摘要：随着社会的不断发展，各行业对电力的需求量越来越高，发电厂承担着为社会的发展提供电力保障的艰巨任务，发电厂的正常运行对社会的良好发展有十分重要的作用。而发电厂电气设备是保障电厂发电的重要组成部分之一，其运行的安全、稳定与否直接关系到发电量、供电量的可靠、持续与否．同时也关系到企业经济效益的提高，企业的可持续发展。因此，对发电厂电气系统常见故障进行分析，采取有效的措施及时处理故障，对发电厂的发展有极其重要的意义。
关键词：发电厂；电气运行；常见故障
1前言
近年来随着我国对电力资源供应的重视，发电厂项目建设工程越来越多，相关的电力系统领域的研究也越来越为广泛，这在极大提升我国供电规模总量的同时，也极大的提升了相关电力技术，而电力技术的提升，又反过来促进电力新设备的生产和应用，这为促进发电厂发电力及发电效率的提高发挥重要作用，为了使电能的产生和输送过程达到安全标准，就必须保证发电厂的电气运行设备性能良好，尽量避免设备出现故障。在故障已经出现的情况下，要做到及时将故障排查并解决，使发电厂的电气运行正常有序。
2发电厂电气系统常见的故障及原因
发电厂的电气系统主要由发电机、主变压器、厂用电主接线、配电设备、开关设备、保安电源、通信设备、照明设备等组成，是发电厂的重要组成部分，由于发电厂的电气系统在长期运行中，需要承受机械负荷和电力负荷的双重压力，这些压力会对电气设备的的安全运行、使用寿命等造成严重的影响，因此，分析发电厂电气系统常见的故障原因，对发电厂的正常运行有极其重要的意义。
2.1发电厂电气设备接地
在发电厂中，对部分电气设备进行接地处理，是为了有效保障设备正常运行，及工作人员的安全，然而随着用电量的不断增大，其供电电压也急剧上升，设备短路故障情况也随之增加，尤其是在电气设备接地中存在的短路故障，当前有相当一部分的发电厂，其存在的接地故障主要有以下两种：一种是直流接地故障。在直流接地中，只要不存在短路情况，其熔断器就不存在断熔情况，因此其会给检修人员造成一切正常的假象，从而使得检修人员在检修中，不注意相关操作，进而造成电气直流接地故障；另一种是交流接地故障。其主要为电动机接地故障，其产生原因主要有绕组受潮等。在当前的很大一部分发电厂中，其接地材料通常选择钢材，其接引线主要使用扁钢，而这些电气设备的长期运行过程中，会出现腐蚀及磨损情况，从而引发接地故障。
2.2发电机温度过高故障
由于电能的产生是一个持续不断的过程，因此发电厂内的发电机需要始终维持其正常运转的状态。发电机在其工作过程中会产生一定的物质消耗，主要是铜和铁等元素的耗费和流失。在消耗产生的同时会制造一定的能量，其中很大一部分为热能。由于过多热能的生成超出了发电机冷却系统的负荷能力，因此冷却系统常常无法排出热量，致使长时间运转产生的热能作用于发电机上，造成高温的工作环境，从而加速了发电机的绝缘体老化。因此，发电机的绝缘体老化很大程度上取决于其运行状态中的温度，二者之间有着紧密联系。热量产生的越多，绝缘体老化的速度越快。当绝缘体的老化程度达到极限时，就会对发电机的正常工作造成严重的威胁，并极有可能带来许多不良后果。
2.3发电厂电气设备电压值超出标准范围
电压的稳定与否与电气设备的运行正常与否有着直接的关系．一旦出现电压忽高忽低不稳定的情况，就会给电气设备造成致命打击，直至出现故障。所以。我们相关的工作人员，要将电压维持在固定值范围内，并规定一个上下浮动值。使电压值趋于一个稳定的状态。当电压过高时，就会引发电机进入高速运转状态．电流就会大幅度增加，导致电气设备温度持续增高，加快电气设备的老化，直至出现故障。当电压过低时，所出现的状态与上面完全相反，也不利于电气设备的正常运转，且较容易出现电气设备常见故障。
2.4备用电源自动切换故障
在发电厂中，电气设备在运行过程中，也常常存在断电及停电等情况，为了保障发电厂各电气设备的正常运转，往往给发电机等电气设备，同时配备了相应的备用电源。当前在大部分发电厂，其备用电源主要划分为高、低压两种类型，而发电机备用电源在类型方面的选择，则要受到发电机容量及控制模式等因素的影响，在备用电源数量的确定方面，则要受到发电厂，其发电机数量，以及其接线模式等因素的影响。而发电机这一电气设备，其在运行中常出现的故障，就是这些备用电源，在自动切换过程中，引发的各种问题。在电气设备因电量不够，而停止运转后，其备用电源便会自动启动，然而该启动过程是需要一定时间的，这就使得其母线内的相关设备，会出现降速运转的情况，且其随着启动时间的增加，其运转速率也会随之进一步降低，当启动时间超过额定值时，其就会因为相关电气设备减速过大，而导致锅炉等不能正常运转，甚至会引发发电机很难再次运转的情况，使发电机不能继续进行工作。若备用电源在额定时间内运转，并接入母线后，此过程也会引发电机故障，其原因是，电机的这个突然加压过程，会给电机带来一定的损坏，且该损坏情况因电机容量不同，而有差异。
2.5发电机滑环碳刷冒火问题
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第二，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。
3应对措施
3.1优化接地线结构
电气设备实行接地线处理，其初衷就是为了保护设备及工作人员的安全，然而由于种种原因其也成为设备故障的主要来源之一。因此为了避免其故障的发生，可以采取优化接地线结构的方式，即采用环路式接地结构，来取代以往接地线结构，该结构能极大的提升设备运行的安全稳定性，有效的减小对地电压，即使在某一接地线出现故障时，其也不会影响其他线路的正常运转，从而最大限度的降低故障带来的影响。此外，还应给电气设备配备相应的接电线报警设备，实时对接地线的情况进行监控，一旦出现异常情况，即发出报警信号，报警系统的设置，还有利于工作人员对较小故障的排查，这对于降低接地线故障引发的安全危害，有着重要作用。
3.2合理选择冷却手段
电气设备尤其是发电机等，在长期运行过程中势必会存在有大量热量，这会极大的提升发电机及其相关部件的温度，加快绝缘系统的老化等，这难以避免，因而为了解决由此引发的故障，我们可以考虑从热量的及时排出及有效的冷却方面着手。可以给发电机等设备配备性能优越的散热系统，便于其运转过程中热量的及时散出，此外还应选择合理的冷却手段，对其进行冷却处理。
当前在发电厂主要有以下几种较为使用的冷却手段：一是水内冷却方式。该方法因其使用过程较为简便且安全稳定，加之其具有良好的散热性能，因而当前该方法主要用于发电量较大的发电机组中；二是氢气冷却方式。因Ｈ２是自然气密度最小的气体，因而采用氢气作为热量的载体，其散热效果非常好，同时也能极大的降低发电厂在通风设备中的投入，然而其也存在一定缺陷，因其为可燃性气体，因而在发电厂这样一个高温工作环境下，其具有较大的安全隐患；三是密闭式空气冷却方式。该方式因其在冷却过程中，可以构建一个相对封闭的环境，因而其可以降低冷却介质与外界的接触，从而降低系统堵塞，而影响其冷却功能的充分发挥，因而该方式比较适合于发电环境较为复杂的火力发电厂。然而其缺点是，其成本较高。发电厂可根据自身实际情况，合理选择冷却手段，促进发电厂综合效益的提升。
3.3加强监控避免电压不稳
电压的恒定对发电厂和用户来说都有着至关重要的意义。但电压不稳的情况却经常性的发生，且发生的原因各不相同，这使电压问题的解决变得更加棘手。因此，针对这一问题，最好的应对办法就是加
强对电压的监控，根除电压不稳发生的条件。在日常监控时若发现电压有异常，应及时进行检修，将可能存在的造成电压不稳的因素加以排查。另外，对电压的控制还可通过安装电压保护装置来实现，对电压的保护能够对电压稳定起到积极的影响。
3.4定期做好电气设备的检修维护工作
电气设备在运行过程中，由于种种原因为出现配用电源自动跳闸，接地线短路等故障，这不仅为给设备与人员的安全带来极大威胁，还会极大的增加发电厂的经济负担，因而发电厂相关领导，应制定有关责任及操作制度，严格要其工作人员按照相关流程进行作业，明确各部门职责，将责任具体化到个人，对于出现设备运行故障，要将责任追究到个人。同时要做好电气设备的定期检查维护工作，在检查中，对于发现的设备故障隐患，要及时予以处理，并做好相关故障检修记录，对于暂时没有故障隐患的设备，也要做好其护养工作，以减少维修次数，降低维修费用等。如对于母线短路等内部故障，若没有检查出明显问题，可采取重启主电源的措施，对其进行升压处理；若属于外部故障，则可以采取将电气设备隔离处理等。而定期的检修工作，对于以上故障的防控，有着重要作用。
3.5对于滑环碳刷冒火问题，发电厂应做到预防检查工作，有效规避该类问题的发生
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。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。
4结语
发电厂承担着为社会的发展提供电力保障的艰巨任务，发电厂的正常运行对社会的良好发展有十分重要的作用，由于发电厂电气系统在长期运作中，会产生各种故障，因此，分析发电厂电气系统故障成因，并采取有效的防治措施保证电气系统的有效运行，对发电厂的发展和建设有极其重要的意义，发电厂要加强电气系统的检修管理、科学的设置接地、对发电机及时的进行降温冷却、加强电压监控，确保电气系统的良好运行，为社会的发展和建设提供有力的电力保障。
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论文作者:张静
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：发电厂论文; 故障论文; 电气设备论文; 发电机论文; 碳刷论文; 电压论文; 电气论文; 《电力设备》2017年第33期论文;