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
简述发电厂电气运行中存在的问题和解决策略
马啸
（神华神皖安庆发电有限责任公司安徽安庆２４６ＯＯ０）
摘要：据我国的电力统计，２０１１年全国累计发电量４７２１７亿ｋｗｈ，其中火电发电量３８９７５亿ｋｗｈ，约占发电总量的８０％。火力
发电作为一种传统的发电方式仍然在柜内电力工业占据相当大的份额，因此，火力发电在国内还有这巨大的发展潜力。如今，我国火
电厂采用的火力发电机械设备大部分是大机组类型，这大大的提升了电厂总发电水平，但另一个方面也给大机组设备带来一定的不
良影响，使大机组容易出现故障、问题。这些故障以及问题会对电厂的正常安全运行造成一定影响，严重者还会导致重大安全事故发
生。因此，对于发电厂电气运行存在的问题以及问题原因进行分析有这重要的现实意义。本文就针对这一方面进行了阐述，并且还针
对性的提出了一系列解决策略，以完善火力发电厂运行。
关键词：发电厂；电气运行；存在问题；解决策略
中图分类号：ＴＭ６２１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１（Ｋ）４－７３４４（２０１３）２１—０１３１－０２
引言
随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，全社会对于用电需求
量不断增长。火力发电作为我国传统的发电方式也得到大规模的扩展，
如今，火力发电厂也随处可见。为了确保生产、生活用电能够得以保障，
现行的火力发电厂往往采取重机型、大机组的发电设备，这些大功率的
电气设备在运行中确实提高了发电率，但是，同样的也造成了电气系统在
高速度运行时可能面临各种故障问题。这也是当今火力发电厂面临的一个
关键难题，如何解决电气系统的问题，促进电力行业健康发展，是电厂有关
人员迫切需要解决的难题，对于整个社会的发展也有着重要的意义。
１发电厂电气运行存在的问题
火力发电厂的电气系统主要包括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
火力发电厂电气运行中故障原因分析及改善措施
火力发电厂是通过燃煤、燃气或燃油等燃料燃烧产生高温高压蒸汽，再通过蒸汽轮机驱动发电机发电的设备。火力发电厂作为重要的能源供应设施，其电气运行的稳定性和可靠性对于能源供应具有重要意义。然而在火力发电厂电气运行中，可能会出现各种故障，影响发电效率和安全性。本文将对火力发电厂电气运行中的故障原因进行分析，并提出改善措施，以确保火力发电厂的稳定运行。
一、故障原因分析
1. 设备老化
火力发电厂的设备经过长期运行，设备的损耗和老化是不可避免的。设备老化会导致设备性能下降，容易出现故障，影响发电厂的正常运行。特别是一些关键设备，如变压器、断路器等，一旦出现故障可能导致停电事故。
2. 系统过载
火力发电厂的电气系统复杂，各种设备相互关联，一旦某一环节发生故障，可能引起连锁反应，导致系统过载。过载会导致电气设备超负荷运行，增加设备损耗，甚至造成设备烧坏。
3. 操作失误
人为操作失误是导致火力发电厂电气故障的常见原因。比如操作人员在操作设备时未按规定程序操作，误操作导致设备故障；或者是未及时发现设备运行异常，导致故障扩大。
4. 外部环境因素
火力发电厂是处于室外的大型设备，受到外部自然环境的影响较大。如雷电、暴雨、强风等极端天气可能导致设备损坏、短路等故障。灰尘、高温等环境条件也会影响设备的运行。
5. 设备质量问题
设备本身的质量问题是导致故障的重要原因，而设备质量问题往往体现在设备的设计、制造、安装、调试等环节，一旦出现质量问题，可能导致设备故障。
二、改善措施
1. 定期设备检修 对于设备老化问题，可以通过定期的设备检修来解决。定期检修可以及时发现设备的隐患，及时更换、维修老化设备，确保设备性能稳定。
2. 设备状态监测
采用先进的设备状态监测技术，可以实时监测设备的运行状态，及时发现异常，并进行预警和处理，避免设备故障的发生。
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
