火力发电厂电气一次设备常见故障分析

王占彬

摘 要：火力发电是生产电力的重要方式，在火力发电厂内电气一次设备是极其重要的设备类型，例如发电机与电动机等均属于常见的电气一次设备，如果电气一次设备出现故障问题，则会影响到火力厂的正常发电。基于此，分析了火力发电厂电气一次设备常见故障，以期可以为后期电气一次设备故障排查提供有效参考意见，保证火力发电的正常运行。

关键词：火力发电厂;电气一次设备;常见故障

中图分类号：TM621.2                                 文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2022）06-0053-03

0 引言

电气一次设备具体是指直接用于电能生产、电能输送、电能分配以及电能使用的设备类型，属于接触高压设备，可以对高压电起到有效的控制作用。电气一次设备包括发电机、变压器、自动开关、母线、输电线路、绝缘子等，在火力发电厂日常运行过程中这类设备的使用几率较为频繁。如果没有定期针对电气一次设备进行故障排查和分析，很有可能会导致安全隐患问题的出现，给电能生产以及电能使用等各个环节造成不利影响，难以正常发电。电气一次设备包括的类型较多，相关人员需要结合具体设备的类型特点选择相应的故障排查重点，以此来确保能够及时分析出设备所包括的故障问题。

1 电动机常见故障分析

电动机是进行电能转换的设备，可以将电能转化成为机械能，包括直流以及交流两类电动机，在电力系统中交流电机是最为常用的电动机类型。电动机在运行过程中容易出现故障问题，其使用寿命和各种要素均相关，因此需要从多个角度出发对其进行故障排查。电动机一旦出现故障后还会可能导致火灾的出现，例如运行过载、接触不良或者绝缘损坏等都有可能会引发火灾问题。

1.1 電动机引出线故障

电动机引出线以及定子其他的棱角部位在运行过程中容易出现磨损的现象，温度过高会引发烫伤击穿问题，需要对引出线进行重点的故障排查。接线柱在进行焊接时使用的工艺质量水平不高，会引发虚焊问题的出现，导致电动机因发热而受到损伤。侧引线鼻子如果出现强度水平不足的现象容易因疲劳问题而产生断裂现象，或者压接面积不足，则会导致导电的截面积受到影响，在启动电动机时会出现烧损现象。

1.2 电动机轴承故障

电动机的轴承位置也容易出现故障现象，特别是火力发电厂电动机运行频率较高，当电动机运行过度轴承结构极其容易出现润滑不良问题，则会导致轴承难以正常运动[1]。因此需要针对润滑情况进行检查，但是在加入润滑油时不能一味地盲目增加润滑油量，否则加入的润滑油也会引发发热以及烧损问题的出现。对轴承的加热方式和加工工艺进行检查，分析是否存在不合理的现象，否则如果铜保持架始终处于过热的状态，会影响到轴承结构的使用时间。轴承结构安装的过程中需要保证安装作业的质量，观察轴承以及轴承盖两者之间是否存在膨胀间隙，需要保证留好一定间隙，可以避免轴承结构在运行时产生膨胀发热的现象。

1.3 电动机绝缘故障

绝缘故障一直是电动机在故障检查过程中所关注的重点故障问题，一旦出现绝缘故障，极有可能会引发短路和电动机受损的现象。在检查时需要观察匝间绝缘材料或者相间绝缘材料是否处于不良的状态，防止电源放电的问题出现。对转子笼条以及端环位置进行检查，如果发现断裂现象需要立即处理。在使用电动机时不能频繁地开启和关闭电动机，否则端部线圈会因疲劳而引发绝缘损伤现象，或者在频繁开启过程中出现断裂问题，会因发热而出现损伤。在启动发电机时需要针对绝缘情况进行有效测量，避免因绝缘故障而引发后续的问题。

1.4 电动机过热故障

电动机在运行过程中极其容易出现过热的现象，这也是常见的故障问题，引发电动机过热的原因主要包括电压异常、负载异常、电动机短路或者接法错误等。当电源电压处于过高的状态会使铁心出现过热的现象，磁通的提升会使励磁电流分量在短时间内快速增加，会导致绕组出现过热的现象。电压过低则会使绕线同损耗有所上升，这也会使转子绕组出现温度过高的问题。电动机在运行过程中如果过载，其负载功率超过额定要求会使电动机温度过高，在进行故障排查时需要观察负载功率以及电动机的功率要求是否处于匹配的状态，不能盲目对电动机进行拆卸。电动机绕组断路也是引发电动机过热的主要原因，当绕组断路时容易引发三相电流不平衡的问题，如果处于短路状态则电流会有所增加，铜损耗也会上升，会使绕组出现过热或者烧毁的问题。

2 发电机故障

发电机是一种可以将其他能源转化成为电能的电气设备类型。将燃料燃烧或者其他方式所产生的能源转化成为机械能，最后将机械能传送给发电机，发电机会对这些机械能进行转化，使其成为电能。发电机在火力发电厂中应用是极其重要的，但是也容易出现各类不同的故障问题。

2.1 发电机转子匝间短路故障

对转子通风道进行重点检查，观察其内部是否存在微小异物，例如焊渣、金属屑等，如果发现存在异物需要及时针对异物进行清理。保证发电机密封油系统的质量水平，使其能够处于正常运行状态，防止发电机出现进油的现象。要想保证不会出现进油问题，需要使氢气压力处于稳定的状态，不能在低氢压的状态下运行发电机，否则很有可能会出现回流不畅的现象。

2.2 发电机转子滑环、碳刷故障

在进行发电机检查过程中需要对碳刷的质量进行观察，更换碳刷时需要观察其工艺应用情况，同时在发电机运行过程中，需要对碳刷以及转子滑环的温度参数进行监控和检查，如果出现温度异常现象应立即进行故障检查。对滑环的进风滤网进行清理，确保进风口能够处于畅通的状态，保证冷却功能的稳定性，在进行大小修时应当对滑环实施除锈处理和防锈处理，并对滑环沟道进行灰尘清理。

2.3 发电机内冷水系统故障

内冷水系统容易出现故障问题，常见故障为漏氢以及堵塞。相关人员需要观察发电机的上下端盖、密封瓦中分面的密封情况，进行气密试验，如果存在漏氢问题需要进行检查[2]。观察是否存在断开点、裂纹渗漏问题，保证内冷水系统的稳定运行。在内冷水系统中冷水质量也是影响其运行的主要原因，如果冷水的水质存在不合格的问题，极其容易导致内冷水系统内部出现堵塞的问题。因此需要针对内冷水的酸碱值以及含铜含量进行检查，如果发现堵塞问题需要进行及时清理。

2.4 发电机绝缘故障

绝缘破坏主要是由于定子绕组端出现松动现象所导致的，会使绝缘出现磨损的现象，因此需要定期对该部位的紧固情况和磨损问题进行检查。同时对饮水管进行检查，保证其不会存在伤痕问题，观察引水管间是否存在交叉的现象。

3 断路器和隔离开关故障

3.1 断路器故障

断路器是一种常见的开关装置，可以对电流进行关合，包括两种类型的电路器，分别为高压以及低压，但是其界限划分较为模糊，通常会将刚电压在3 KV以上的作为高压断路器。断路器在电能分配过程中有个重要的应用，当出现短路故障或者欠压故障时可以对电路进行自动切断处理。在对电路器故障进行检查时需要针对灭磁开关进行重点检查，观察上方是否存在灰尘以及污垢这一类杂物，同时进行触点烧灼以及动作电压两种检查，避免开关出现误动问题或者拒动问题。在高压电缆送出电路的送出一侧需要设置避雷器，否则很有可能出现开关爆炸的问题。断路器液压系统电磁阀内也容易出现开关故障的现象，例如线路压开关跳闸、氮气储压筒密封破损等均会引发故障问题，会使氮气出现泄漏的现象。同时还需要重点针对六氟化硫密度继电器实施重点检查，观察开关箱以及端子箱是否存在受潮的现象。6 KV开关在检查时需要观察分闸位置的情况，必须要保证机械限位杆位置的准确性，否则很有可能会出现开关闭合问题。

3.2 隔离开关故障

隔离开关是开关装置所需要使用的重要器件，可以对小电流电路进行连通以及切断处理。再进行隔离开关故障检查时，需要对GW4高压隔离开关进行重点检查检查时，需要针对扣合情况进行检修，如果存在调试不良的现象，需要立即处理，否则很有可能会导致瓷瓶出现断顶的现象。

对GW6剪式隔离开关进行检查时需要检查传动机构，如果出现过死点或者自分不良的问题，很有可能会导致自分现象的出现。

对隔离开关轴承位置进行检查，观察其是否出现润滑不良的现象，定期加入润滑油，防止因卡涩问题而出现瓷瓶扭断的问题。

对支持瓷瓶实施质量验收，避免其出现断裂现象，同时对底座的焊接情况进行检查，定期实施红外线检测，根据红外成像数据设置相应的设备台账，监测设备温度，避免因过热而导致设备出现损坏。

在对隔离开关触头进行温度识别时，可以根据接触位置的变色漆情况进行评估，或者可以利用试温片进行检测，观察试温片颜色所出现的变化。隔离开关触头位置也容易产生绝缘子破损的现象，这也是常见的故障问题之一，如果没有进行及时处理会出现更加严重的故障，因此在出现绝缘破损的现象必须要立即停电[3]。

4 变压器故障

变压器是改变交流电压的一种装置，其应用原理为电磁感应，包括线圈以及磁芯所组成，负责电压、电流以及阻抗变换的，也是常用的电气一次设备。变压器是电能输送和分配过程中所需要使用的基础设备，常见的故障包括电路故障、渗油故障等。

4.1 变压器高低压套管故障

变压器高低压套管容易出现渗漏油的问题，渗油故障较为常见，在出现渗油故障后同时还会给周围环境造成污染，出现资源浪费的问题，这会给火力发电厂的运行成本带来影响，增加了火力发电厂的运营压力。高压套管的将军帽密封垫在长期使用过程中如果没有进行更换极其容易出现老化的现象，或者其中会进水，导致受潮问题的出现，变压器末屏接地线也容易出现断裂的问题。在检查过程中应当对套管末屏位置实施检查，针对引出线接线端子位置展开检查，利用红外测温的方式分析其是否出现了异常发热的问题。对检查数据和正常数据进行对比，观察是否存在引线开焊过热的现象，避免出现套管爆炸的问题。需要对其进行适当的维护，测试电容量，评估介质损耗，确保可以及时发现存在的接地不良现象。

4.2 变压器低压侧故障

变压器低压侧也容易出现故障问题，包括绝缘不良以及升高座排污门堵塞等问题。低压侧共箱母线瓷瓶需要进行适当清理，同时还需要观察绝缘支架是否存在杂物，否则如果积攒大量灰尘容易导致放电短路的问题出现。同时还需要检查伴热电缆是否处于固定状态，一旦出现不牢固或者松脱的问题需要对其进行紧固处理。伴热带如果出现弯曲过长的现象也容易引发绝缘不良的问题，需要对其进行重点检查。同时还需要检查母排以及中性点绝缘的具体距离，如果母排属于裸铜排需要在其外部增加绝缘保护措施。低压侧升高座排污门如果出现堵塞的问题会导致排放受到影响，绝缘子会出现积水的现象，需要定期检查防护罩内的放水位置是否存在堵塞问题，如果发现放水存在故障则立即对其进行清理。

4.3 变压器分接开关故障

分接开关触头容易在运行过程中出现氧化的问题，这会导致开关出现故障，除此之外，档位切换区域如果存在接触不良的现象也会引发故障问题，影响分接开关的正常使用。在对开关进行调整和检查时需要利用专业的工具对直流电阻进行检测，观察档位是否处于一致的状态以及档位所在位置。观察分接开关位置的弹簧、触头表面镀层以及具体接触的情况，如果发现引线存在断裂的现象需要立即更换。

4.4 其他故障

变压器还存在其他的故障问题，冷却器的电源、油温闭锁存在问题，则会影响到变压器的正常冷却功能。铁芯出现多点接地现象也会导致故障问题的产生，需要利用接地线下引的方式对其进行处理。同时观察接地线内是不是存在环流的现象，如果环流变化存在异常问题，需要立即处理。观察线圈匝间是否存在短路故障，在针对线圈实施改造时需要观察导线的质量水平，检查导线的绝缘情况，对换位导线质量实施检测，并对其质量检测数据进行记录。

5 结语

科学技术发展速度持续加快，对各类设备进行了改造和升级，有效提高了作业效率，缩短了工作时间，火力发电厂内部所使用电气一次设备也得到了改进，其自动化水平明显提高，提高了生产效率。但是在设备运行过程中也容易出现各种故障问题，不仅会影响到正常生产活动的开展，同时也会使设备质量受到影响，引发安全事故，因此必须要重点针对故障进行排查。在进行故障排查时应当对电动机、发动机、断路器、隔离开关以及变压器进行检查，确保可以发现存在的故障问题，同时还应当针对故障选择合适的解决策略，保证后续电气一次设备的稳定运行。为了能够提高电气故障的处理效果，相关人员还需要重点对故障排查人员进行培训，使其能够形成良好的责任意识，认识到故障排查的意义和重要性。

参考文献

[1] 景万里.解析火力發电厂电气一次设备预防性维护与管理[J].中国设备工程，2022（3）：75-76.

[2] 王娜.火力发电厂电气一次设备故障及排查重点[J].中国高新科技，2021（17）：87-88.

[3] 涂亚翔.浅谈火力发电厂电气一次设备预防性维护管理[J].科技风，2019（36）：155.