浅谈发电厂高压电气设备常见故障分析与处理措施

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年15期   作者:范凯
[导读] 电力系统是发电厂的重要组成部分

           范凯
           国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂 新疆哈密市 839000
           摘要:电力系统是发电厂的重要组成部分,它担负着动力系统的职责。在正常运行过程中,系统的设备、线路都需要有良好的连接性,这是保障其运行性能以及质量的关键,只有如此,发电厂的产电质量才能有所保证,供应需求才能得到满足。在电气运行过程中,维护方面还存在些许不足,故而不能持续性地维持正常工作状态,当问题发生时,工作人员要迅速进行调整,在最短时间内消除缺陷。故障处理对工作人员的要求较高,首先要懂得分辨故障类型,其次还要找到故障发生的位置、得出故障原因,最后还要妥善解决故障。
           关键词:发电厂;设备异常;处理办法
           发电厂电气结构比较复杂,所可能发生的故障及故障类别也比较繁多。从事相关工作的技术人员要熟知设备、系统的运行情况,明白其运行原理,此外还要掌握多种故障类型,并与相关的解决办法进行一一对应。这样才能在故障发生的第一时间就能找到解决思路,将故障造成的不利影响降低到最小。故障检测是处理故障的首要任务,技术人员要根据实际情况选择合适的检测手段,这样能够缩短检测时间,提升故障排除效率。本文以发电厂的电气设备异常为主展开讨论,希望能够为其故障处理提供一些帮助。
1发电厂高压电气设备中常见问题
1.1设备接地故障
           高压电气设备常见接地故障为单相接地故障,发生接地时,系统中绝缘薄弱点可能被击穿,接地故障电产生电弧,导致烧损设备并发展成相间短路故障。接地故障电产生间歇性电弧时,易产生过电压,导致非故障电压很高,导致电压互感器保险熔断,甚至会烧毁电压互感器。避雷器老化泄漏电流增大,额定参考电压不满足要求,导致系统经避雷器接地。。
1.2高压开关柜发热故障
           高压开关柜在使用时会出现一系列故障,长期运行最容易导致发热故障的出现。之所以会出现这类故障,主要与四方面原因相关。其一,与回路连接点有关,连接点接触不良会造成主回路电阻值上升,进而引发发热问题。其二,金属铠装式的开关柜在通风方面没有涉及到位,散热性能比较差而引发发热问题。其三,封闭开关柜内干式设备生产工艺不合格而引发发热问题。其四,一些安装结构共同组成电磁闭合回路,从而引发涡流的产生,这样会导致一些隔离挡板出现发热现象。上述情况或是由外部原因引起,或是由内部设备引发,最终导致的发热现象都会对开关柜造成不利影响。开关柜长期处于发热环境中会发生严重的安全事故。
1.3高压电动机故障分析
           (1)运行环境存在问题。例如输煤、制粉系统存在泄漏问题且长时间不加以解决,将会使得电动机内积粉、积灰情况严重,久而久之就会致使电动机发生绝缘不良问题。在环境中的空气湿度较大,地面也因此长期处于潮湿的状态,备用电动机常会因此出现绝缘受潮问题,尤其是室外的高低压电动机受潮程度尤为严重。(2)机械卡涩。高、低压电动机绕组故障,其主要原因就是机械卡涩,转动轴承缺乏润滑保养,轴承间隙变大,导致轴承保持架损坏,转子与定子铁芯产生机械摩擦导致定子绕组发热、烧损接地。风机、水泵等设备都需要电动机的支持,一旦这些设备出现卡涩问题,很可能会影响电动机的正常使用,最为直接的伤害就是绕组损坏。(3)冷却器泄漏造成电动机进水。电动机需要利用工业水进行冷却操作,冷却器的铜管可能会因被腐蚀而发生泄漏,即使泄漏情况不严重,仅有一小部分工业水进入定子膛,也很容易致使电机短路被烧毁。
1.4发电设备温度过高且波动范围大
           为了确保电网运行的安全性,发电厂的发电量会随着电网负荷量的变化而变化,在高负荷状态下,为了达到电量需求,发电厂中的电气设备、发电机都会处于过负荷状态,这会造成负荷的大幅度调整,久而久之发电设备的损耗就会逐渐加重,温度也会随之上升,设备元件逐渐老化,阻碍了发电效率的提升,并且电气设备的使用年限也会大打缩短,这是电气运行发生故障的原因之一。
1.5绝缘材质老化导致电气故障
           高压电气设备,绝缘性能是决定高压设备安全运行的必要条件,如绝缘介质发生电晕放电,则会使绝缘收到侵蚀,局部放生穿孔、龟裂、放电等。


2发电厂高压电气设备中常见问题处理对策
2.1电气接地故障判断方法
           判断接地故障性质,检查设备有无故障,在对应故障范围内对一次设备进行外部检查,主要检查设备次之部分有无损伤、放电闪络现象,检查设备有无进行异物,小动物或外力破坏扥现象,检查各引线有无断线接地,检查电压互感器保险、避雷器放电机计数器等作情况,泄漏电流情况等。
           使用高压试验手段判断高压设备存在缺陷问题,例如变压器、互感器进行绝缘油化验,经过油色谱分析判断设备绕组放电现象;避雷器75%U1mA试验;绕组泄漏电流测量;绝缘电阻吸收比测量;交直流耐压等方法判断故障点。动力电缆判断高阻接地、低阻接地,使用电缆故障探伤测试、或进行烧穿降阻等方法查找接地故障点。
2.2落实开关柜在线检测技术
    要想解决与高压开关柜相关的故障,首先要对开关柜进行相应的监测,观察其运作状态,即使发现问题、解决问题。随着目前科学技术水平的不断更迭,计算机已经在各行各业得到了普及,故而监测开关柜的运行状态同样可以借助计算机技术,利用现代信息技术实现对开关柜的监测,这样一来故障发生时相关人员就可以在最短时间内获悉具体情况,同时做出有效的紧急处理,将损伤范围降到最低。同时故障信息会迅速传送至主控制系统,便于维修人员作进一步处理。
2.3防止电动机烧损对策
  (1)对电动机进行大修时,首先应该对端部线圈绑扎等情况进行细致检查,一旦发现松动的情况要及时进行加固处理。如果定子槽楔出现松动需更换时,需要谨慎操作,不能损伤电棒,如果线棒被局部损坏,要及时选择绝缘材料进行填补,并且还要进行耐压测验,只有检验合格后方能回装转子。(2)改善电机环境。如果电机处于潮湿环境,要想办法为其做通风、防潮处理,还如果周围灰尘比较多,还要定期进行清扫。
2.4发电设备温度过高、波动范围大的解决对策
           为了解决发电机高温、波动范围大的问题,首先要将发电机的温度降下来,让它内部的元件得以在较短时间内得到冷却。除此之外,要想使得问题得到妥善解决,还要从源头抓起,让发电机的温度处于较为适宜的水平。高温状态下不仅不利于设备的维护,同时还会增加电机的损耗,选择正确的冷却方式是降低能耗,减少设备损耗的重要措施。在进行降温处理时,技术人员还要注意观察绝缘系统的安全系数,保证其温度处于安全范围内。在额定工况下,检查定冷水流量是否达到设计工况,适当的调整定子冷却水流量及压力,增加定冷水换热率。保证额定氢压及氢气的纯度也是影响发电机温度的重要因素,由于密封油原因发电机内部有一定程度的油烟存在,定期的进行对发电机内部进行排污、补氢,确保发电机内部氢气纯净。在等级检修中,应对发电机定子冷却水管进行反冲洗或酸洗,消除冷却水管内部有堵塞情况。
2.5绝缘老化检测方法
           判断电气设备绝缘性能手段主要是以高压试验方式、以及在等级检修中对设备绝缘性能判断。变压器定期进行绕组介质损耗及电容量测试、经过与出厂、交接及历年数据比较分析绕组介质老化趋势,判断是否符合国家关于变压器绕组绝缘介质要求。避雷器进行1mA参考电压测量及75%U1mA试验,根据泄漏电流判断避雷器老化程度。互感器定期进行绝缘油色谱分析及介质损耗及电容量测试。发电机设备定期进行泄漏电流试验、判断定子绕组内部是否存在缺陷,在等级检修中进行电晕试验,判断绝缘电晕层老化程度,必要时进行绝缘老化鉴定。
2.6严格规范操作,遵守安全制度
           发电厂高压电气设备,容易受多方面因素的影响,安全风险系数偏高,我们需要从制度方面入手加以约束。这是对检修人员生命安全的保障,如果在检修、维护过程中,检修人员的操作不当,将很可能出现安全事故,严重情况下还会出现人员伤亡的事件,为此在检修期间,必须要严格约束工作人员,使其按照章程办事。
总结
           电气设备运行的任何环节都至关重要,一环都不能出现差池,否则将会产生连带效应,影响范围较大。在处理故障时,除了需要找到合适的解决策略之外,发电厂还要建立健全制度规范,加强控制系统的运行力度,从而掌控整个发电流程。工作人员是所有环节中的执行者,要重点对其进行管控,规范其操作行为。避免出现差错。电气系统运行过程中不仅可能会出现上述提及的问题,也会有新的问题产生,工作人员要学会灵活变通,在问题发生时制定紧急应对方案,将问题造成的影响降到最低。
参考文献
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作者简介:范凯,男,助理工程师,2012年毕业太原中北大学电气工程及其自动化专业,现任国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂电气专业技术员
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