摘要：改革开放以后，我国经济得到快速发展的同时，工业发展也处于一种迅猛增加的高潮状态，因此对电量需求量在持续增长，对发电厂的要求也越来越严格。电厂为了能够满足工业发展的需求必须在对电气设备可能出现的故障做出分析，并找出解决故障的方法，加强电气设备的管理及维修工作，确保排除因电气故障而导致工业生产线的中断和安全事故。
关键词：电厂；电气设备；故障原因分析；管理
1电厂电气运行故障诊断的重要性
电厂的电气设备一旦出现故障，将会给电厂的安全运行造成严重的后果和损失，因此，对电气设备故障的及时诊断和进行相应的解决就显得尤为重要。同时，电厂电气设备的运行是否稳定将直接影响到电网整体的运行情况。对电厂电气设备的维修和管理是一个长期的工作过程，这需要电厂全体员工的协作配合。每一名员工都要不断学习，努力提高自身的业务技能水平，严格按照相关安全操作规程进行电气设备的操作。电厂要定期组织员工进行相关业务技能的培训，提升全厂的整体技术能力，以便能够更好地提升日常工作的效率。此外，相关人员应对电厂的电气设备中老化的零部件和易损件进行及时更换和处理，将电气设备运行中的安全隐患尽可能提前消除，以确保电厂的安全、稳定运行。
2电厂电气运行常见故障分析
2.1发电机冒火故障
电厂发电机在运行过程中常见的冒火故障主要体现在以下几个方面：①由于电气设备中所用的压簧有高低不同和使用期限的限制，造成该设备的元器件之间的电阻出现较大的差异。这样经过长时间的运行后，就会在2个元器件之间出现电火花的故障。②滑环和碳刷在长期使用过程中会产生一定的磨损，而后者在盒中不断摇动时在压力的作用下出现偏离，导致出现电火花故障。③不同型号的碳刷的电阻也会有所不同，因此，造成不同的电流数值，相关工作人员在进行排障时要确保使用同样规格的配件，并确保有足够的备用配件。当出现电刷过热时，要对其进行及时更换，避免因摩擦导致温度过高而出现电火花的故障。这种故障严重时会造成电厂整体停工的问题，造成巨大的损失。④由于不均衡的力矩耦合问题，电机的机组会受到一定的破坏，相关工作人员要定期维护，要对其顶部的固件进行紧固处理。由于顶部的固件常出现故障，相关工作人员要对电气设备的运行状态进行复查，确保其能够正常运行。另外，水冷却系统会因为人为因素造成堵塞，使得系统中的元器件出现过热问题，造成绝缘表层被破坏，进而造成短路。因此，我们要对给水回路的水温进行必要的监控，当其温度超出警戒线时发出报警信号，以降低其负荷。
2.2电气设备升温过快
电厂的生产一般为较长时间的连续过程，这必然会导致相关的电气设备出现损耗情况，这些损耗产生时会释放大量热量，使得电气设备运行时的温度不断升高。如果电气设备长期处在高温运行状态，其绝缘体部分就会加速老化。当电气设备长期处在这种工况下，不仅会造成电气设备的损坏，还会引起许多安全问题。电气设备升温过快主要是由于长期运行中，其金属部分的热消耗过大，而设备自身又不具有较好的散热能力，导致设备无法进行有效冷却。另外，由于电厂管理工作不善，不能及时发现设备升温过快的情况，导致电气设备的运行出现故障。
2.3发电机滑环碳刷冒火故障
电厂电气运行过程中，经常出现发电机滑环碳刷打火故障。主要原因包括以下几个方面。第一，发电机在运行过程中，电流强度会发生剧烈变化，导致卡簧出现扭曲和变形，久而久之造成接触点间接损坏，出现打火和漏电故障。第二，由于碳刷要在刷盒内反复做摆动运行，时间过久就会造成刷盒边缘磨损，造成碳刷与环绕电子电阻异常偏离，导致打火和放电故障。第三，碳刷型号复杂、型号不同，电阻值存在很大差异，产生的电流完全不同，很多时候会因为漏电而出现打火现象。这就要求工作人员排查和检修故障时，要充分掌握碳刷的电阻值，尽量选择型号相同的碳刷，并在碳刷正常承压的情况下进性碳刷卡簧压力测试。另外，准备充足的备用碳刷卡簧，标明电阻值，一旦发生电刷过热或过载情况，及时向技术负责人上报并进行维修和更换。
3电厂电气运行常见故障的应对措施
3.1发电机冒火故障应对方案
对于在电厂电气设备运行中出现的元器件冒火故障，相关工作人员可使用同一标准的螺旋弹簧以及相同规格的元器件，以调整螺旋弹簧的压力，要对各个元器件的电阻数值进行统一；相关工作人员要定期对电气设备进行巡查和检修，对出现磨损问题的配件进行及时更换和修复；要及时清理电气设备中的污垢；相关工作人员要对压簧等设备元件进行定期维护，对出现散热问题的元器件进行及时冷却和检修。
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3.2避免发电机过热
在发电机日常运行过程中，要将其运行环境的温度控制在一个合理的范围之内，避免因高温造成故障。此时，仅仅靠发电机自身的冷却设备是不行的，必须通过其他方式进行发电机冷却。当前常用的冷却方法主要有以下3种。
（1）密闭式空气冷却方案
这种方案常适用于车间环境比较差且设备结构复杂的电厂，但其需要投入较高的成本。
（2）氢气冷却方案
使用这种方案能够有效降低电机设备物质方面的损耗，减少生成的热能，并能够提升发电机工作的效率，但存在着易燃易爆的安全隐患。
（3）水内冷却方案
这种冷却方案是当前使用最为广泛的冷却方案，由于水具有极强的散热导热能力，不仅有着较好的冷却效果，而且在冷却过程中不会产生其他不良影响。
3.3发电机滑环碳刷冒火故障的应对措施
在电厂电气运行过程中，采用以下四种措施来应对发电机滑环碳刷打火故障。第一，将原来的卡簧用相同型号的卡簧更换，安装完毕后对卡簧进行压力测试，保证所有碳刷对集电环施加相同的压力；第二，要合理控制发电机碳刷的长度，通常要求碳刷长度不得少于新碳刷长度的2/3，因此要对长度达不到要求的碳刷进行更换。同时，要求每次更换碳刷的数量不得超过整个刷架碳刷总数的1/5，另外要严格控制碳刷的电阻值，要求所有碳刷电阻值必须一致。第三，要求检修人员每天必须全面检查发电机的碳刷、滑环。第四，更换碳刷前，必须对新碳刷进行研磨处理，保证更换的碳刷和滑环的接触面积不低于70%，活动顺畅且不超出规定的活动范围。
4、案例分析
某发电厂#4发电机碳刷冒烟环火与系统解列事故时间:2017年9月12日
4.1事故经过
12日18∶55，电气主值班员检查#4发电机碳刷运行正常;19∶50左右，电气主值值班员检查#4发电机碳刷运行正常，未见异常;19∶59，接班电气主值班员检查发现#4发电机碳刷冒烟打火，汇报班长、值长，有功负荷由180MW逐渐降低至5MW，调整碳刷无效冒烟发展到环火，立即将#4发电机解列。经处理，23∶10与系统并网。
4.2原因分析
①滑环本身不严，表面凹凸程度不平，引起碳刷振动。②运行工况不良，碳刷氧化膜建立不好，摩擦系数增大，温度增高。③有部分碳刷刷握表面不够光滑使碳刷发生卡塞引起冒火。④碳刷已经发热，运行人员未及时发现。⑤碳刷质量差，检修维护不到位。
4.3防治对策
（1）强化巡检发电机碳刷部位，可借助红外线测温仪装置与直流钳表装置对发电机各碳刷温度情况与碳刷电流情况进行详细测量，若发现碳刷电流存在偏小现象或存在无电流现象，应及时联系检修人员来调整，经调整后碳刷电流仍不达标的话，应及时更换碳刷，把电流不平衡现象，气膜现象、氧化膜现象以及卡阻现象等都应彻底排除，以确保碳刷可实现安全稳定运行;对碳刷冷却风机进行详细检查，看其是否能正常运行，同时应注意观察刷柜及刷架上是否存在积垢现象，一旦发现存在严重积垢，应及时安排清理;重视检查电刷刷辫有无缺陷，是否能很好的连接电刷，实际运行时发热现象严重与否，会不会触碰相关机构件，滑环表面是否存在变色现象，过热现象等问题。此外当发现碳刷上部比刷握低或平齐与刷握时，应及时更换碳刷，且更换时应选用同型号，同形式的碳刷。最后还应做好电气设备的检查工作，应及时修理，甚至更换哪些磨损较严重的碳刷，并应定期清理电气设备表面沉积的污垢。选用的各碳刷型号规格都应相同，以确保各压簧压力都可调至同一水平，并对各滑环碳刷阻值进行协调统一。应定期检查滑环碳刷工作情况及发电机压簧工作情况，一旦发现它们存在问题，如碳刷发热严重，压簧工作压力不足等问题，应及时进行相应处理。运行人员加强对碳刷检查次数，发现异常立即处理，并提高检修人员维护质量。
5、结论
电厂电气设备能否正常运行，关系着从业人员的生命安全和工业生产的正常运行，是一项责任重大的工作。电厂相关部门要不断探索新的方式方法提升其管理和维护水平，来有效保障设备的正常运行。在保证企业效益的同时，也能让为社会发展做出更大的贡献。
参考文献:
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[2]焦凯，孟繁超.论保障电厂电气二次设备可靠运行的途径探讨[J].电脑知识与技术，2017，（30）：88-91
论文作者:方健
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
标签：碳刷论文; 电厂论文; 电气设备论文; 发电机论文; 故障论文; 卡簧论文; 现象论文; 《电力设备》2018年第26期论文;