力发电机电场所用的备用电源主要是柴油发电机，从而保障发电机组的正常运行。通常来讲，备用电源和本身配备的电源配置与性能都十分相似，若本身电源的母线设备出现任何故障，就可直接利用备用电源接入，当所有设备都处在低速运转模式时，需要备用电源的接入，一旦备用电源接入，其电压会陡然增加，这对电机的正常工作产生了不良影响，若是在起用备用电源时没有做好母线设备的转速控制，无法让电机设备处于正常工作模式，很容易造成电气系统损伤[4]。

（四）存在电气接地问题

电气接地可分为两种类型，分别是交流和直流。由于近十几年来我国对用电量的需求量不断增加，导致了火力发电厂的电负荷急剧上升，由于电压值的不断升高，在受到一定电阻的条件下，就必须提高电流，为了让工作人员的安全问题得到保障，在检查电气设备时必须做到电气接地[5]。

二、火力发电厂电气运行障碍的改善途径

（一）避免出现电压不稳的情况

发电机的电压情况直接影响到电机的使用寿命，发电机电压不稳，会让电机使用寿命大幅降低。而在当前社会科学技术不断发展的条件下，导致发电机电压不稳的原因众多。因此，为了解决这些问题，必须在发电厂的日常工作中对电机进行密切监控，保障运行电压一直处在平稳的运行状态下。若一旦监测到电压不稳，则应及时对电机的运行情况和设备情况进行检查与维护，若有需要还可切断部分负电荷，从而让电压恢复正常状态，或是直接拉下紧急电闸，从而保障整个火力发电厂的安全运行。此外，还可使用其他类型的保护装置来保护电压维持稳定状态，或是利用当前发展较为成熟的保护装置。以上都能避免出现电压不稳的情况而为火力发电厂的运行带来严重损害[6]。

（二）阻止发电机过热，恰当选择冷却方式

发电机在运行过程中肯定会产生大量的热能，热能的主要来源是生产损耗。长时间运行过程中会让各个机械部件都出现发热的情况，发电机的绝缘系统应该长期处于允许温度范围内运行，因此需要将发电机运行过程中产生的热量进行合理排除。通常来说，在处理多余热量时采用的方式包括氢气冷却、水内冷却、密闭式空气冷却等。这三种方式在真正使用时都有各自的优缺点。在气体成分中，氢气属于最轻的气体，它能够明显降低发电机的通风耗损，从而保障发电机效率的稳定提升，可是氢气本身是易燃易炸气体，因此在使用氢气冷却时具有一定的危险性；水内冷却可以让电机设备迅速散热，达到快速的冷却效果，该方式安全可靠，因此在较大或大型的发电机组中会比较依赖于这种方式；密闭式空气冷却需要在封闭的循环系统内完成，这种环境能够让冷却介质与空气之间不发生直接接触，从而缓解了堵塞的情况发生，但是这种方法所需要的生产成本较高，因此当火力发电厂的建设环境非常恶劣时可用该方法。按照火力发电厂的实际情况和建设环境来选择合适的冷却设备，从而达到最佳的冷却效果[7]。

（三）强化设备检修，保障电气设备安全、正常运行

火力发电厂电气运行过程中所使用的电气运行系统和相关的设施设备相当复杂，对这些的维护保养和管理工作也需要系统性的规划来完成，尤其是对火电厂电气设备的维修保养工作，更需要一套健全的制度。火电厂负责人需建立健全整个电厂设备的检修机制，并按照检修机制定期对各设备进行检修和维护，将检修责任落实到个人明确员工工作职责。比如火电厂电气设备的燃气系统、汽水系统、发电机组等设备，火电厂管理部门就需派遣业务能力高、综合素质强的优秀技术人员对这些重要设备进行检修和维护，针对每次检修维护工作的具体情况做好记录分析，以便日后检修维护工作的进一步开展。此外，当前信息技术的快速发展，对各行各业的影响明显增大，火电厂也可利用计算机对其余科技设备和点检系统等进行检修，确保各设备都在正常运行范围内，利用计算机来辅助检修，还能与人工分析的数据进行对比，并将参考数据进行汇总分析，从而提高电气设备故障判断的准确性，从而达到电气设备检修效率的稳定提升，利用计算机来进行检修还能降低工作人员的工作量，让更多工作实现智能化。

（四）科学合理的设计接地线

设计合理的接电线可以保障火电厂电气运行过程中各工作人员的人身安全。这主要是由于接地线可以让接地电阻与人体电阻实现并联，当火电厂电气设备通电以后，流入接地导线的电流和流入人体的电流同他们各自本身的电阻刚好形成反比，若接地线中的电阻偏小，那么通过人体的电流也会偏小，如此就能保障工作人员的人身安全，让工作人员在十分安全的环境下开展相关工作。因此，火力发电厂的电气设备在选择接地装置时可以利用环路式接地线，如此能让对地电压有效降低，从而提升其安全可靠性，若是某一处接地线不能正常开展工作，则可以选择将故障调至较低的水平。此外，还需持续直流电系统和交流系统的可能，如此才能保障电气系统长期处于安全正常的运行状态下，从而避免各类安全事故的存在，火电厂相关工作人员还要对接电系统的报警引起足够的重视，针对火电厂中存在细微的问题做好及时排查，并对问题进行科学理性的分析，提高核电厂的安全系数，避免各大安全事故的存在和发生。