摘要：火力发电厂是我国发电来源之一，生产系统相对庞大，运行程序也相对复杂，操作环节繁多，因此也容易出现电气运行故障，故障对火力发电厂稳定、安全运行产生影响，甚至可能会产生重大事故，造成严重经济损失。本文对火力发电厂电气运行中故障原因、应对策略、安全措施进行分析，以期为保障火力发电厂正常运行提供支持。
关键词：火力发电厂；电气运行；故障原因；应对策略
我国火力发电在电力来源中占比超过80%，同时火力发电厂也是提高国民经济总值增长的一个重要力量，促进我国经济的进步和发展。虽然火力发电的优势比较多，但实际上故障问题也经常出现，且出现故障之后，需要在短时间内进行抢修，但也会给电力用户和发电厂带来不良影响，所以需要对火力发电厂电气运行故障发生原因进行分析，并提出应对策略和安全措施，以确保火力发电厂电气运行稳定、安全。
一、火力发电厂电气运行中故障原因
（一）发电机电压超出允许变动的范围
供电中，要想保障供电正常，则需要将发电机允许电压值控制在一定范围内，而实际上经常因发电设备的电压值超出标准范围，进而导致电气运行故障。一般情况下，电气设备电压值允许范围为规定值±5%，若脱离这一范围，则会出现用电设备故障问题。如果电压值过高，则会影响发电机容量稳定性，增加发电机励磁强度，同时也会提高转子电流值，这将促使电气设备在短时间内温度升高，加速设备老化，使设备使用寿命缩短，这将提高电气运行故障发生概率。而若电压值过低，则容易出现电气设备运行不稳定的现象，如果电压值低于90%额定电压，则会使发电机运行处于不饱和状态，使得发电机发生失步或震荡等现象，对电气设备稳定运行产生影响，最终将导致电气运行故障。
（二）电气设备温度过高且升温过快
火力发电期间，电气设备运行状况，需要以电力用户用电量为依据进行调整，若用电量处于高峰期，则发电机将处于长时间高负荷状态下运行，这将使得发电机温度过高。而发电机温度升高将会加速绝缘材料的老化，出现破损现象，而绝缘材料绝缘性能下降，甚至受到破坏，将会使得发电机内各种元件出现形变和熔化现象，使发电机各项性能降低，最终导致电气运行故障问题。通常情况下，发电机在下面几种情况将会出现温度过高现象，第一，运行时间过长，且工作负荷过高。第二，工作地点无良好的散热条件，无法对设备运行释放的热能进行有效释放。第三，在受热条件下，发电机内部铜铁元件出现严重的损耗，加剧了热量的产生。第四，发电机冷却系统性能降低。这些因素均会导致发电机温度过高，进而使电气运行出现故障。
（三）备用电源自动切换问题
在火力发电厂电气运行过程中，如果主电源发生故障，而备用电源切换也出现异常，则会造成电气设备及机组启动失败，导致发电机运行停止，使得整个火电厂电气运行处于停滞状态。一般情况下，高压和低压备用电源设置数量均需要根据发电机数量、单机容量、主接线类型等进行确定。若低高压电源设备停止工作，在备用电源启用之前，部分电机设备，因与母线直接连接，因此需要有一段时间减速，在母线与备用电源连接过程中，突然加入一个电源给电机设备，此时电压持续增加，将会影响电机。如果发电机设备容量存在差异，电源切换过程中，将会产生不同程度的影响。若备用电源需要较长时间开启，或未及时开启，则会使发电机组设备速度降低严重，对锅炉正常运行产生影响。另外，发电机二次开启时有一定阻碍，甚至会出现发电机停工现象。
（四）电气接地问题
电气接地是保障电力系统设备人员安全的一个重要措施，伴随火电行业进步和发展，火电厂用电负荷随之增加，同时供电电压等级也随之提升，这也使得电力系统出现短路故障时，其电流也明显增加，一旦发生电气运行故障将会给设备和人员造成更加严重的伤害。
二、火力发电厂电气运行中故障应对策略
（一）强化设备检修工作
发电机出现自动跳闸现象，或切换至备用电源，将会严重影响电气设备运行。通常情况下，电气设备运行期间，此类情况不会经常出现，但如果出现跳闸现象，可能是因发电机外部故障或内部故障而引起。对于此工作人员需要对电气所有设备进行详细检查，若未发现问题，可将主电源供应恢复，逐渐提高电压，使电气设备运行逐渐恢复正常。若发电机因外部设备保护，故障隔离之后，可以将发电机运行状态恢复。另外，要求工作人员严格执行相关操作规程，严禁安全事故发生。
（二）选择适合的发电机冷却方法
为释放出发电机组运行期间产生的热量，降低电机损耗，确保绝缘系统维持在允许温度范围内。可以通过三种方式使机电系统得到冷却，一是氢气冷却，二是水冷却，三是空气冷却。其中，氢冷却在发电机组中适用，氢气是比重最小的气体之一，因此通风损耗低，发电机组中的发电机转子上的风扇机械效率高，氢气的导热系数大，能将发电机的热量迅速导出，冷却效率高。水冷却在大型发电机组运行中适用，此种方式不仅可以起到快速散热的作用，还可以保障散热效果。空气冷却由于在室外，工作环境差，空气冷却效果一般，一般用在电气设备要求不是很精密的地方。火力发电厂可以根据自身实际情况选择适合的冷却方式。
（三）严密监视电压情况
发电机电压不稳会对电机的正常使用产生严重影响，而现有技术对这一问题的解决存在一定困难，因此在日常运行过程中，可以通过严密监控发电机参数的方式，确保电压始终保持稳定，如果发现电压不稳现象，应及时对电机运行状态进行检查，并对各个设备运行状态进行检查，必要情况下可将部分负载切断，使电压恢复稳定，若有切实必要，可实施紧急拉闸，使发电厂安全得到保障。同时还可以对各种保护装置进行充分运用，使电压保持稳定，减少损失。
火力发电厂实景图见图1：
图1
三、火力发电厂电气运行的安全措施
要想保障电厂工作人员安全，接地线的合理设计非常关键。接地线可以通过接地电阻和人体电阻之间的并联原理，电气设备带电状态下，使流向接地导线和人体的电流与各自电阻成反比关系，如果接地线电阻小，则流经人体电流也小，可以使工作人员安全得到保障。对于此，可以选用环路式接地线作为电气设备接地装置，具有较高的可靠性，使对地电压降低，若某一接地线无法正常工作，可以减轻故障程度，另外交流系统、直流系统得到维持，使电气系统运行保持稳定，这样才能避免安全事故的出现。另外，工作人员还需要做好接地系统报警工作，对微小问题进行正确分析和及时处理，以保障人身安全和电气运行安全。
结语
在我国电力行业中，火力发电是一种重要发电方式，因此需要予以重视。可以通过强化设备检修工作、选择适合的发电机冷却方法、严密监视电压情况确保电气运行稳定，并落实好安全措施，为火力发电厂电气运行稳定、安全提供支持。
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论文作者:栗奇磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/1
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