摘要：近些年我国国民经济快速飞速发展，它促进了工业的快速发展，发电厂作为工业发展中必不可少的一部分，作为电能产生的源泉，人们对持续供电的需求日益增大，随着电力负荷的增加，发电设备的性能要求越来越高，电气设备的高强度运行，这对发电厂来说是一个发展机遇，这是一个前所未有的挑战如何保证电力的正常运行是当前大型电厂的重点。并且在发生故障时能够防止电源的维护是非常重要的，因此正确判断电厂设备的运行故障是非常重要的。注意从多方面考虑和解决具体问题，以改善电厂电气设备安全运行管理的现状，并找到相应的对策。
关键词：发电厂；电气设备；运行；常见故障；解决策略
引 言
发电厂主要由锅炉及其附属设备、汽轮机及其附属设备、发电机及励磁系统、电能变换部分等构成。其中，后两个部分涉及大量电气设备，是发电厂运维检修的重点。本文将剖析发电厂电气设备的常见故障，并提出针对性措施，以期为提升发电厂电力生产的可靠性提供借鉴。
1 发电厂电气设备运行故障判断
发电厂是将化石能源转化为符合传输要求的电能的单位。发电厂的工作主流程为供用电流程，涉及的电气设备有发电机、变压器等。此外，发电厂的正常运转还需要厂用电流程的支撑，厂用电流程用于场内综自设备、继保设备等的控制以及照明、事故应急等场合，其涉及的设备有配电器、开关等。由于发电厂设备振动大、磨损快，环境中粉尘多，因此电气设备出现故障的概率较大，需要作细致分析。
1.1 发电机温度过高
对于发电机温度过高的情况，原因是发电机的连续工作循环通常很长。处于高强度的持续运转中。一旦设备因为持续工作而内部产生高温，就会直接对内部的零件造成影响。是内部零件（铁、铜）耗损，随之产生大量的热能，使得电气相关设备的温度骤升。长期如此，加速了设备表面绝缘层的老化，甚至直接脱落，设备使用年限大大缩短。
1.2 备用电源自动切换故障
电气设备故障突发情况较多，应对各种不确定性，发电厂通常会备有备用电源供突发情况时使用，当发生突发状况时，启用备用电源保证发电厂正常运转。但由于备用电源是自动切换，又存在着更多的不确定性，通常也是由于备用电源的供电不足及切换启动的时间过长而导致设备无法正常运作，导致续航能力降低。
1.3 电气设备电压超载
在一定标准范围内，发电设备才能正常的工作。但是某些时段，电气设备的电压会发生超载情况，设备运行失败，电气设备压力过大也会导致短路和电路熔断。更严重的是，还会由于温度过高大致火灾的发生。发电厂的损失和对工人生命的威胁。对于发电机设备的整个系统，当电压高于额定值时，励磁会增加（由于设备容量的变化），转子电流增加，温升效应增强，加速了设备的老化，增加了铁/铜的损耗。当电压低于额定值时，诸如卷绕芯的发电机部件的稳定性恶化，设备不能正常稳定地操作，并且发生单元的异常振动。
1.4 电气设备接地故障
如果接地系统发生短路故障，将带来很大的安全隐患。设备在接地的情况下才能正常运行。一旦发生了接地故障，大部分原因是由于相关工作人员对接地工作的轻视，未按严格要求操作，当点击超负荷工作后设备短路，处理不好直接危及工作人员的生命。直流接地故障不会出现短路情况。保险丝没有烧断，导致维修人员误认为一切正常，导致故障扩大；交流接地故障，例如由电机绕组中的湿气引起的接地故障。
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2 应对措施
2.1 冷却手段合理化
为杜绝因热量累积而造成的温升效应，必须及时排出发电机设备体系的热量，并引入有效的冷却手段。根据运行统计，当前用于发电厂的主要冷却手段有：（1）水内冷却方式。该方法使用简便、安全稳定，且散热性能良好，一般被用于发电量较大的发电机组中。（2）氢气冷却方式。H2密度小，用其作为热量载体将取得非常好的散热效果，同时无需在通风设备中投入较多资金，但H2极易可燃，存在一定安全隐患（发电厂是高温工作环境）。（3）密闭式空气冷却方式。该方式以相对封闭的环境作为冷却工作环境，可以显著减少冷却介质与外界的接触，这样就能避免系统堵塞，充分发挥冷却功能。该方式宜用于发电环境较为复杂的火力发电厂，但是成本相对较高。综上，不同类别的发电厂可结合自身情况，在科学论证的条件下合理选择冷却手段，以提升发电厂综合效益。
2.2 完善电气设备的定期运检工作
发电厂电气设备所出现的备用电源自动跳闸、接地线短路等故障，从根本上来说是运维不到位造成的。因此，首先要梳理相关责任体系（明晰各部门、各岗位职责，责任到个人），完善操作制度（严格要求作业人员遵循操作流程），一旦出现非特殊原因设备故障，将追究相关人员的责任。其次要切实履责电气设备的定期运检工作：（1）在日常巡视中，一旦发现设备故障征兆或隐患苗头，应合理安排设备运行方式，对其进行及时有效的处置，并做好检修记录；（2）对于暂时完好的设备，要按规定做好养护工作，以缩减维修频率；（3）引进高科技检测手段，如红外检测、在线监测等，尝试状态检修模式。对于故障的紧急处理：（1）若为母线短路等内部故障，经细致检查后未检出问题，则可重启主电源；（2）若为外部故障，则应将电气设备隔离后再行处置。
2.3 依托实时监控维系电压稳定
稳定、合规的电压对于发电机等电气设备的安全可靠运行起着不可替代的作用。但电压变化只在瞬息之间，且引发电压不稳的因素较多，很难一一把控。因此，必须对关键点的电压实施在线实时监控。一旦出现电压超限报警，应立即对相关电气设备的运行工况进行查验，若发现确实存在运行异常，可根据事先编制的应急处置条例酌情切除部分负载，以使电压回归正常水平。当情况较为严重时，则应直接拉闸主电源，以保障设备和人身安全。另外，为了达到智能化处置要求，应该给重要电气设备增配电压保护装置。例如，对直流系统蓄电池充电模块中的高频整流开关增配失压脱扣装置，可在全厂失电后恢复厂用电的情况下避免烧毁充电模块（全厂失电后恢复厂用电过程中，直流充电模块除了承担蓄电池充电任务外，还要承载直流油泵的工作电流，可能会因负载过大而烧毁）。
2.4 优化接地线结构
虽然接地故障占据发电厂电气设备故障的比例较大，但对电气设备设计接地线是为了保护设备及工作人员的安全，不能予以更改。为了尽可能避免接地故障的发生，一个行之有效的措施就是优化接地线结构。例如，采用环路式接地线结构。该结构的优势是某一接地线发生故障不会影响其他线路的正常运转，能大幅提升设备运行的安全性。另外，为了提升电气设备运维的智能化水平，以实现对接地线情况的实时监控和故障快速排查。
结束语
总而言之，发电厂电气设备是否能正常运行，关系到发电厂的发展，其操作系统又极为复杂，对其安全性和稳定性的合理控制是必不可少的。以及人们日常的需求，因此工作人员对相关问题必须予以高度的重视，积极采用有效的应对措施排除故障，做好检修，以相关大数据统计为依托，详细分析发电厂电气设备故障，确保电气设备稳定安全运行。
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论文作者:王思扬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：发电厂论文; 电气设备论文; 故障论文; 设备论文; 电压论文; 接地线论文; 发电机论文; 《电力设备》2019年第7期论文;