电厂电气运行中常见故障分析及其应对措施探讨

陈侃

摘 要：为了保证电厂的生产效率，必须要分析电气的运行特征，确定电气故障发生的原因，综合考虑多方面因素，选择切实可行的措施解决问题。简要分析了电厂电气运行常见故障发生原因，并提出了相应的解决措施。

关键词：电厂；电气故障；设备管理；供电质量

中图分类号：TM621.27 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）21-0043-02

电气设备是电厂生产的重要组成部分，一直都是电厂管理的要点，其运行效率从根本上决定了生产效益。但是，因为电厂电气设备比较多，再加上管理工作不到位，导致在生产过程中经常会出现电气运行故障，影响企业的生产效益。为了进一步提高电厂经营的综合效益，必须要从实际情况出发，结合以往的管理经验，确定电气故障发生的原因，并选择有效的措施加以改进，杜绝类似的故障再次发生。

1 故障分类和发生原因分析

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 电气设备允许范围外变动

衡量供电质量的主要因素之一就是电压，如果电压不稳定，就会对用户、电厂和电力运行系统造成影响，同样也会影响电厂电气设备的运行状态。从实际情况来看，电厂电气设备变动一旦超过额定值±5%，就会对设备的运行状态造成影响。如果电压比较高，发电机的容量处于不稳定的情况下，就会增加发电机的励磁。随着转子电流的增大，转子绕组温度不断升高，长时间运行就会加速设备老化的速度。当电压超过额定要求时，会导致铁芯温度升高，铁芯的损耗增加，设备的温度就会升高。如果电压比较低，一旦低于额定电压的90%时，就会影响设备运行的稳定性。发电机定子绕组铁芯在不饱和状态下运行，很容易出现震荡和失步的问题，进而降低设备的运行效率。另外，如果电压过低使定子绕组温度超过允许值，再次升高电压时就会造成定子绕组温度异常。

1.3 备用电源切换不合理

电厂生产需要设备长时间运行，为了避免因断电或者电气故障等因素中断生产，就需要设置备用电源，而备用电源设置的数量主要是由电厂装机台数、主接线形式、单机容量和控制方式等因素决定的。一般情况下，要求备用电源在主电源不能正常工作的情况下自动完成切换，保证生产活动可以正常进行。在电厂高、低压电源因某种原因停止工作后，备用电源启动之前，母线上所有的电机设备都会减速运行，而减速过程会随着时间的延长逐渐衰减。当备用电源接入母线后，电气设备会增加一个电压，加压会对电气设备产生较大的影响。如果备用电源没有正常启动，或存在启动时间延长或者启动失败等情况，就会影响设备的运行速度，例如会使发电机再次启动困难，情况严重时设备甚至会停止工作。

2 电厂电气故障处理措施

2.1 实例分析

某电厂在生产过程中出现滑环碳刷冒火故障，严重威胁了发电机的运行安全。对氢冷发电机来说，情况严重时甚至要被迫停机，一旦出现紧急停机故障，不但会影响企业的连续生产，还会在不同程度上对发电机本身造成损伤。

2.1.1 故障原因

出现此类问题的原因主要可以分为以下三方面：①在机组运行过程中，虽然使用的都是压簧和碳刷，但是，因为不同厂家生产的压簧压力不同，再加上其使用时间不同，就会使得碳刷与滑环之间接触点的电阻不同，进而造成同级滑环上不同碳刷间的电流不均。在这种情况下，使用过程中的压簧受损变形会产生火花。②碳刷需要在刷盒中摇动，长期使用，其磨损边缘会有剥落的现象。如果集电环磨损不均或机组震动造成碳刷颤振，刷架、刷盒积垢会使碳刷产生火花。③如果在设备巡检过程中没有及时发现碳刷过热的现象，处理不当就会产生火花。

2.1.2 处理措施

针对2.1.1中提到的故障，采用以下几种处理方法：①更换相同型号的压簧，安装后全面检测其压力，保证每个碳刷对集电环的压力是相同的。②将发电机碳刷长度控制在新碳刷长度的2/3以上，并及时更换长度不够的。同时，必须要测定更换碳刷的电阻值，如果是更换同一极滑环上的碳刷，就必须要使用同一电阻值的碳刷。另外，在相同的时间段内，每个刷架上最多只能更换1/5的碳刷。③检修人员必须要每小时全面检查一次发电机滑环、压簧和碳刷。

2.2 故障处理措施

解决电厂电气故障的措施可以概括为以下两点：①要想解决电气设备温度过高的问题，就要选择合理的冷却系统，通过降温的方式减少内圈的损耗，从而提高设备的使用性能。另外，可以选择密闭式水内冷却、氢气冷却和空气冷却三种方式。其中，水内冷却主要是利用水与电气设备的温度差达到降温的目的，一般多用于大型发电设备；氢气冷却具有较好的冷却效果，现在已经被广泛用于大型电厂，可以有效降低设备的损耗，提高发电效率；空气冷却则是以空气为介质，通过鼓风机或抽风机将发电机热量带走以达到降温的目的。②加强对电气设备的监察，避免出现电压不稳定的问题。一旦发现电压不稳的情况应立即检查各设备的运行是否正常，必要时需要切断部分负电荷，以此恢复电压，情况严重时还可以采取紧急拉闸措施，确保电厂的安全运行。

3 结束语

电气系统是电厂生产中的重要组成部分，因为电气系统相对复杂且运行环境特殊，所以，经常会出现各类运行故障，进而影响电厂的正常生产。因此，必须要从实际出发，确定电气故障发生的原因，从多个角度分析，选择切实可行的措施解决问题，争取提高电厂的运行效率。

参考文献

[1]蔡艺.分析火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施[J].电源技术应用，2012（11）：32-33.

[2]季利明.试论电厂电气设备故障的解决对策[J].科技致富向导，2011（05）：21-22.

[3]黎辉.电厂电气运行中某些常见故障分析[J].广东科技，2011（16）：15-16.

〔编辑：白洁〕

Failure Analysis and Discuss Common Responses to Electrical Power Plant Operation

Chen Kan

Abstract： In order to ensure the productivity of the plant， we must analyze the electrical operating characteristics， and determine the cause of the electrical failure occurred， considering various factors， selecting practical measures to solve the problem. This paper analyzes the causes of common faults of electrical power plant operation occurs， and the corresponding solutions.

Key words： plant； electrical fault； equipment management； power quality