火力发电厂电气设备检修管理中存在的问题及对策

综合论坛２０１４年２月（中）　

火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施探讨　

傅士杰　

（国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆哈密８３９００９）　

摘要：本文就发电厂在运作中易发生故障的问题进行了分析，探讨了火力发电厂引起故障问题发生的因素，并根据技术人员的相关工作经验科学的、合理的提　出了解决时策。　

关键词：火力发电厂；电气运行；故障；应对措施　

１前言　

随着我国不断提高的对发电量的要求，　火力发电的产业也不断的完善相关电力生　

产的机械设备，在火力电厂中，电力系统属　

于大规模的中机组发电系统，其为我国经济　

的建设和发展提供了较大了动力支持。保证　

电气设备可以进行安全的运行是发电张在　发展中面临的重要问题之一。因此在火力电　

厂的运作中，电气运行的过程对于发电是极　

为重要的，各项设备经过长时间运行也较易　

出现多种影响电机设备正常、顺利发电的因　

素。　

２发电厂的电气运行中出现故障的　

类型和原因分析　

２．１发电机温度过高且升温过快　火力电厂使用的发电机在正常情况下，　

通常都属于长时间的连续运作，且运作的过　

程之中，发电机会直接的产生铁损耗及铜损　耗，这些因为损耗而产生的能量中，有部分　

或者全部都转化成了热能，并形成了较高温　度。因此，发电机在高温的环境里长期的进　

行运作，致使了绝缘体逐渐老化的情况发　

生，且温度越高，绝缘体发生老化的速度也　会随之增快。尤其是当发电机在特定极限的　

温度值中，长期的进行运作时，发电机老化　

的速度则会急剧的增快，甚至给发电机在运　作的过程之中带来了较大的危险。　

２．２备用电源的切换问题　

发电厂的发电机备用电源的主要作用　是为了避免发动机长时间的运作和使用过　

程中，突然发生电断或者没有电的情况下所　

用的备用电源。在火力的发电厂中。低压及　

高压所备用的电源数量与其单机的容量、装　

机的台数、主接线的形式及控制的方式等外　

部因素息息相关。同时，在电力的运作之中，　如果低压和高压电源因为某种原因而停止　

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探析火力发电厂电气运行中存在的问题及解决对策

作者：李玉巍

来源：《商品与质量·消费视点》2013年第12期

摘 要：在我国，由于水资源分布不均，火力发电在整个发电产业中仍然占大头。随着科技技术的不断进步，国家对电需求的加大，为提高效率，一些大型火电发电机组逐渐投入使用。但在实践操作中仍然存在诸多问题，本文从分析我国发电厂电气运行中存在的问题着手，研究解决对策，以供企业参考，应用到生产实践中。

关键词：火电厂；电气运行；问题；对策

当前，新建电厂大多采用大机组电气设备，这种电厂工人、设备等提出了新的要求。需要懂技术、有责任心的工人担当重任，研究新情况解决新问题。在实践操作当发现问题，解决问题，保证设备安全、高效、正常运转。

一、电气运行过程中存在的主要问题

从布局来看，火力发电一般位于城市郊区。电机组、接线、变压器、电抗器、配电设备、电线开关、通信设备等等构成了电厂中的电气系统。只有电气系统正常运转，才能保证源源不断的对外输电。当某一环节出现问题，可以通过电气系统终端找出问题及时解决，可以有效的降低损失，保持电力稳定。因此，对于及时快速发现问题就显得格外重要，笔者认为应该从以下几个方面重点做好防范工作。

（一）发电机机组温度不正常

机组温度不正常会直接影响电压系数不稳定。发电机组在工作时是连续的、且容易发生机械性的摩擦和损耗。由于长时间的工作，摩擦生热，发电机组会产生较高的热量来不及散发。会影响到设备的安全运行，设备出现问题，使用寿命减少，最终会导致设备不能运行，严重的时候会导致设备报废，给企业造成非常大的损失，增加企业成本，对企业来说是严重的负担。

（二）发电机的滑环碳刷电火花故障

这个问题依然是由于发电机在工作时高速运转产生的，由于速度较快容易发生滑环碳刷电火花的故障，严重时引起失火的状况。这在电厂安全生产中会引起大的安全事故的发生，对电厂设备、工人生命带来非常大的威胁，需要引起企业负责人的高度重视。

动力与电气工程　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　，　匝圆　浅论火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施①　潘宝良　（神华准能基建工程管理中心　内蒙古鄂尔多斯０１０３００）　摘要：据中国电力统计，２０１１年全国累计发电＂Ｉ＇４７２Ｉ７亿千瓦时，其中火电发电量３８９　７５亿千瓦时，约占发电总量的８Ｏ％，…火力发电这一　传统的发电方式依然是当前中国电力工业的主要发电方式，而且火力发电仍有巨大发展潜力可以挖掘，当前我国运行的火力发电设备多　在百万千瓦时以上，大机组虽然加强了电力系统的发电能力，但是大机组的故障也会引起电力系统较大的波动，研究火力发电厂电气运行　中存在的故障，以保证机组安全，满发、经济地运行，并保持电气系统的稳定性有着重要的意义，本文从分析火力发电厂电气运行中存　在的故障八手，着重分析故障产生的原因，试着用所学理论找到积极的解决办法。　关键词：关键词　火力发电　电气运行　故障　中图分类号：ＴＭ６　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７　２—３７　９１（２０１　２）ｏ７（ｂ）－－０１　３　５－－０２　１　火力发电电厂电气运行中存在的主要　问题及原因　火力发电的电气系统主要由电厂主结　线、汽轮发电机、主变压器、配电设备、开　关设备、发电机引出线、厂用结线、厂用变　压器和电抗器、厂用电动机、保安电源、蓄　电池直流系统及通信设备、照明设备等几个　组成部分。火力发电电气系统的基本功能是　保证按电能质量要求向负荷或电力系统供　电。主要流程包括供电用流程、厂用电流　程。对电气系统的基本要求是供电安全、可　靠、调度灵活；具有良好的调整性和操作功　能，保证供电质量，能迅速排除简易故障，避免　事故扩大。但是，电气设备的实际运行过程中　经常承受着电力负荷和机械负荷的双重压力，　这些压力会对电气设备的运转效率、安全程　度、使用年限造成致命的影响，有时从现象上　看后果是相同的，但又是不同原因引起的电气　系统故障，必须通过不同的解决方法才能解决　问题，具体来说易造成火力发电电气设备出现　故障的问题和原因主要有以下几个方面。　１．１发电机升温过－决、温度过高　火力发电厂的发电机一般长时间连续运　行，发电机在运行过程中将直接产生铜损耗和　铁损耗，这些损耗的能量将全部或部分转化为　热能，产生较高的温度，使发电机在长期高温　环境中运行，使绝缘体逐渐老化，老化的速度　与发电机的温度成正比，即温度越高老化越　快，尤其当火电厂的发电机长期在一定极限温　度值情况下工作，老化的速度就会急剧增加，＿２　甚至给发电机带来危险，经过进一步的实践得　出造成火电厂发电机温度过高的主要原因是：　生产时间长，铜和铁热消耗巨大，温度得不到　有效的释放方法，发电机冷却系统工作状态不　理想，冷却温度设置不理想，导致发电机温度　过高，解决发电机温度过高问题是当前火力发　电厂电气系统中一个必须要重视起来的问　题。　１．２备用电源自动切换问题　火电厂发电机的备用电源主要是为了防　止发电机在长时间的使用和工作过程中发生　断电或没电条件下所备用的电源，在火力发电　厂中，高、低压备用电源的数量与发电厂装机　．台数、单机容量、主接线形式及控制方式等　因素有关。当高压、低压电源因某种原因停　止工作后，备用电源在启动之前的一段时间　内，母线上所有电机设备将减速运行，该减压　过程中将随时间的延长而逐渐衰减，当备用电　源开始工作接人到母线后，电机将突然加上一　个电压，这个加压的过程会对电机造成很大影　响，对于不同容量的发电机组，切换电源的影　响也是不一样的，如果一旦备用电源启动过程　加长或没有按时启动，造成的问题是发电机组　降速过低，影响锅炉运行，Ｉ３３另外还会使发电机　再次启动遇到困难，严重的可能造成发电机组　停止工作。　１．３发电机电压超出允许变动的范围　电压是供电质量的标准之一，电压过高或　过低，对用户、电力运行系统及发电厂来说都　是非常不利的，发电机在运行中也经常会由于　各种原因使电压不能保持一个稳定状态，在实　际运行中，发电机电压的变化有时会超过额定　值的正负５％左右，【　样对发电机的运行将产　生不利的影响。具体来说当电压较高时，发电　机容量不能保持稳定的情况下，必然要增加发　电机的励磁，即增加转子电流，这样会使转子　绕组的温度升高，加快它的老化，高压超过额　定值还会使铁芯温度升高，加速铁芯的损耗，　此外还会对定子绝缘产生威胁。而电压过低　时，即低于额定电压的９０％，就会降低发电运行　的稳定性，使发电机定子绕组铁芯在不饱和状　态下运行，容易造成振荡或失步，严重的低压　还会影响并列运行的稳定性，使其负责带动的　厂用机械设备转速下降、做功下降，有时电压　较低还可能使定子绕组的温度超过允许值，电　压再次加高时还可能会造成定子绕组温度异　常。　１．４电气接地问题　电气接地是电力系统保证设备人员安全　的最重要手段之一，随着火电行业的快速发　展，火电厂用电负荷不断增大、供电电压等级　的明显提高，使得火电厂电力系统短路故障电　流也相应增大，对设备和人员易造成较大伤　害。其中直流接地故障和交流按地故障是接　地故障中最主要的两种。当直流系统发生某　一点接地情况时，由于没有造成系统短路，熔　断器不会断熔，仍可继续运行，如果检修人员　操作不慎重，没有及时处理情况，很可能构成　接地短路，从而造成严重后果。交流接地主要　是指电动机的接地即绕组接地，由于绕组与电　机壳的接触或是绕组受潮，绝缘老化击穿按地　等问题引起。我国火力发电厂电气接地系统　的接地方式一般用钢材作为接地材料，接地体　的连接线和接地引下线一般采用４０ｒａｍ×４ｒａｍ　的扁钢，有的接地引线甚至直接采用５ｒａｍ　Ｘ　４ｍｍ，由于电气设备的外壳【５］、杆塔连接的金　属部分绝缘设备的Ｈ常磨损可能带电，加上设　计考虑接地钢的腐蚀因素，致使运行中的发电　厂因接地线的严重锈蚀因素，导致运行中的发　电厂电气设备因接地线的严重上锈造成事　故。　２火力发电电厂电气运行中主要问题的　解决方法　２．１适当选用冷却方法，阻止发电机过热问题　发电机在运行过程中，必然要产生大量的　热，这主要是因为生产损耗转变为热能，使发　电的各个部件发热。为了保证发电机的绝缘　系统在允许的温度下长时间运行，就必须采用　合理的方法将热量排除掉，而对发电机的冷却　又可以根据具体情况采用不同的方法。现在　常用的方法主要有密闭式空气冷却、氢气冷　却，水内冷却三种。而每种冷却方法都有着自　己的特点，水内冷却因为水的散热能力较强，　冷却效果十分显著，对较大型的发电机组一般　采用水冷却的方法，而且这种方法安全可靠，　也是目前我国大型火力发电场中主要的冷却　方法。氢是气体中最轻的气体，用氢气可能减　少发电机的通风损耗，提高发电效率，由于氢　气是易燃易爆物品，所以使用危险较大。密闭　工空气冷却的特点在于形成了封闭循环系统，　［６１避免了冷却介质与空气接触而导致的污染，　从而减少了因堵塞等问题而造成的使用影响，　该设备适合多种复杂条件下火力电厂在恶劣　环境中的使用，但设备成本相对较高。不同的　火力发电厂可以根据各自的情况需要选取合　适的冷却设备，最终达到合理高交换的使用冷　却系统的目的。　２．２加强设备检修，保证电气设备正常运行　发电机自动跳闸，甚至切换到备用电源状　态，对电气设备运行来说是一种很大的损害，　一般情况在运行过程中不会经常出现这种问　题，但有时会遇到跳闸的情况，这样的问题一　般有以下几个原因，发电机发生内部故障，如　定子绕组短路或接地、发电机的外部故障，如　母线短路等，保护装置的自动失误等。发生这　种情况时，工作人员应当详细的检查电机的一　①作者简介：潘宝良（１９８２，２一），男，汉族，辽宁省凌源市人，本科，职称：初级，主要研究方向：发电厂电气。　（下转１４＇页）　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　１

圃匿圃　刚　火力发电厂电气设备常见异常解析①　何小红　（重庆松藻电力有限公司　重庆　４０１　４４３）　动力与电气工程　摘要：火力发电厂中，搞好机组的安全运行是企业可持续发展的基础。然而，电气设备的安全运行也不容小觑，任何异常或故障都可能　导致严重的后果。本文从火力发电厂电气设备运行中常见问题入手，结合自己的实际工作经验就如何解决故障提出可行性建议及处理措　施。　关键词：电气设备　异常　解析　中图分类号：ＴＭ６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－３７９１（２０１４）０ｌ（ｂ）－Ｏ１０８－０１　当前，我国火力发电仍是电能产出的　主要形式。然而，电气设备运行中难免出现　异常或故障，如何迅速有效地进行分析处　理，对企业本身和维护电力系统稳定也有　着重大的意义。下面，介绍几种常见的电气　设备常见故障，并进行分析和提出解决措　施。　１发电机碳刷冒火　运行中的发电机碳刷冒火如不及时消　除，可导致发电机滑环形成环火，对发电机　安全运行造成很大威胁，严重时将被迫停　机，影响企业连续生产。　１．１原因分析　（１）机组运行中，虽然使用同一压簧、碳　刷，但由于压簧压力和使用时间、出厂质量　差异，使得碳刷与滑环间的接触电阻不一　样，造成同极滑环上不同碳刷间电流不均，　部分碳刷电流太大，压簧受损变形，产生火　花。　（２）长期运行中的碳刷在刷中摇动，磨　损严重，刷块边缘有剥落现象，集电环磨损　不均及机组振动引起碳刷颤振，刷盒和碳　刷积垢等　１起碳刷冒火。　（３）运行人员巡检不仔细，未能及时发　现部分碳刷严重过热情况，也是造成碳刷　冒火原因之一。　１．２应对措施　（１）更换发电机滑环上所有压簧为同　型号压簧，并且测试其压力，每个碳刷对集　电环的压力应基本相等。约２×５．８８±７％牛　顿（用弹簧秤测量）。　（２）运行中，碳刷长度不能小于新碳刷　长度的２／３，如发现长度不足，必须及时更　换，且每次更换刷架上最多１／５的碳刷。　（３）新碳刷必须测定其电阻，更换同一　极滑环上碳刷必须使用同一电阻值的碳　刷。　（４）新碳刷必须研磨，以保证碳刷与滑　环表面接触面积达７０％以上，且在刷握范围　内上下灵活运动，无卡涩现象。　（５）采用恒力矩电刷装置，运行人员　定期对滑环、碳刷、压簧进行全面仔细检　杏　２发电机温升高和绝缘老化　２．１原因分析　长期运行的发电机，运行中将产生铜　损耗和铁损耗，这些损耗的能量将全部或　部分转化为热能。发电机绕组绝缘在长时　间的高温环境下运行，便会逐渐老化，老化　的速度与发电机温度成正比，温度越高老　化的速度越快。特别是夏天，环境温度高，　发电机负荷重的情况下，老化的速度更快，　给发电机安全运行埋下了隐患。导致发电　机温度过高的主要原因有：高负荷长时间　运行，铜损耗和铁损耗巨大，温度得不到有　效的释放；发电机冷却系统长期处于不正　常运行工况，冷却效果不佳，从而使得发电　机温度升高。　２．２应对措施　对于发电机运行中产生大量热量问　题，为了保证机组长时间安全运行，就必须　采用合理的方法将产生的热量排放掉。目　前国内采用的发电机冷却方式主要有空气　封闭冷却、水内冷和氢气冷却三种。纯空气　冷却系统的特点是形成了冷却风密闭循　环，避免了冷却介质与空气接触而导致的　污染，系统发生堵塞的可能性７１￣／１＇，适应性　较广，中小型发电机组采用较多。水内冷却　因为水的散热能力强，冷却效果明显，安全　可靠，是目前国内大型机组普遍采用的冷　却方式。氢是气体中最轻的气体，用氢可以　减少发电机的通风损耗，提高发电效率，但　氢是易燃易爆物，使用危险性偏高。目前该　技术已经走向成熟，大型火电机组也已经　广泛采用。对于绝缘老化现象，一是日常运　行中，运行人员应将发电机相关参数控制　在额定值范围内，发现问题及时调整；二是　严格按照电力规范要求定期进行设备的仔　细柃查，试验和维护，及时发现问题并进行　可靠处理。　３直流系统接地　直流系统在电厂中涉及面广，运行中　调整和操作较多，它所带的负荷又是控制、　保护装置、自动装置、事故照明等重要负　荷，运行中如果监视不够，调整处理不及时　或发生误操作，都有可能引起设备异常或　发生事故。　３．１原因分析　直流系统接地有单极接地和两极接地　两种情况，发生单极接地的情况比较普遍。　单极接地可以继续运行，但应该立即奄找　原因处理。发生接地的原因大致有：控制、　信号回路或直流电动机受潮或进水；充电　装置调节设备的带电部分绝缘水平下降；　蓄电池表面、绝缘子脏污，蓄电池组绝缘水　平下降；由于振动摩擦、过热等引起继电　器，自动装置原件，信号灯具绝缘损坏等。　３．２应对措施　根据具体现象，排查按地点范围，了解　直流回路有尢检修工作，机组有无启动设　备，有无渗漏水到设备上等。然后根据远行　规程规定，采用拉、合法找出接地回路后再　消除。若是直流系统本身设备故障引起，则　应尽快隔离故障设备报修，切换直流债荷　到其他直流电源供电，保证机组安全运行。　另外，Ｅｌ常运行中，还应加强对直流系统的　检查和维护，保持直流系统设备不受潮和　清洁，定期对蓄电池组进行保养等。　４结语　造成电气设备运行异常或事故的原因　有很多，这就要求我们要有过硬的专业技　术能力和业务素质，快速地定位问题，分析　原因，并采取可行的应对措施。１７１常工作　中，不断总结学习，提高技术水平，克服不　良工作习惯，强化运行人员责任意识。另　Ｊ＇ｌ、，还要加强监督和维护管理，责任到人，　及时发现并处理缺陷，以确保电，一安全、高　效、稳定运行。　参考文献　【１］王运金．电厂电气设备常＿见故障及对策　分析【Ｊ】．科技传播，２０ｌ０，１０．　【２】王志岩．３００ＭＷ火力发电机组直流系统　接地故障分析及处理【Ｊ】．教育技术研究　２０１１（１１）：２１９．　［３】黄雅罗，黄树红．发电设备状态维修　【Ｍ】．北京：中国电力出版社，２０００．　①作者简介：何小红（１９７　８一），男，汉族，四川安岳县人，重庆松藻电力有限公司电气技术员，从事火力发电运行。　０８　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩ