發(fā)電廠電氣運行中常見故障及預防措施

高星

國家能源集團準能集團矸石發(fā)電公司 內蒙古鄂爾多斯 010300

電能作為社會生產和生活中最重要的能源之一，對維持人們的生活秩序和社會經濟的穩(wěn)定運行起著至關重要的作用。電氣設備是發(fā)電廠的重要組成部分，保證電氣設備安全可靠運行對發(fā)電廠有著極其重要的意義。

1 發(fā)電廠電氣運行中常見故障

1.1 廠用電中斷故障

全廠停電事故，對電力系統(tǒng)造成很大影響，如低頻率、低電壓，甚至電壓崩潰或頻率崩潰等，另外對發(fā)電廠內部設備的危害也很大，如汽輪機組，全廠停電后，汽輪機轉速到零后長時間未投入盤車，會造成轉子彎曲變形。造成廠用電中斷的原因：第一，外部因素：電網局部崩潰；線路故障；其他電氣故障引起的線路保護動作導致跳機且啟備變電源所在節(jié)點也因上述原因無法自投。第二，內部因素：廠用快切裝置故障；備用電源回路出現(xiàn)故障引起斷路器跳閘失電；6KV母線存在明顯電氣故障，跳開對應工作電源開關同時閉鎖廠用快切；啟備變故障。

1.2 發(fā)電機電壓故障

發(fā)電廠發(fā)送的電能電壓是衡量電能質量的重要指標，電壓不穩(wěn)定會對電力用戶及發(fā)電廠本身構成嚴重威脅。發(fā)電機正常運行時的端電壓，容許在額定電壓±5%范圍內變化，此時發(fā)電機的視在功率可以保持在額定值不變。當電壓過高時，發(fā)電機的勵磁電流和磁通密度顯著增加，定子鐵芯原本就在較高的磁通密度下工作，電壓升高，會使鐵芯磁通快速進入過飽和狀態(tài)，使發(fā)電機結構部件產生渦流，可能造成局部過熱。發(fā)電機電壓過高的危害：①轉子表面和轉子繞組溫度升高。②定子鐵芯溫度升高。③造成局部過熱。④對定子繞組絕緣產生威脅。當電壓過低時，發(fā)電機運行將趨于不穩(wěn)定運行狀態(tài)，當?shù)陀陬~定電壓的90%時，會引起定子鐵心的不飽和，若勵磁稍有變化，就會引起電壓大幅變化。發(fā)電機電壓過低的危害：①降低發(fā)電機運行穩(wěn)定性，易引起振蕩或失步。②定子過電流使繞組溫度升高。③廠用電動機轉矩降低、出力下降。④發(fā)電機有功功率下降。

1.3 發(fā)電機集電環(huán)和碳刷打火溫度過高故障

隨著發(fā)電機自并勵靜止勵磁方式的增多，目前普遍存在的一個問題是集電環(huán)和碳刷打火溫度過高。集電環(huán)可以說是發(fā)電機轉子勵磁電流的承載體，作為高速滑動的接觸部件，在打火的過程中受到碳刷發(fā)熱的影響，可能會出現(xiàn)溫度異常升高，嚴重時還可能對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設備造成嚴重損壞導致停機事故。產生故障的原因主要有：第一，由于通風不良引起的發(fā)熱。通風不良主要是由于冷卻風道堵塞、集電環(huán)通風孔堵塞、風扇風量下降等原因導致。第二，由于接觸電阻過大或分布不均勻而產生的發(fā)熱。集電環(huán)和碳刷是通過相互滑動導通勵磁電流的，每個集電環(huán)上大約分布著十幾只碳刷，由于接觸電阻的不同，電流分配的差異，導致集電環(huán)和碳刷發(fā)熱不均。第三，由于機械和摩擦等原因引起的過熱。

2 發(fā)電廠電氣運行中常見故障的預防措施

2.1 廠用電中斷的預防措施

為了防止在發(fā)生全廠停電事故時導致主設備損壞事故，確保主設備的安全停運，使廠用電恢復后能盡快恢復發(fā)電機組的運行，從而將事故損失降至最低限度，發(fā)電廠必須要制定相應的預防措施和切實可行的事故處理方案。第一，加強直流系統(tǒng)的運行維護和管理。發(fā)生全廠停電和廠用電中斷時，直流電源是確保安全停機的唯一電源，因此加強對蓄電池組和直流系統(tǒng)的運行維護管理尤為重要。第二，加強柴油發(fā)電機組的運行維護和管理。做好柴油發(fā)電機組的巡回檢查和定期啟動試驗，以確保其熱備用狀態(tài)正常。第三，加強繼電保護及自動裝置的維護管理。做好繼電保護及自動裝置定期校驗、保護定值管理，以防保護拒動、誤動擴大事故。第四，合理安排系統(tǒng)的運行方式。母線、廠用系統(tǒng)、公用系統(tǒng)通常都采用正常運行方式，因故改用非正常運行方式時，應事先制定相關應急預案并在工作結束后盡快恢復正常運行方式。

2.2 發(fā)電機電壓故障的預防措施

電壓的穩(wěn)定對發(fā)電廠和用戶都至關重要。如果電壓過高或過低，既會影響發(fā)電機安全穩(wěn)定運行，又會影響用戶的正常使用。然而實際運行中導致電壓不穩(wěn)定的原因有很多，比如機組AVC無功功率目標突變、發(fā)電機自動勵磁調節(jié)器故障等，這使得電壓問題的解決更加困難，因此解決這一問題的最佳途徑是加強電壓監(jiān)控，消除電壓不穩(wěn)定的狀況。如果在日常監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)異常電壓，應及時查找引起電壓不穩(wěn)定的因素并設法消除直至恢復電壓正常。此外，還可以通過安裝電壓保護裝置來實現(xiàn)電壓控制，提高電壓穩(wěn)定性。

2.3 發(fā)電機集電環(huán)和碳刷打火溫度過高的預防措施

發(fā)電機在運行中，很容易出現(xiàn)集電環(huán)和碳刷打火過熱的故障，為了保證發(fā)電機集電環(huán)和碳刷裝置的正常運行，減少發(fā)電機組的非停次數(shù)，提高企業(yè)的經濟效益，必須制定切實有效的預防措施。第一，定期清理集電環(huán)通風道附近的碳粉和灰塵等臟污，清除集電環(huán)和碳刷等處的積灰和油污。第二，發(fā)電機碳刷在采購時，嚴把質量關，應使用同一型號、同一廠家、同一批次的合格產品。新碳刷在使用前，應測量每個碳刷的電阻值并將阻值相同的碳刷分別編號存放，在更換碳刷時，必須在同一極集電環(huán)上使用相同阻值的碳刷。第三，利用紅外測溫儀定期測量集電環(huán)和碳刷的溫度，并做好記錄。必要時，用鉗形電流表測量碳刷電流，并檢查碳刷長度和接觸面積。

3 結語

發(fā)電廠電氣設備在實際運行中可能發(fā)生的故障種類較多，而要想更好的預防這些故障，我們必須重視總結和分析故障原因，并采取相應的預防和處理措施，同時應重視做好電氣設備日常維護管理工作，只有這樣才能有效較少電氣設備故障的發(fā)生，才能提高設備運行效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經濟效益。