电厂发电机组电气设备主接线的分析

电厂电气设备调试技术分析

摘要 电厂电气设备调试是电厂新建或改扩建工程中的重要环节之一，与电厂电气系统是否能够安全、可靠运行有直接关联性，更会在很大程度上对电力系统的稳定运行产生影响。做好电厂电气设备调试技术对提高电气设备运行安全性、稳定性水平有重要意义。本文结合xx电厂（2×600MW）一期工程实例，就电厂电气一次设备、二次设备调试技术的应用问题进行分析与总结，望能够促进电厂电气系统运行水平的合理提升。本文根据作者多年工作经验，对电厂的电气设备调试的相关技术进行了分析，仅供参考。

关键词 电厂；电气设备；调试技术

引言

电厂电气设备调试是指在电厂各类电气设备安装完成并且静态验收达到合格标准后，以调试的方法对电气设备安装质量进行检验，同时判断电气设备运行性能是否符合试运行条件进行检查。作为电厂运行过程中非常重要的准备工作之一，电气设备调试过程环节较为烦琐，具有复杂、操作难度大等特点[1]。但同时，电气设备调试质量也会对电力系统的安全稳定运行产生重要影响，因此必须引起工作人员的关注与重视。

1 工程概况

xx电厂（2×600MW）一期工程位于S市西北区，距离市区20.0km，电厂装机容量为2×600MW超临界燃煤发电机组，循环供水采用开式循环供水系统，配套设置1个循环水泵房，规划建设4×600MW超临界燃煤发电机组配套工程。电厂循环泵房内共配置4台立式斜流泵装置。在该电厂一期工程投入运行前，电气设备调试所涉及的主要内容包括对发电机、变压器、互感器等一次设备以及继电保护装置以及同期装置等二次设备的调试[2-4]。

2 一次设备调试技术

2.1 发电机调试技术

电厂发电机调试主要内容是对定子绕组绝缘以及直流电阻进行测量与调试。对于定子绕组绝缘电阻而言，需要在发电机出线套管、电流互感器装置安装结束且定子处于冷态以及吹干状态下进行测量工作。测量仪器为2500V兆欧表，共持续测量10.0min，分别对15.0sec、1.0min以及10.0min条件下的绝缘电阻值进行检测。正常情况下，要求的定子绕组吸收比应达到1.6以上，极化指数与出厂值比较因无明显差异，各相绝缘电阻不平衡系数应控制在2.0范围内。还需要特别注意的一点是：在发电机绝缘电阻测试结束后，应充分放电，以及时恢复发电机的安全运行。对于定子绕组直流电阻而言，需要在定子冷态条件下进行测量，对绕组温度进行检测记录。测量仪器为双臂电桥或变压器直流电阻测试仪。正常

前言

电气主接线代表了发电厂和变压所高电压、大电流的电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。它直接影响电力生产运行的可靠性、灵活性。对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性的关系。本火电厂电气主接线主要从可靠性、灵活性、经济性三方面综合考虑并设计。可靠性包括：发电厂和变电所在电力系统中的地位；负荷性质和类别；设备的制造水平；长期运行实际经验。灵活性包括：操作的方便性；调度的方便性；扩建的方便性。经济性包括：节省投资；降低损耗等。综合以上三方面的考虑展开火电厂电气主接线的设计，并对设计进行可行性分析，得出结论：本设计适合实际应用。

1 对原始资料的分析

火力发电厂共有两台50MW的供热式机组，两台300MW的凝汽式机组。所以Pmax=700MW；机组年利用小时Tmax=6500h。

设计电厂容量:2*50+2*300=700MW；

占系统总容量700/（3500+700）*100%=16.7%；

超过系统检修备用容量8%-15%和事故备用容量10%的限额。

说明该厂在系统中的作用和地位至关重要。

由于年利用小时数为6500h>5000h,远大于电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数。

该电厂在电力系统中将主要承担基荷，从而在设计电气主接线时务必侧重考虑可能性。

10.5KV电压级：地方负荷容量最大为25.35MW，共有10回电缆馈线，与50MW发电机端电压相等，宜采用直馈线。

220KV电压级：出线回路为5回，为保证检修出线断路器不致对该回路停电，宜采用带旁路母线接线方式。

500KV电压级：与系统有4回馈线，最大可能输送的电力为700-15-200-700*6%=443MW。500KV电压级的界限可靠性要求相当高。

2 主接线方案的拟定

2.1 10.5kV电压级

根据设计规程规定：当每段母线超过24MW时应采用双母线分段式接线方式。利用断路器将双母线中的一组母线分为W1和W2两段，在分段处装有电抗器，另一组母线不分段。2台供热式机组输出的电能分别经断路器和隔离开关连接至10.5KV的母线上。10.5KV设计11回出线。其中10回为额定电压10.5KV的负荷供电，1回线路接升压变压器连接至220KV母线进线端为220KV母线W4、W5，将剩余功率通过主变压器送往电压220KV。

水利水电

130 2015年47期 电厂电气设备故障分析与管理

李 熙 陈 杰

山东电力建设第三工程公司，山东 青岛 266100

摘要：随着我国社会的不断进步与发展，我国经济水平迅速上升，这就导致国家的用电总量逐年增多。对此，电厂电气等设

备能否正常运行不仅关系着社会稳定，还关系着群众用电的安全性。文章分析了电厂电气设备的常见故障及其应对策略，希

望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：电厂；电气设备；故障管理

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)47-0130-01

1 电厂电气设备故障分析

1.1 电气设备升温过快

电厂发电一般需要长时间、持续的运作，这样必定会产

生铜损耗和铁损耗，而在损耗产生的同时会释放出大量的热

量，使设备的运行温度持续升高。如果电气设备长期处于高

温状态，就会加速绝缘体老化的速度。随着温度的升高，绝

缘体老化的速度也会逐渐加快，而设备长时间处于极限温度

状况下，不但会影响设备的运行效果，还会引发一系列安全

问题。造成电气设备升温过快的主要原因是设备长时间处于

运行状态，铜和铁热消耗巨大，但设备本身不具备良好的散

热降温能力，致使其冷却效果不佳。受电厂电气设备运行特

点的限制，再加上管理工作不到位，很容易造成设备升温过

快的局面。如果设备长时间处于高温环境运行，最终会出现

运行故障。

1.2 没有合理地切换备用电源

为了扩大经济效益，在具体实践中，电厂往往需要持续

的生产运行，在运行过程中，因为诸多因素的影响，可能会

出现一些问题，如断电、电气故障等，那么就需要合理设置

备用电源，以便保证电厂的持续运行不受影响。要综合考虑

诸多方面的因素，如电厂装机台数、主接线形式、单机容量

等，对备用电源数量科学选择。在通常情况下，主电源如果

无法正常工作，就可以自动切换备用电源，以便可以正常开

展生产活动。如果在某种因素的影响下，电厂高低压电源无

法正常工作，在启动备用电源之前，就会减速运行母线上所

１０　电子科学　科２０　宰未蟊万　１０年第３期　关于电厂电气设备检修的分析　陈颖，孟凡河，钱建龙　（张家港三吉利电力工程检修有限公司，江苏苏州２１５６００，　摘　要随着科学技术的飞速发展，大大的加速了我国工业前进的步伐，与此同时，对我国电力的相关部门也提出了更高更苛的要求。为　此，笔者首先对电气设备故障的分类以及检修方法进行了阐述，然后对电气设备常见故障检修应用进行了详细的探讨。　关键词电厂；电气设备；检修方法　中圈分类号ＴＭ７２６　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）０２１—００１０－０１　随着科学技术的飞速发展，大大的加速了我国工业前进的步伐，　与此同时，对我国电力的相关部门也提出了更高更苛的要求。由于居民　日常生活用电的加大以及工业设备用电量的提高，使得我国发电厂的改　造以及建设得到了非常大的发展机会。同时也带来了一定的挑战，电气　设备作为电厂建设中一个非常重要的构成部分，其正常的运行状态对于　电厂的安全运行扮演着举足轻重的角色。所以，做好电厂电气设备的检　修工作也就显得十分的重要。现在，笔者就对电厂电气设备的检修进行　简单的分析与阐述。　１电气设备故障的分类以及检修方法　电厂的电气设备主要由发电机、变压器、高压电机、电压与电流互　感器、高压断路器、电力电缆等。　１．１电气设备的故障类别　电气设备故障检修是根据设备和工艺过程中发生的各种信息来识别　和诊断的。由于信息的多样性，几乎涉及到自然科学的各个领域，需要　广泛的理论基础。电气设备按产生故障的原因可以分为三类：１）磨损　性故障即机器或系统正常运行时磨损引起的故障，实际上反映了机器的　寿命。２）错用性故障即运行中操作不当或以外情况引起机器中某些某　些零件应力超过设计允许值而产生的故障。３）薄弱性故障即机器运行　中应力没有超过设计规定值，但由于设计和制造不恰当造成机器中存在　某些薄弱环节形成的故障。故障模式是按故障状态进行的分类，是故障　现象的综合表征，与设备本身的特性和运行环境都有一定的关系。电气　设备的具体故障模式如下表１所示：　表１电气设备的故障模式　舜带＿拥｝％　７２　＇　ｉ　脚　４７　ｉｏ　３　《１　膊　６　“　３　２　５　霸臻　Ｏ　５　ｌ　ｄ８　娩棘ｌ鼎能　聋　囊粒　Ｉ　４　再　，　．酾｝　２７　２　２９　粥　ｔ８　８　２　１　９　摊撺≈　６　ｌ４　２　油艚劣化　，　Ｓ　１转　树艚辩化　６　穗　舞　栏｛＠　８　２　２　ｌ２　舜帮搁ｋＪ舅ｅ　，　１　聋　ｌ１　堋　麓Ｉ　盆　７　剿；留　４　４　辛毒ｆ赶　９　１１　１　４　３１　像计　２节≯　１３　４喜　１８　聱　４　４　１．２电气设备故障检修常用的技术　１）电流分析法即监测负载电流幅值、波形并进行频谱分析，可诊　断出电机的转子绕组断条、气隙偏心、定子绕组故障、转子不平衡等缺　陷；电流频谱分析即是诊断和监测交流电机故障的有效方法，它可以诊　断交流电机笼型绕组的断条、静态气隙偏心、动态气隙偏心、机械不平　衡等故障。３）振动诊断即对振动信号进行信号处理和分析；４）绝缘诊　断即利用各种电气试验和特殊诊断方法，对设备的绝缘结构、工作性能　和是否存在缺陷做出判断，并对绝缘剩余寿命作出预测；５）温度诊断　即对设备各部分温度进行检测或红外测试；６）振声诊断即对诊断的对　象同时采集振动信号和噪声信号。　２电气设备常见故障检修应用　电气设备故障处理一般原则：故障现象一大致故障范围一可能故障　原因—判断是否退出运行—处理（重大问题需经过决策程序）一记录整　个过程，其中故障现象最为重要，是分析和处理故障的原始依据。　２．１供水泵开关箱发热　故障现象：运行中开关箱箱体发热，逐渐加剧，水泵运行正常。故　障原因：主要为静触头夹片松动，导致接触电阻增大而发热。热效应公　式：Ｑ＝Ｉ￣Ｒｔ；分析处理：考虑到是箱体发热，热源应为电气部分过热传　导，且热量较大，应为一次回路过热引起。切换至另一水泵运行，故障　泵退出检查处理。抽出开关箱，有异味，发现一相主动触头有碳迹，　触头局部有灼伤，但并不是特别严重，进一步检查静触头，发现严重烧　焦，固定塑胶件碳化严重。锉刀处理动触头，涂抹导电膏，更换静触　头，正常。　２．２控制风机运行不动作　故障现象：远程控制风机不动作，当地正常分析处理：当地正常，　说明电气主回路及开关箱控制回路正常。而问题应出在远动控制回路　上。检查远动开出继电器至风机控制箱线路，接线正常，当继电器闭合　时，控制箱接触器线圈无电压，说明该回路断线，抽出开关箱检查无异　常，判断为二次端子问题（开关箱至柜体，接插件），再次用力插入开　关箱到位，回路正常。故障原因：开关箱二次接线端子接插件松动，可　能为上一次抽出后再推人时用力不够，端子动静触头间未完全接触。　２．３高压侧电压异常，低压侧正常　故障现象：高压侧三相电压不平衡，两相高，一相低，低压侧电压　正常，低压负载正常运行；故障原因：嗝压熔断器一相熔断；分析处　理：低压侧正常，负载正常运行，说明线路电压正常，而高压侧三相电　压异常可能并不是真正的系统电压有问题，而有可能是测量回路出现问　题，在运行过程中，首先要引起重视，从测量回路检查：二次接线、表　计、Ｐｒ等。一般情况下ｆｒｒ断线较多，而两相电压升高而一相下降是明显　的ｆ，ｒ一相断线。为保证运行，此时可不处理，但应加强监视，待完成排　水（供水）任务后进一步检查处理。　２．４真空断路器分闸线圈烧毁　故障现象：机组停机过程中断路器冒烟，分闸线圈烧毁分析处理：　断路器的分合闸线圈均为短时工作设计（断路器的分合闸时间亦极为短　暂），通电时间不得过长，必须有相应的控制线路予以保证，一般为在　分合闸回路中串人断路器的辅助接点予以保护。该台断路器分闸线圈的　烧毁，其故障原因当为通电时间过长导致。需检查控制回路问题。出现　冒烟时，应首先看断路器是否已分闸，如未果，则应立即手动分闸，然　后切断控制电源（保险、开关等）。待电机停转后，退出真空开关全面　检查检修。　３结束语　总之，电厂电气设备故障的检修，是一项长期的监控过程。而且需　要电厂各部门积极配合。通过质量管理体系的建立来有效保障设备的质　量。同时电厂也要注重人才培训和培养通过日常技术培训，并且通过责　任到人、奖惩制度等方法，促进全员对设备质量的重视。只有通过多方　面的共同努力将电厂电气设备的质量提高上去，才能为电厂的长期发展　打下坚实的基础。　参考文献　［１］刘俊华．电厂供电线路常见故障分析【Ｍ】．北京：电力工业出版社，２００７　［２］李为华．发电厂电气设备安装与调试［Ｊ］．工业技术，２００６，７．　［３］孙国庆．变电站设备维护与检修Ⅲ．电力工业前沿，２００７，４．　ｆ４】廖春杰．电气工程安装质量控制［Ｍ］一Ｅ京：机械工业电子出版社，２００８　［５］钱嘉豪．电气设备检测与维护［Ｊ】．电气基础，２００７，１　１．