试析火力发电厂电气运行中的故障原因及改善策略

郝建

【摘要】火力发电厂属于我国重要发电来源，其生产系统较为庞大，相对应的运行程序也很复杂，拥有多种操作环节，这样也就导致电气运行故障频发，影响火力发电厂正常运行，情况严重的还会出现重大事故，造成不可估量的经济损失。因此，本文将重点研究导致火力发电厂电压运行故障的主要原因，并采取合理策略解决这些问题。

【关键词】火力发电厂；电气运行；故障原因；改善策略

前言

在我国，80%以上的电力来源与火力发电，火力发电厂也就成为了促进国民经济总值增长的重要力量，对于我国经济发展具有重要作用。尽管火力发电具有多种优势，但在其实际运行中却经常出现故障，故障发生以后不仅在短期内难以完成抢修，还给发电厂和用电用户带来不小损失。因此需要研究导致火力发电厂电气运行故障频发的主要原因，并根据实际情况提出解决这种故障发生的策略。

1 火力发电厂电气运行中导致故障出现的主要原因

1.1 发电机允许电压值超标

在供电过程中，发电机允许电压值在一定范围内就可以保证正常供电，但在实际工作中却发现导致电气运行故障的原因经常是发电设备允许电压值超标。通常情况下，电气设备电压值的浮动范围应在规定值的正负5%以内，如果超出这一范围就会导致用电设备出现问题。如果电压值过高，发电机容量的稳定性就会受到严重影响，发电机的励磁强度会加大，转子电流量也会升高，这样就会促进电气设备迅速升温，设备也很容易老化，从而缩短了设备使用年限。如果电压值过低，电气设备就难以稳定运行，一旦电压值在额定电压的90%以下时，发电机就会处于不饱和运行情况，其定子绕组铁芯也会出现震荡或失步现象，严重降低电气设备工作效率。

1.2 发电机升温过快

电气设备一旦投入使用就会处于长期不间断工作状态，在长期连续工作中，发电机的温度也会升高，究其原因主要是由于铜铁损耗了能量，致使能量转变为热能。长期高温工作，发电机的绝缘材料也会出现材料老化情况，而老化的速度也会与随着温度的升高而加快，从而影响发电机安全运行[1]。通过研究得知，导致发电机温度上升的主要因素不仅有长时间工作和热能得不到及时释放，还有冷却发电机系统不够完善。

1.3 备用电源异常切换

备用电源主要是为了防止设备因长期工作而出现故障或断电情况时，能够及时取代原发电设备进行工作，这样就有效避免了影响生产效益。火力发电厂所使用的电气设备在运行时，有多种因素在影响备用電源使用数量。如果高低压电源出现故障而发生断电情况，那么在备用电源正式启动以前，这些电机设备就会出现减速情况，其运行速度也逐渐降低，当备用电源接通以后，瞬间增加的电压也会影响电气设备。

1.4 电气接地出现问题

电气接地设备主要是为了保证相关工作人员生命不受威胁。随着人们对电力需求的增加，火力发电厂的电压级别和电流负荷也在增加，这样就为工作人员的安全埋下巨大隐患，严重影响到工作人员生命安全与电气设备的正常使用。在火力发电站厂中，常见的接地故障主要有两种，一种是直流接地故障，而另一种则是交流接地故障[2]。如果发生直流接地故障，但却未出现短路情况，主要是由于电容器未被熔断，因此发电机也还可以正常运行。当发生交流接地故障时，基本是由于绕组受潮，加之绕组设备与机电外壳相接触引发故障。

2 改善火力发电厂电气运行故障的主要策略

2.1 防止电压不稳

电压不稳会直接影响到电机设备使用年限。在我国电力行业中，现有技术条件可以顺利解决电压不稳情况。因此，对于火力发电厂来说，一定要应用现代先进科技不断提升机电设备的使用年限，保证所使用的设备具有良好的严密性与实时监控性，并保证电气设备一直处于良好运行环境中，这样就能使其运行更为安全，也有效减少了机电电压不稳情况[3]。对运行电气设备进行监控，可以及时发现其中存在的问题，如果有危险存在，设备也会自动发出警报，方便相关工作人员及时抢修。如果出现电压过高情况就要及时将部分电压切除，并对时段电压进行调整，确保电气设备运行安全。

2.2 选择合适的发电机冷却方式

为确保发动机组能够及时将热量释放，应防止机组在运行中产生大量热能，降低电机损耗，确保绝缘系统一直处于安全温度范围。现阶段主要用于冷却机电系统的方法有三种，分别为氢气冷却、水冷却以及空气密闭式冷却[4]。氢气冷却通常被应用于发电机组通风损耗，这样也便于提升氢气通风效率。水冷却一般适用于大型发动机组中，这种冷却方式具有散热快、效果明显等优点。而空气密闭式冷却更适于火力发电厂使用，不仅可以防止发电设备接触到空气，还能减少堵塞情况，但这种方式也有一定不足，即消耗成本较高。因此，发电厂根据自身实际情况确定冷却方式。

2.3 重视电气设备检修工作

如果电气设备一直处于正常运行中，那么出现自动跳闸的机率就会很小，但发电机自行跳闸或启用备用电源进行切换，就会严重损害电气设备质量。为了提升机电设备运行效率，应经常检修电气设备，相关工作人员也要进一步深入了解电气系统容易出现的故障，确保电气设备正常运行，同时防止故障发生。一旦出现发电机组出现跳闸情况，就会严重损害电气设备安全运行。因此，一定要做好日常维修工作，发现问题及时解决。此外，应严格要求工作人员的工作态度，依照规章制度办事，严禁出现违规操作行为，确保人机安全。

2.4 做好接地线设计

由于人体电阻与接地电阻具有并联关系，因此一定要做好接地线设计工作，防止工作人员受到电击。当电气设备是使用中一定会存在带电情况，对于分别流向接地导线和人体中的电流，一般都与电阻成反比关系。当接地线电阻小的时候，经过人体的电流也会很小，这样可以保证人身安全不受威胁。因此，在火力发电厂中，通常都使用环路式接地线作为主要接地装置，不仅可以减少对地电压，还能有效提升其可靠性，如果一处接地线不能正常工作，那么也可以确保其故障处于最小程度[5]。同时，应保证交流系统能够与直流系统构建良好关系，这样也会使电气系统能够在安全状态下运行，减少安全事故发生。相关工作人员也要重视接地系统报警工作，及时发现其中的微小变化，并采取措施加以判断，做到防微杜渐，从而有效减少安全事故发生。

结论

火力发电厂属于我国电能主要来源，但其电气系统却十分复杂，同时又较为庞大，但由于发电厂电气系统所处安装环境不同，因此引起事故发生的因素也就不同。电气设备是发电厂不可缺少组成部分，一旦其在运行期间出现故障就会影响整个地区供电情况，因此，确保其安全运行也就成为火力发电厂重点关注内容。为保证火力发电厂正常运行，一定要增加电机组设备数量，并做好安全运行工作，只有这样才能减少安全事故发生，这样也会更有利于发电厂发展，同时也能减少用电用户损失，促进我国国民经济增长。

参考文献：

[1]张佳德.火力发电厂电气运行中故障原因分析及改善措施[J]. 科技资讯，2014，27：85.

[2]乔振宇.国电霍州发电厂600MW机组电气控制系统ECS设计与研究[D].华北电力大学（河北），2010.

[3]乔桂增.火力发电厂机组检修项目管理研究[D].华北电力大学（北京），2010.

[4]陈荣超.火力发电厂DCS维修决策优化及风险分析研究[D].浙江大学，2011.

[5]郭大朋.大型火力发电厂设备检修工程标准化管理策略研究[D].大连海事大学，2013.