火電廠電氣運行故障與解決措施研究

雷中霖

（陜西德源府谷能源有限公司）

0 引言

火電廠電氣運行故障與解決措施的研究，是保證火電廠穩定安全運行，充分發揮其在電力系統中組成價值的重要基礎?；痣姀S生產運行中，發電、輸送、使用等均同時進行，所有環節必須同時作業，若某一環節出現問題，火電廠生產便會面臨停產的可能。電氣系統作為火電廠運行系統關鍵組成，因為火電廠電氣設備組成復雜，加上高低交互分布，所以增加了電氣運行故障定位與檢修難度?；痣姀S的電能儲存比較難，對電氣設備容量要求嚴格，同時還需要做好備用準備，多機組聯合下形成復雜的電網運行框架，這種情況下，為火電廠電氣穩定運行帶來更大壓力?；诖?，加大對火電廠電氣運行故障的研究力度，不斷提煉故障解決經驗，為電氣運行與隱患排除提供助力。

1 解決火電廠電氣運行故障的重要性

火電廠電氣運行故障的出現，威脅火電廠正常生產，影響火電廠社會效益?；痣姀S生產工序示意圖如圖1所示，電氣運行貫穿火電廠生產全過程，對火電廠安全生產有重要意義。

圖1 火電廠生產工序示意圖

火電廠電氣運行故障與供電效率有直接關系，若工作人員不能迅速定位處理，必然會導致火電廠發電成本增加，并影響供電效率。

電氣運行系統中涉及大量電氣設備，設備從選型、引入到運行等所有流程，都必須對質量嚴格要求。但是因為每個流程均涉及大量影響因素，如果不能及時排除電氣運行故障，不僅會增加電氣運行系統風險，還會帶來額外成本支出［1］。

正因為如此，火電廠必須要重視解決電氣運行故障，做好日常檢修與維護的同時，為電氣系統運行構筑安全屏障，做好隱患排查與風險預警工作，保證設備檢修與維護策略落地生效，做好電氣系統檢修與故障解決記錄工作，不斷提高電氣系統故障解決水平。

2 電氣運行故障分析及解決策略

2.1 電氣運行系統分析

電氣運行故障的解決，必須對電氣運行系統有全面了解。特別是火電廠電氣運行系統設計復雜，對電氣主接線的設計流程與電氣運行系統流程科學梳理，以此為電氣運行故障的分析與解決做好準備工作［2］。如圖2所示，為火電廠電氣主接線設計與電氣系統運行流程示意圖，結合圖2對電氣運行故障解決進行深層次分析。

圖2 火電廠電氣主接線設計與電氣系統運行流程示意圖

2.2 電氣系統故障與具體解決策略

2.2.1 導線故障與解決

電氣系統運行中，導線故障主要包括兩種類型，絕緣層短路、導線溫度異常。電氣系統的正常運行，需要導線連接支撐，因此導線是電氣系統的基礎組成。導線故障的出現，主要原因分為以下幾方面：

（1）導線故障

火電廠電氣系統設計復雜，火電廠地理位置特殊，內外部環境因素復雜。導線對應用環境的適應性不足，如過于潮濕環境下，會增加導線受潮風險，并且磨損問題加劇，必然會誘發導線絕緣層失效或脫落，繼而電氣系統出現短路［3］。如過于干燥環境下，導線絕緣層暴曬或過度風吹等，表層開裂，導線內芯外露，增加火災風險?；痣姀S電氣系統的長時間運行，導線承受負荷變大，溫度異常風險增加，必然會帶來不必要的問題。

（2）解決策略

通過對導線故障的分析可以看出，火電廠電氣系統運行中，導線的應用環境、日常檢查與故障監測排查等非常重要。工作人員具體可從以下角度著手解決：

第一，導線鋪設與安裝之前，工作人員需對安裝區域展開實地勘察，整理導線安裝的環境影響因素，在導線安裝方案中對不利因素及時規避，并做好絕緣體保護與導線防腐蝕處理，以此達到延長導線使用壽命，增強導線性能的目的。

第二，根據導線鋪設方案，設置并安裝導線監測與保護裝置，隨時觀察導線狀態，對異常處迅速定位并發送預警信號［4］。信號裝置依據導線運行負荷參數變化，靈活調整線路運行狀態，借此實現導線運行短路故障的有效預防。

2.2.2 電氣接地故障與解決

（1）電氣接地故障

電氣系統中電氣接地故障的出現，主要因為接地處理不合理，所以導致電氣系統運行發生短路故障。電氣系統接地主要為兩種方式，其一為直流系統；其二為交流系統。電氣系統會根據電阻參數，對電流適當調整，以此為電力系統運行提供支撐。電流值必須控制在合理范圍內，以此科學規避電氣接地故障。此外，電氣接地檢查不到位，日常維護不科學，電氣設備長時間運行而造成的部件老化等，都會引發電氣接地故障。

（2）解決策略

基于火電廠電氣系統接地故障實況，對接地線科學規劃設計。根據電氣設備不同階段，采取對應的設置方式：

其一，接地保護階段接地線的設置，需以環路式對設備接地線進行設置，有效調整電壓數值，以此保證電氣設備運行安全。

其二，設備接地階段接地線的設置，要求工作人員提前檢測電氣設備內部，對電氣系統實況進行勘察，確保所有部件檢查全面，科學排除安全風險。

其三，接地設計階段接地線的設置，提前做好接地材料檢查工作，及時更換接地材料中腐蝕、破損部分，在此基礎上，對接地不良問題科學規避。

其四，根據電氣接地設置與檢修規范，綜合考慮電氣設備接地設置影響因素，做好日常檢修基礎上，對熔斷、腐蝕等故障科學定位并及時解決，提高電氣接地故障解決效率［5］。

2.2.3 發電機發熱故障與具體解決策略

（1）發電機發熱故障

火電廠電氣系統的運行，發電機是關鍵組成。因為電氣系統的長時間工作，發電機負荷增加，不可避免會出現發熱現象。但是若不能及時處理，就會導致發電機發熱問題加劇，威脅到發電機的運行安全，縮短設備使用壽命。發電機發熱故障作為火電廠電氣系統常見問題，發電機發熱原因多元化。如發電機內部零部件在長期運作下磨損加劇，過大摩擦力的影響必然會引起發電機發熱。發電機處于發熱的情況下，鐵耗與銅耗明顯增加，電流隨之波動，持續增加發電機運行負荷。電流運轉期間產生熱能是必然過程，但是若不能對熱能及時疏散，就會加劇熱能發散速度，威脅發電機運行安全。發電機運行中除機械升溫之外，若軸承缺油同樣會引起發電機發熱，因此針對發電機發熱故障，必須客觀分析故障原因，隨后制定針對性解決方案。

（2）解決策略

發電機過度發熱故障的解決，需根據發電機發熱實況分析，選擇適配的降溫處理措施。目前發電機發熱冷卻常用措施包括三種，以下展開詳細研究：

①氫氣冷卻法

氫氣冷卻法的應用，主要從減少熱量角度出發，幫助發電機有效控制能量損耗。工作人員應用特殊處理方式，將冷卻介質進行調整，由氫氣替代空氣，并且在發動機內設置氫氣再冷卻器。但是氫氣冷卻法對操作要求極高，若操作不當必然會帶來一系列問題，威脅發動機的運行安全。

②密閉空氣冷卻

密閉空氣冷卻方法適用于大型火電廠，并且對環境適應性強。該方法借助封閉循環系統，有效控制冷卻介質，特別是與空氣接觸期間可能存在的污染，保證密閉式空氣循環流通，在此基礎上，達到科學預防堵塞問題的目的。但是密閉空氣冷卻方法的應用需要設備支持，因此會增加火電廠經濟壓力，這方面需要根據火電廠實際情況科學選擇。

③水冷卻

水冷卻方法在發電機發熱故障處理中的應用，主要通過構建水冷卻系統，將水作為發電機冷卻介質，協助發電機有效降溫。水冷卻方法包括兩種類型，其一是濕式冷卻，具體包括直流冷卻水系統、開式循環冷卻水系統；其二是干式冷卻，具體為閉式循環冷卻水系統。其中直流冷卻水系統并非循環應用，以人工、天然冷卻池交互應用，所有冷卻水均屬于單次應用，因此冷卻水消耗量比較大。開式循環冷卻水系統與閉式循環冷卻水系統中的冷卻水則可重復循環利用。因為水冷卻方法的應用成本比較低，適用于各種類型的火電廠，所以是發電機發熱故障冷卻處理的首選方法，并且應用前景廣闊。

2.2.4 定子端部位置緊固件絕緣磨損故障與解決策略

火電廠電氣系統運行中，定子端部位置在設備長時間運行下，緊固件絕緣磨損嚴重，如果不能及時養護與處理，必然會引發絕緣磨損故障，影響發電機發電效果。尤其是汽輪發電機，定子繞組作為重要組成，必須提高對其絕緣磨損的重視。定子端部位置的緊固件受影響因素比較多，絕緣體磨損會嚴重縮短緊固件使用壽命，影響定子繞組功能，因此絕緣磨損故障的解決與科學預防至關重要。對于緊固件絕緣磨損故障的處理，首先分析故障出現的原因，隨后采取對應的解決措施。若緊固件絕緣磨損故障出現的原因為壓簧，及時選擇相同規格壓簧并更換；若緊固件絕緣磨損故障出現的原因為緊固件，則根據緊固件結構分析，積極優化改造，以此去解決磨損故障，增強緊固件性能。

3 結束語

綜上所述，通過對火電廠電氣系統運行故障的分析與解決措施梳理，對火電廠電氣系統運行的重要性有更準確地理解?；痣姀S電氣運行中故障的解決必須對出現原因與影響因素等詳細分析，并采取對應的解決措施。如導線故障的解決，因為導線應用環境復雜，絕緣體失效、表層開裂等原因均會引發其故障，所以解決措施必須從保護絕緣體，科學規劃等方面展開。發電機發熱故障、定子端部位置緊固件絕緣磨損故障等，都需要以故障出現原因去明確解決方向，借此達到解決電氣系統運行故障，提高電氣系統運行安全的目的。