电气运行中故障原因分析及改善研究

发表时间:2021/7/9   来源:《中国电业》2021年3月8期   作者:陈路恒
[导读] 气运行是否安全可靠是火力发电厂正常生产的前提,如果电气运行中出现故障,不仅会对电气设备造成损害,严重的还会威胁工作人员的生命。
        陈路恒
        中海海南发电有限公司   海南洋浦   57800        
        摘要:电气运行是否安全可靠是火力发电厂正常生产的前提,如果电气运行中出现故障,不仅会对电气设备造成损害,严重的还会威胁工作人员的生命。鉴于此,本文研究对电气运行故障原因进行了分析,并针对上述原因提出了相应的改善措施,以期为今后火力发电企业的安全、稳定运行提供一些建议。
        关键词:电气运行;故障原因;改善措施;        
        0引言
        现阶段,我国电力的主要生产方式就是火力发电,其发电量在全国总发电量的八成以上,其安全生产的重要性可想而知。火力发电厂的电气设备大多数都归属于大机组,它们往往拥有超强的发电能力,但是如果这些电气设备在运行过程中发生故障就很有可能造成整个电厂无法正常运转。因此,对电气运行中故障原因进行分析,并找到有效的改善措施是当前火力发电厂亟待解决的关键性问题。
        1电气运行故障原因分析
        1.1发电机高温故障
        在电厂发电过程中,发电机会持续高速运转为电厂生产提供动力,经常会因此出现超负荷工作,加上发电机本身的材质问题在长期运转下必然会有一定程度的损耗,这些损耗能量无法转化为电能而统统转化成为了热能,发电机因此会出现高温运转,从而导致高温故障。此外,发电机外部绝缘老化,加上受摩擦等众多因素影响,发电机的铜铁材质会发生磨损和老化情况会有所加剧。由于发电机高温运转之后通常需要进行冷却处理,但是如果冷却处理系统存在问题,不能对高温状态下的发电机进行及时、完全冷却处理,也极易引起发电机高温故障。
        1.2电气设备接地故障
        为了确保电厂工作人员的生命安全,通常会采用电气设备接地的方法,这对操作技术要求非常之高。电气设备接地故障主要包括直流和交流接地故障两种,其中,前者指的是直流系统中的某个部位发生短路,但是通常对整个系统运行不会产生很大影响,也不会造成系统停转。但是后者很容易引发更加严重的故障问题,导致交流系统短路。如果发电机发生绝缘保护失效情况,会造成交流系统出现绕组接触,或者在发电机机身外发生相互接触,在这导致交流系统短路故障。
        1.3备用电源切换故障
        通常情况下,为了应对电源突然断电的突发情况,从而保证发电机能够继续供电。备用电源一般会采用自动切换模式启动,但是在自动切换过程中由于时间差可能会造成备用电源切换故障。当发电机正常供电电源无法供电后,发电机的备用电源会继续为发电机供电,相当于给发电机增加了一个新的负荷,这种情况会造成电压突然变大,极易引发发电机超负荷运转现象。另外,电源很容易受主接线类型和发电机个数影响,无法准确判断当下所需备用电源数量和备用电源切换模式,如果采用自动切换模式启动备用电源,很有可能产生不适应情况,进而影响电气设备的正常运行。
        1.4电压值波动故障
        电压值是否稳定关系着发电厂的发电质量。通常情况下,在一定范围内的电压值波动是被允许的,在允许范围内的电压值波动也是一种稳定的表现。但是如果超出这个被允许的波动范围,则就会被认定为发生了电压值波动故障,可能会影响电厂正常发电,影响发电质量。
        2改善措施
        电气运行故障不仅会影响电厂的正常生产,还会影响发电质量,严重的还会给电力企业造成巨大的经济损失,威胁工作人员的生命安全。为此,针对电气运行过程中常见的几种故障提出了如下改善措施。


        2.1采用科学的冷却方法
        发电机由于本身的材质问题,在长期运转下必然会有一定程度的损耗,这些损耗能量无法转化为电能而统统转化成为了热能,发电机因此会出现高温运转,从而导致高温故障。为了实现发电机快速降温,可以降低发电机机身稳定,确保其处于恒温状态。主要的冷却方法包括水内冷却、空气冷却和氢气冷却三种类型。这三种冷却方式各有千秋,根据发电机型号、性能、个数等实际情况选择合适的冷却方式。其中,水内冷却要求发电厂拥有较高的存水量,这种冷却方法适用于大型发电机组;空气冷却作为一种比较环保和安全的方式,主要是通过利用闭合空气循环系统将发电机冷却介质与外界空间进行有效隔绝,这样不仅能够实现发电机的快速冷却,还能够防止冷却介质发生污染;氢气冷却的冷却效果较好,特别是针对发电机组的冷却,但是氢气是一种易燃易爆炸的危险气体,采用这种冷却方法要求操作人员必须拥有足够丰富的经验,且能够实现娴熟、安全的操作。另外,还要对发电机绝缘保护进行定期检查,避免绝缘保护失效等问题发生。
        2.2做好电气接地线前期设计
        接地故障的危害非常之大,为了确保电厂工作人员的生命安全,务必做好电气接地线前期设计工作。选取的接地线线路类型直接影响着电气设备接地电阻大小,从而影响通过人体电流的大小。因此设计工作中最关键的一步就是根据实际情况选择接地线,确保电气设备并联电路通过人体的电流是人体能够承受的,避免电气接地故障对工作人员的损害。在充分考虑多种因素情况下,建议采用能够降低电压值,同时能够减小接地故障损耗,且运行比较可靠的环路式接地线。另外,还可以在直流和交流系统中安装报警装置,如果电厂电气设备发生接地异常情况,该报警装置能够向工作人员发出预警,提醒工作人员及时做出应对处理。
        2.3定期巡查发电设备
        发电机在运行过程中会产生热量这很容易造成短路故障,此时为了保护发动机内部设备不受损害,供电电源会自动断开,然后由发电机内部的备用电源进行供电。但是如果在电源切换的过程中,发电机处于超负荷状态时,很容易对发动机内部配件造成严重损耗,并影响整个机组的正常运行,而发电机又不能对这种情况进行有效控制。鉴于此,在发电机正常运行的过程中就需要对电源切换模式的合理性进行探讨,保证所选择的切换模式能够满足发电机的实际使用需求,同时还要对设备的运行状态进行检查,以减少异常情况对发电机组的正常运行的影响。
        为了预防电厂发电设备出现故障,可以根据以往的实际工作情况对故障类型及原因进行分析,如果是外部故障,可以考虑是母线导致的,如果是内部故障,则可以考虑是接地绕组造成的;如果是一般可控故障,则可以考虑是人为操作失误等导致,要尽快恢复原有电源的发电能力,减小备用电源启用频率,避免因为备用电源自动切换导致的电压值突然增高问题。
        2.4监控电气设备电压值
        通常情况下,一定范围内的电压值波动是被允许的,但是要确保电压值波动在允许范围内就要对其进行全程监控,同时利用自动化技术对电压值进行调节。为了实现对电气设备电压值的实时监控,就要在发电机组中安装监控装置,以便实现电压值的全天候监测,如果发现电压值波动异常,可以进行及时调节。这种监控装置的安装对相关工作人员的专业技能提出了更为严格的要求,为了满足工作需求,电厂要对相关工作人员进行技能培训。另外,还要制定突发状况应急预案,一旦监控设备检测到电压值波动异常,要立即启动跳闸系统,防止因电压值波动造成的故障。
        3结束语
        根据上述分析可知,电气运行故障的不利影响有很多,且危害很大,如果不能妥善处理,后果不堪设想。因此,有必要对电气运行故障原因及改善措施进行深入探究,以降低电气设备运行过程中发生故障的概率,确保电气设备运行的安全、稳定。
        参考文献
        [1]王晓华. 火力发电厂电气运行中故障原因分析及改善措施[J]. 中国设备工程, 2020(4).
        [2]秦平. 火力发电厂电气运行中故障原因分析及改善对策[J]. 电力系统装备, 2020, 000(004):126-127.
        [3]李闯. 火电厂电气运行故障及解决措施的研究[J]. 科技创新导报, 2020, v.17;No.505(01):96-97.
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