试析电厂电气运行常见故障及其解决措施

时间：2024-04-25

房琰

上海大屯能源股份有限公司热电厂江苏徐州 221611

在信息化时代，电力是重要的战略资源对于保障民生和促进国民经济发展具有着重要的意义。因此，在当前发展阶段保障电力系统和设备的平稳运行是维护社会的长治久安的重要措施。但是在当前阶段电厂电气运行的过程中会存在许多的问题，需要相关部门立刻采取合理有效的措施排除故障，从而保障电力设备可以正常的工作，可以让电力资源的作用可以得到有效的发挥，在保障电厂自身的经济效益的同时保证国民经济的发展。

1 电厂电气运行的过程中的常见故障和原因

随着我国经济的不断发展和人生活水平的提升，电力设备的运载能力需要不断地增加才能满足信息化时代生产生活的电力需求，但是，在电力设备运行的过程中不可避免的会出现一些问题，使得电力设备无法有效的运转。工作人员需要充分的认识到，电厂电气的正常运行是保证电力事业正常发展的基础。因此，相关人员需要对常见的故障和原因进行分析，使得维修人员可以找到合适的方法进行故障的维修和排除工作，促进我国电力事业的发展[1]。

1.1 电气设备温度异常

发电厂的设备工作原理比较复杂，需要比较长的运转周期，在运行的过程中会产生大量的热量。近今年随着信息化技术的发展使得城乡居民的用电量显著的增加，导致电力设备的负荷加重，但是设备自身的散热功能并没有与时俱进，仅仅能散发部门的热量，使得无法散发的热量逐渐积累，造成设备的转机温度异常。这种不正常的温度会减小设备零件的使用寿命，无法保证设备的平稳运行，甚至由于温度过高导致设备损害，造成不可估量的损失。

1.2 厂用电源自动切换失败

在进行发电工作的过程中，相关部门为了避免电力设备工作的时候出现突发情况，往会在设备上安装备用电源自动切换系统，从而让发电设备可以在出现突发情况时依旧可以保证输电量。但是，在实际运行的过程中，由于目前我国的厂用电源自动切换设备技术还没有得完善，性能参差不齐，使得在实际应用的过程中经常会出现厂用电源自动切换失败的情况，使得厂用电源自动切换设备无法有效的发挥作用，为电厂带来损失，造成不可估量的后果。

1.3 厂用电系统接地故障

根据目前的调查结构可知，电气设备接地是目前在电厂工作的过程中经常发生的故障问题。对电力设备的平稳运行带来了威胁，无法保证发电量。造成这种故障的原因是设备自身的绝缘水平不高，绝缘水平无法满足相应的电压的等级需求。厂用系统接地故障可以分为两种类型，一种是交流接地故障，另一种是直流接地故障。

1.4 直流系统接地故障

发电厂直流系统分布范围广、裸露部分较多、电缆多且厂。所以直流电缆容易受外部环境因素（如尘土、潮气的腐蚀），使某些绝缘薄弱元件绝缘下降，甚至绝缘破坏造成直流接地。具体原因如下：①二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，年久失修、设备老化严重，设备存在损伤缺陷等；②二次回路及设备严重受潮、接地盒进水，使直流对地绝缘电阻严重降低；③某些导体掉落在元器件上造成直流接地故障。

1.5 设备运维和管理层面问题

电气设备运行、设备故障检修时对作业风险点分析以及采取的防控措施存在欠缺和不足。对电气设备故障进行检修的过程中可能会遇到的风险点、危险点分析不足，辨识不够充分，无法及时提出应对防控措施，这就要求运维或检修人员要具有较高的故障诊断和故障分析的能力。

电气设备故障检修的专业面储备不足。电气设备运行、设备故障检修时检修人员的专业知识如果不够全面，对专业知识的理解不够深刻，将导致缺乏对电气设备故障的精准判断和分析的能力，对电气设备故障无法做到应修必修，修必修好，无法及时恢复故障设备的运行，只能委外请相关有资质、有能力的外部专业人员处理，这与电气设备生产运行及设备故障检修的迫切需求不适应。

电气设备检修技术手段及技术水平相对滞后。对部分电气设备运行、维修技能的熟练程度欠缺，部分电气设备的检修人员专业技术水平参差不齐，对新设备、新技术、新工艺等技术手段缺乏更新，抱着得过且过的态度[2]。

2 电厂电气运行常见故障处理

2.1 电气设备温度异常处理处理措施

2.1.1 电动机温度异常升高

运行中的电动机温度异常升高可能由于以下几点因素造成：①电动机过负荷运行，此时应减少负荷降低电动机出力或更换较大容量的电动机；②电动机缺相运行，应检查熔丝是否熔断、开关接触点的接触是否良好，排除故障；③电动机风道阻塞或冷却风扇故障。应清除风道灰尘或油垢，检查电动机冷却风扇运转情况；④外部环境温度升高。应采取外部物理降温，如加设轴流风机等措施；⑤定子绕组匝间或相间短路。用兆欧表或万用表检查二相绕组间的绝缘电阻；用电流平衡法检查三相绕组电流，电流大的相为短路相，也可用短路侦察器检查绕组匝间是否短路，绝缘电阻不合格的电动机严禁投入使用；⑥定子绕组接地。可用万用表或指示灯检查，电阻为零的为接地相；⑦电源电压过低或过高。用万用表的电压档或电压表检查电动机输入端电源电压，及时调整厂用电压质量，保证电动机在额定电压范围内运行；⑧电动机冷却水流量降低或者中断、冷却水温过高，及时检查闭式冷却水泵、开式水泵运行情况，冷却水管道是否畅通，冷却水温度是否在合格范围内，及时调整冷却水温度，保证电动机冷却效果。

2.1.2 发电机温度异常

发电机在运行中各部温度测点出现异常及时发现及时处理：①温度传感器故障，检查温度测点是否异常造成误报警；②发电机三相电流不平衡超过10%时造成发电机温度升高，及时降低机组负荷，降低发电机三相电流，使发电机三相电流在合格的平衡范围内，若降低负荷后三相电流仍然不平衡，及时汇报省调做好停机准备；③发电机冷却系统故障，对于水冷、氢冷亦或是空冷机组，发电机冷却系统故障时发电机温度异常最常见故障，检查冷却水流量、氢气浓度、密封油压力、发电机进出风温度，及时找出故障点，及时采取措施，防止发电机非计划停运。

2.2 厂用电源自动切换失败处理措施

发电厂厂用电系统作为全厂心脏，若厂用电切换失败，可能造成某段母线失电，甚至造成全厂失电事故，给企业带来不可估量的损失。正常运行中及时检查厂用快切装置、备自投装置运行正常，无异常报警信号；机组大小修期间及时校验厂用快切装置、备自投装置切换正常；当厂用快切装置切换失败或者备自投装置投入失败时及时检查失败原因，检查柴发是否启动正常，是否为母线故障，及时投入母线正常带电运行，保证厂用电安全。

2.3 厂用电系统接地故障处理措施

在发电厂电力系统运行中，接地故障问题出现的主要原因是检修人员对发生的单点接地故障重视度不高。电力系统运行中出现电阻性单点接地情况后，接地电阻数值明显降低，无法满足相关规定，极易引发单点接地故障，进而，导致电力系统运行中出现两点接地故障。两点接地故障也和电力系统信号微弱问题处理不科学，故障隐患问题处理滞后等有机联系。与此同时，多点接地故障发生原因和两点接地故障类似，都和接地电阻数值变化有关。发电厂电力系统运行中多个点进行高阻接地，导致电阻数值不断下降，在实际处理中，检修人员要在检查、检测、分析中明确出现接地电阻问题的具体支路，对其进行科学化处理。

2.3.1 拉路法

接地故障准确判断是高效处理发电厂电力系统常见接地故障的必要前提，拉路法经常应用到电力系统常见接地故障判断中，有着较高的判断准确率，在瞬时停电方法作用下，快速、准确把握回路中是否出现接地故障。由于发电厂电力系统运行中不得随意断电，拉路法在判断电力系统常见接地故障方面存在局限性，在处理接地故障问题中，检修人员要以拉路法为切入点，在接地母线、地面中合理设置频率比较低的信号，确保发电过程中电流可以朝着接地点方向进行合理化运动。与此同时，检修人员要根据相关电流、电阻等动态变化，在弥补拉路法不足之处的过程中完善常见接地故障处理环节，在源头上高效解决，提升电力系统设备安全系数[3]。

2.3.2 直流母线电桥法与信号注入法

在判断电力系统接地故障中，检修人员可以将直流母线电桥法应用其中，针对电力母线具体情况，合理加入电阻，构建电桥平衡。一旦电力系统出现多点接地故障、非线性接地故障等，电桥平衡状态被破坏，有过电流从继电器中流过，检修人员只需要准确判断接地故障的电极方向。在此基础上，检修人员也可以将信号注入法应用到常见接地故障判断中，将发电厂电力系统运行中的低频信号顺利注入到故障母线、地面二者间，巧用钳形电流检测仪，准确检测电流系统低频信号的同时明确接地点，在应用仪器设备、技术手段中针对性处理对应的常见接地故障问题，确保故障零部件在最短的时间内正常运行。

2.4 直流系统接地故障处理措施

发电厂直流系统接地故障虽短死对设备、机组运行没有较大危害，但如果发展成为两点接地故障，就会威胁设备及机组安全稳定运行，烧毁设备、机组非计划停运，甚至威胁电网安全运行。对于发电厂直流系统接地故障主要有以下处理原则：①判断接地故障极性，分析故障发生原因；②若直流系统二次回路有工作或者设备检修试验时，因立即停止工作，拉开其电源，检查接地故障是否消除；③询问各专业是否有行启动设备，如果有应现检查该回路是否有接地故障；④阴雨天气时可对室外系统或者对由冒汽漏水等环境条件恶劣的支路进行停电检查；⑤检查临时电源是否有接地故障；⑥分割直流系统，将环路和并列回路分开，逐一切断馈线电源检查直流接地故障；⑦瞬时停电法检查不太重要直流负荷及不能转移支路，判断该支路是否有直流接地故障；⑧用转移负荷法检查重要直流负荷是否有接地故障。

2.5 加强设备检修，保证电气设备的正常运行

在发电机运行的过程中如果出现跳闸信息，就会启动厂用电源自动切换系统，切换到备用电源的情况，从而保障电力资源的平稳供应。但是，出现跳闸情况是十分危险的，对于电力供应和电厂本身会产生巨大的负面影响。一般而言，这种情况发生的概率比较小，但是一旦发生会为社会造成不可估量的损失。一般情况下，产生这种情况的原因有如下几种，第一就是发电机内部存在故障，第二种是发电机的外部存在故障，比如出现母线短路的桥梁。此外。如果在电力设备运行的过程中，保护装置存在问题也会严重使得电力设备的运行存在问题。因此，电力人员需要对电力设备进行全面的检查，如果没有发现任何问题才能调回主电源让发电设备进行工作，保障发电设备的正常运行，保证我国的电力资源的供应。

2.6 严密监视，避免出现电压不稳的情况

电压对于电力设备的使用寿命具有重要的影响。电压不稳会使得发电设备无法平稳的运行，严重缩短设备的使用寿命。但是，电压不稳现象的成因比较复杂，现在的技术手段无法有效的解决，必须在设备运行的过程中对设备的运行情况进行监控，及时的发现电压不稳的情况，并且检查相应的设备，保证电力资源的平稳供应。在必要时，可以切断部分电荷来保证发电设备的平稳运行。