陈磊
广州环投南沙环保能源有限公司
摘要：在电厂的运行管理中，电气设备无疑是最需要关注的对象，而电气设备在运行过程中出现故障，对设备和人员的安全构成威胁。本文对电厂电气运行过程中常见的故障进行了详细的介绍和分析，针对这些故障，提出了相应的预防措施，希望能为电厂实施安全运行提供参考。
关键词：发电厂；电气运行设备；运行故障；预防措施
引言
电能作为社会生产和生活中最重要的能源之一，对维持人们的生活秩序和社会经济的稳定运行起着至关重要的作用。电厂连续供电，为了使电力的产生和传输达到安全标准，必须保证电厂电气运行设备性能良好，尽量避免设备故障。在故障的情况下，需要及时排除故障，解决故障，使电站的电气运行正常有序。
1 发电厂电气运行过程中的常见故障
1.1 发电机滑环碳刷冒火故障
在发电机运行过程中出现滑环碳刷冒火现象，如果不及时处理就可能出现环火现象，进而给发电厂的连续生产带来影响。出现这一现象的原因有两种：第一，压簧压力以及投入使用时间的不同可能导致碳刷与滑环之间接触点电阻的有大有小，造成统计滑环上面不同碳刷之间电流的不均衡，超过一定的限额时就会导致压簧受到严重损坏，进而产生冒火现象。同理，碳刷的型号相同，阻值不同也可能导致冒火现象。第二，电气运行过程中，碳刷会发生摇动而造成磨损，时间一长就可能带来碳刷的过度磨损，刷块边缘发生脱落现象，碳刷振动、刷架积垢就可能带来碳刷的冒火。
1.2发电机温度过高故障
为了保证电能在生产和传输过程中的质量，使其持续生产并交付给电力用户，电厂需要使发电机的运行处于不间断状态。在长期连续操作和发生器可以产生大量的物质消费，包括铜和铁成本相对严重，这个过程会有大部分的能量转化为热量，使电气设备的温度超出范围的发电机冷却系统能承受的负担加重。热量达到一定程度时，将热冷却系统将无法排除，这力量机长时间处于高温状态操作，使内部绝缘过早老化，老化程度达到极限时，绝缘体会出现破损，使发电机的运行受到严重影响。
1.3 发电机电压故障
电压的稳定性是电厂的关键问题之一。如果电压过高或过低，会对电厂的功率输出产生一定的负面影响，也会给用户带来很多麻烦。由于各种原因，电力电压不稳定现象频繁发生，当实际电压达到标准偏差的范围超出合格范围时，造成了发电机正常运行的困难。当这种情况发生时，为了控制标准范围内的电压，电厂往往采用增加励磁的方法来稳定发电机的容量。但由于发电机温度升高，也会导致高温破坏。同时，电压低于规定范围对电压稳定性的影响也不容忽视。电压过低会引起振动或失步，从而降低电气设备的功率。一旦电压恢复正常，也会对发电机的温度产生负面影响。
1.4备用电源自动切换故障
在一台发电机的实际工作中，可能会出现许多意想不到的紧急情况，如发电机设备突然失灵、停电故障、断电故障等。因此，电厂需要提前采取预防措施，针对可能发生的事件制定有针对性的解决方案。一般来说，发电厂应提前准备两种临时电源，即高压备用电源和低压备用电源。理想情况下，如果断电，发电机停止运行，则备用电源快速实现自动切换。但事实上，备用电源的开关能力并不是那么快，开关过程时间较长，当开关完成时，电压会立即升高，电压的突变会对电气设备造成严重的冲击和破坏。
1.4电气设备接地故障
电气接地是保证设备正常运行和人身安全的重要保证。我国电力系统一般用钢材作为接地材料。接地体连线和引下线多用40mm×4mm扁钢，有的电厂甚至用规格更小的25mm ×4mm扁钢。由于未充分考虑接地体的腐蚀影响，导致发电厂因接地线锈蚀产生严重安全事故。为避免此类现象，应在设计开始就考虑腐蚀因素的影响，适当加大接地钢材横截面积或采取相关的防腐措施。对已经投入运行的机组要定期进行接地系统锈蚀检查。不能只检测引下线的接地电阻，引下线在锈断前，接地电阻可能一直是正常的，只有通过大电流负荷时才会熔断。因此在检修时，需要挖开地面，以敲击的方式检查接地体锈蚀情况。
2 发电厂电气运行过程中常见故障的预防措施
2.1对于滑环碳刷冒火故障，发电厂应做到预防检查工作
首先是保证滑环所使用的压簧属于同一型号，然后对其进行严格的压力测试，不断进行调试，最终保证每个碳刷集电环压力相等，无法统一时立即进行更换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每隔一小时发电机滑环、碳刷和压簧的运行状况，做到及时发现冒火问题的苗头，从而做出正确的处理决策，避免冒火问题乃至环火问题的出现。其次，发现发电机碳刷的长度比新碳刷长度的2/3还短时，立即更换，而更换的碳刷也必须进行电阻值的测试，在安装前进行研磨，保证其与滑环有70%以上的接触面积，避免卡涩现象的出现。再次，推广使用恒力矩电刷装置，部分发电厂使用该装置取得了良好的效果，有效预防了滑环碳刷冒火问题。
2.2 合理采取冷却手段
为了避免高温故障，我们必须让发电机在合适的温度范围内运行，但仅依靠发电机自身的冷却系统显然不能工作，发电厂必须采用其他冷却方式来处理多余的热量。目前，电厂常用的冷却方式有三种。一是气密冷却法，需要消除高成本，一般适用于一些结构复杂、环境恶劣的电厂；二是氢气冷却法，降低发电机材料消耗的方法，效果非常显著，降低散热效率将有效提高，但容易燃易爆危险；第三种是水内冷却法，是目前使用最广泛的冷却方法。由于水具有很强的散热能力，所以用水冷却效果很明显，与前两种方法相比，在冷却方法中的水成本较低，不会有任何潜在的安全隐患。
2.3 加强监控避免电压不稳
电压的恒定对发电厂和用户都至关重要。然而，由于不同的原因导致电压不稳定，使得电压问题的解决更加困难。因此，解决这一问题的最佳途径是加强电压监控，消除电压不稳定的状况。如果在日常监控中发现异常电压，应及时修复，并检查可能引起电压不稳定的因素。此外，还可以通过安装电压保护装置来实现电压控制，这对电压稳定性有积极的影响。
2.4加强设备维护以保证设备的正常运行
虽然发电机在发电厂停止运行的情况并不少见，但是由备用电源引起的故障只占所有故障的一小部分。但一旦这种故障发生，就意味着发电机内部技术故障，可能有一定的光会对设备造成损害，或者可能导致整个系统的崩溃，因此，在这个问题上不能掉以轻心。为了避免设备故障的发生，我们应加强操作电气设备定期维护和检查，以确保电气设备内部没有任何例外，消除隐患的种子，确保系统始终保持正常运行状态，保证设备的正常供电。
2.5保证接地线设计科学合理
在电气设备带电时，流向人体和流向接地导线的电流反比于各自电阻，一旦接地电阻较小，人体电流就会相应变小，这要求电气设备接地装置采用环路式接地，有效降低对地电压，即便某一处的接地线出现故障，也可以尽可能减轻故障。此外保持直接、交流系统的隔离也是一个关键因素。工作人员要重视接地系统报警，及时排除细小故障做出合理判断，解决潜在安全隐患。
2.6分析电压表和电流表的运行数据，防止漏检和错检的出现
采用红外仪、热像仪等设备检查电气设备，发现电气设备的异常发热部位，运用信息技术生成曲线图和温度场，对运行数据进行高效挖掘处理，发现电气设备的隐患。比如说，利用红外仪等设备检测电气设备发热部位的表面温度，并做好记录，然后根据电气设备的实际运行状况得出负载率，分析连接部分的接触电阻大小，对可能发生的电气事故作出科学、正确的分析和判断，然后在此基础上采取合适的措施，保证电气设备的正常运转。
3结束语
随着我国电力工业的不断发展和成长，和电力技术的快速发展，许多新类型的电气设备得到了广泛的应用，这些新型电力产能在应用的同时，电厂和电网企业带来了更多的风险和隐患，如电力设备故障在运行时发生的也越来越多，严重影响电力企业的正常运行。因此，发电厂需要建立新的电气设备运行模式，并采取一定的对策来解决这些问题，防止这些故障再次发生。
参考文献
[1]关于发电厂电气运行中常见故障的研究[J].郭景峰，杨彬.科技资讯.2013（28）
[2]火力发电厂常见电气故障处理与维护探析[J].张维策，李恒博.科技与企业.2012（17）
[3]提高电厂电气设备使用率的有效途径[J].谭勇.黑龙江科技信息.2012（03）
[4]提高电厂电气设备使用率的有效途径[J].魏大林.黑龙江科技信息.2012（03）
[5]试论火力发电厂常见电气故障处理与维护措施[J].尹健辉.科学之友.2013（01）
[6]浅论火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施[J].潘宝良.科技资讯.2012（20）
论文作者:陈磊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：碳刷论文; 电压论文; 故障论文; 发电机论文; 电气设备论文; 电厂论文; 发电厂论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;