热力发电厂设备检修及维护措施分析

郑州新力电力有限公司 卫玉锋

当前，热力发电厂作为重要的能源供应单位，其发电机组、电厂和电气设备的运行效率直接关系到能源的稳定供应和经济的可持续发展。然而，由于设备长时间运行及外界环境等多种因素，故障时有发生。在这种情况下，需要善于分析故障原因，采取合适的解决方法，确保设备的正常运行。

1 火电厂发电机组故障排除的基本原则

在新时期下，火力发电厂的设备检修及维护对于稳定供电和提高发电效率较为重要。然而，设备故障也是不可避免的。在排除发电机组故障时，有几个基本原则需要遵循。第一，要及时发现故障，以避免更大的损失。第二，要快速定位故障原因，以便采取正确的解决方法。对于电气设备故障，应该注意检查电路是否正常，以及电气元件是否损坏。对于火力发电机组故障，应该检查机械部件是否磨损或损坏，以及是否需要更新换代[1]。

2 火电厂发电机组常见电气故障与维修

2.1 强化火电厂发电机组电气系统分析

火电厂发电机组的电气系统主要包括高压线路、调节装置、变压器、发电机和电池系统等部分，如图1所示。这些部分相互协作，共同完成电力的生产和输送。然而，在电气系统的运行中，经常会出现各种故障，如高压线路跳闸、调节装置失灵、变压器故障、发电机出现电气问题等。这些故障不仅会影响火电厂的生产，还可能对电气设备造成严重的损坏[2]。因此，必须采取有效措施来保证电气系统的可靠性和稳定性。对于电气故障的处理，一是快速定位故障点。为此，可以通过运用先进的仪器设备和专业的知识，对电气系统进行全面地检查和分析，找出故障点。二是对电气系统进行定期检查和维护，及时更换老化的电池等关键部件，保证其正常运行。在处理电气故障时，还需要进行养护记录和零部件更换记录，以便及时了解电气设备的运行状况和存在的问题，并采取相应的措施进行处理。同时，还需要加强对高压线路保护、调节装置、变压器保护和发电机保护等重要部分的维护和管理。三是建立科学的管理方式，提高维修操作的管理水平。可以通过建立奖惩机制和工作绩效考核等方式来促进工作的开展，提高故障排查能力和维修水平，保证电气系统的正常运行，并最大限度地减少生产影响。

图1 电气系统

2.2 加强火电厂发电机组电气系统运行、养护记录管理

在日常工作中，需要通过对发电机组的运行记录、故障记录、设备运行情况等数据进行分析和处理，以便及时发现和排除故障，保证发电机组的安全运行。第一，需要对发电机组的运行记录进行精细化管理。通过记录发电机组的运行时间、输出功率、温度指标等数据，可以及时发现异常情况，对发电机组进行调整和维护，避免出现故障。第二，对于故障记录，需要及时记录故障症状、故障点、故障原因等信息，并进行分析，以便在以后的维修中避免类似故障的再次发生。此外，对于设备的使用寿命到期和更换周期，需要制订相应的计划，并在规定的时间内进行更换和维护，以保证发电机组的正常运行。在维护发电机组的过程中，需要对设备进行定期的维护和检测，包括绝缘检测、回路校正、保护等工作，以及直流耐压测验、色谱化验等特殊检测工作。同时，也需要制订安全操作规程，对工作人员进行培训，避免人为故障的发生，并保证故障维修质量。第三，需要建立定期故障排除效率和特殊故障预案，以便在发生故障时能够及时处理，并保证发电机组的安全运行。通过加强火电厂发电机组电气系统运行、养护记录管理，可以更好地保障发电机组的安全运行，提高发电效率，为社会经济发展做出贡献。

3 火电厂设备电气故障的维修步骤和注意事项

在热力发电厂中，火电厂设备电气系统是非常重要的一部分。由于设备故障、线路故障等原因，火电厂设备电气故障的发生是不可避免的。为了确保设备的正常运行，及时采取维修措施是非常必要的。本文就火电厂设备电气故障的维修步骤和注意事项进行分析。在火电厂设备电气故障发生后，第一，查看设备的运行记录，确定故障发生的时间及异常情况。第二，现场监控工作者也要及时观察设备的运行情况，发现异常情况及时上报。根据事故发生的现象及损毁情况的初步分析，可以初步确定故障点和研究方向。此时需要对故障点进行检测和细致分析。在确定故障点后，需要进行绝缘检测。绝缘检测可以确定设备出现故障的原因，及时采取维修措施。如果故障是由于回路接线不良或接触不良引起的，需要进行回路校正，确保回路接线正确。直流耐压试验可以检测设备的绝缘性能。在维修过程中，需要进行直流耐压试验，确保设备的绝缘性能符合要求。色谱化验可以检测设备中的杂质、水分等物质的含量。在维修过程中，需要进行色谱化验，确保设备中的杂质、水分等物质的含量符合要求。在维修过程中，也需要注意人为因素的影响。维修人员需要具备专业知识和丰富的实践经验，确保维修过程中不会引入新的故障。

4 检修实例分析

4.1 主设备状况

4.1.1 汽机、锅炉、发电机状况

第一，汽机各项参数正常，没有发现任何异常情况，运行稳定性得到了充分保障。其中，1#机组采用东方汽轮机厂生产的NZK590-24.2、565、565型超临界汽轮机，设计额定功率为590MW，最大连续功率可达709MW。第二，采用的锅炉为DG2099、25.4-112型号的国产超临界参数变压直流本生型锅炉，各项参数正常，试运行时未出现任何问题。这样的锅炉在发电行业内也是比较先进的。第三，发电机型号为QFSN-599-2-22，由东方电机股份有限公司生产，额定容量为622MVA，额定功率为556MW，额定定子电压为19kV，额定定子电流为18356A，励磁电压为317V，励磁电流为3578A，出厂日期为2021年3月，投产日期为2022年12月29日。发电机经过电气绝缘监督试验和发水压试验，结果均为合格。需要注意的是，主要设备供应商为东方汽轮机厂和东方电机股份有限公司。在设备的检修和维护方面也非常重视，确保每个设备都能得到及时地维护和保养，以保证设备的长期稳定运行。

4.1.2 保护装置状况

所有电气和热工保护装置以及自动装置都已经完全投入使用。发电机接地零序电压保护已经在RCS-985A 和RCS-985B 保护装置屏幕上设置，跳闸的动作设定值为低值7.5V，高值20V，延时0.5s。

4.2 事故经过及处理过程

按照操作程序一步一步地运行了风机、送风机和引风机，操作了电动给水泵，并启动了磨煤机。随后，将自动发电控制系统（AGC）投入使用，并激活了主发变压器（MFT）。在准备好开始发电后，通过网调来打开#1主变高压侧的隔离开关75126。在检查过程中，工作人员发现#1发电机的三相定子绕组绝缘出现问题，电气维护人员对发电机进行检查和修理。此时，#1机组的负荷处于569.67MW水平，主汽压力已达到24.2MPa，给水流量维持在1820t/h，主汽流量维持在1925t/h，燃料总消耗量为225t/h，主汽温度和再热器温度分别为565℃和566℃。然而，当ETS 动作时，汽轮机跳闸，导致发电机跳闸，应立即停止发电机的运行，并对此进行了详细的检查和分析。

4.3 故障分析及处理情况

4.3.1 电气检查分析情况

根据机组发变组保护柜跳闸信号被触发的情况，进行了详细的电气检查分析。第一，发电机定子零序电压过高导致跳闸，动作值为11.99V，高于定值7.5V，动作时间为500ms（延时0.5s），这表明发电机保护系统运行正常，动作正确可靠，符合发电机保护要求。第二，C 相电压明显降低至最低26.47V，A 相电压和B 相电压明显升高，发生单相接地故障，发电机定子线圈C相对地绝缘电阻值为零，这表明故障点在定子线圈中。进一步检查发现，发电机定子线圈A、B相对地绝缘电阻值均超过5GΩ，但C相对地绝缘电阻值为零，说明C相接地故障点在定子线圈中而不是连接线路中。发电机定子线圈C相对A、B相相间绝缘电阻值为6.9MΩ，说明C相接地故障点在第5～7节槽楔附近。进一步检查发现，发电机氢冷器口和出线罩人孔门进入，内窥镜从背部检查发电机端部，未发现异常。而汽轮机高压内缸下半内壁温度为150℃，停运盘车后，对发电机进行抽转子修前电气试验，直流耐压和泄漏电流测试及交流耐压试验，均符合要求。最后，发现#13槽楔第1～7节有不同程度的松动，其中第5～7节松动较严重，这可能导致槽楔位移和定子线圈变形，进而导致接地故障。综上所述，电气检查分析结果表明，单相接地故障点在发电机定子线圈中，可能是由于槽楔松动导致的定子线圈变形所致。需要对#13槽楔进行紧固，并进一步检查和测试发电机定子线圈的绝缘电阻情况，以确保发电机的稳定运行。

4.3.2 故障处理情况

经过分析发现，发电机定子存在接地故障点，造成了电气系统的故障。在紧张的抢修过程中，采用了线棒更换和端部绑扎的方法，成功恢复了电气系统的正常工作。为了确保系统的可靠性，进行了各项试验，包括电气各项试验，检查系统的运行状态。

4.4 事故发生原因及暴露问题

4.4.1 保护动作原因

发电厂出现了一起发电机故障，导致了C相绕组单相接地故障。发电机#1发电机的13槽下层C相线棒出现了主绝缘击穿的问题，导致了C相绕组单相接地故障。这可能是由于发电机#13槽端部层间垫条上的磨损深度达到了1mm，而线棒对地的主绝缘也存在磨损，导致了间隙过大，从而引起了绝缘击穿。而造成这一问题的主要原因是两层间垫条拼接口处存在5mm 的间隙，这使得垫条的固定性不够，导致了位置偏移和松动。同时，在发电机定子C相绕组单相接地故障之前，层间半导体板的拼接头存在空缺，而槽楔也存在松动的情况，这使得层间垫条的固定性更加不稳定。为了防止这种情况再次发生，需要采取相应的保护动作。第一，应该加大对发电机巡检的力度，定期检查发电机的绝缘和垫条的固定情况，及时发现和处理问题。第二，应该加强对层间半导体板的拼接头和槽楔的固定，确保垫条的位置稳定，从而避免发生绝缘击穿的情况。

4.4.2 暴露的问题

初步调查显示，发电行业在质量管理和监管方面还存在着一些薄弱环节，尚需进一步加强。发电机厂家需要严格把关生产工艺，确保产品质量；监造单位需要加强对生产过程的监管，确保生产符合相关标准和规定；检查工作也需要得到进一步加强，确保产品出厂前的质量检查完备。

4.5 防范及整改措施

第一，修复工作需要加强，以确保发电机的正常运行。第二，层间垫条的使用应该得到更加精细地控制。在施工质量方面，需要更加关注细节，以确保整个检修过程的质量。槽楔的选用也需要谨慎，以确保其能够适应不同的工况。第三，紧度的控制也是非常重要的。

5 结语

在新时期热力发电厂的设备检修及维护工作中，电力供应的稳定性是保障设备运行的重要前提。发电机组故障的发生不可避免，因此巡查、故障排除等工作显得尤为重要。在工作中，经验处置具有不可替代的作用。只有不断总结经验，才能更好地应对各种可能出现的情况。同时，安全稳定运行是设备检修及维护工作的根本目标。通过对设备的检修和维护，保证其安全稳定运行，不仅可以延长设备的使用寿命，还可以提高设备的性能和效率。