浅论火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施

摘要：火电厂发电系统整体结构复杂，各种常见的电气运行匝地故障是由多种原因造成的。运行中，任意环节操作不当都会影响系统的发电效率和运行稳定性。因此，必须对各类常见电气故障的原因进行深入分析和调查，采取科学的应对措施，定期进行设备维护和维修，以促进火电厂和能源行业的可持续发展。

关键词：火力发电厂；电气运行；故障原因；应对措施

前言

电气设备在火力发电厂中起着不可替代的作用，没有电气设备的热电厂无法向每个家庭输送能量。与其他形式的发电厂相比，火力发电厂的电气设备更加复杂，需要更多的能源进行维护。

1火力发电厂电气运行常见故障及出现成因

1.1发电机电压波动

电压作为评判供电质量的重要衡量指标，如若实际电压值低于或高于额定值的一定比例，都将对用户用电体验、电力系统运行稳定性造成负面影响，有可能引发线路短路、供电不足等故障问题的出现，在直接与间接层面上造成严重的经济损失。例如，当发电机实际电压值高于额定值的5％时，将导致发电机励磁以及转子电流有所增加，最终导致转子绕组的工作温度升高、加快老化速度、缩减实际使用寿命。当发电机实际电压值低于额定值的5％及以上时，将导致定子绕组铁芯长时间处于不饱和工作状态，可能出现失步、震荡等异常现象。同时，在问题较为严重时，还将对关联负载设备的运行状态造成负面影响，如做功效果变差以及转速下降等。而在发电机电压值出现异常升降现象、电压波动幅度较大时，也将以此为诱因导致定子绕组工作温度处于异常现象，引发一系列电气运行故障问题，造成更大损失。

1.2发电机工作温度异常升高

发电机组作为火电厂发电系统中的核心设备与主要构成部分，其工作效率直接影响火力发电厂的电能生产效率，并在一定意义上发挥着电网调峰作用，其重要性不言而喻。因此，在火电厂运营过程中，为保障电网安全、确保实际发电量，可根据电网负荷的高低变化而进行适当增减，持续提供充足的上网电量，发电机组以及关联设备时常处于超负荷运行状态。在这一系统运行背景下，发电机组在时间、高负荷运行状态下，将持续产生一定程度的铁、铜损耗，这类损耗能量转换为热能。由于发电机组的排热性能有所不足、冷却效果不理想，难以在短时间内将转化而成的额外热能进行有效释放，加之发作者简介：刘杰，男，工程师，研究方向：发电厂及电力系统。电机组的工作环境普遍为高温环境，因此，发电机组元器件的实际老化速度远高于预期速度，设备实际使用寿命有所缩短、运行效率下滑。而在设备工作温度超过一定标准后，将引发一系列电气运行故障。

1.3备用电源自动切换不顺畅

在火电厂发电系统长时间运行过程中，受到环境、人为等因素的干扰影响，偶尔出现各类电气运行故障，如电机损坏、断电等。针对这类突发性问题，为降低问题所造成的损失，保障发电系统的安全、稳定运行，企业普遍选择配置发电机备用电源。当发电机组处于没电与断电条件时，自动切换备用电源，保证机组安全停运，并对DCS等系统进行持续供电。常见备用电源包括蓄电池以及柴油发电机。但是，在备用电源切换过程中，母线所接入电气设备都将保持减速运行状态，随着时间推移，电压持续衰减，至母线与备用电源连接时，电机将在短时间内保持加压状态，进而对电机造成不利影响，且切换电源所造成的影响程度视电机容量而定。同时，在备用电源没有得到快速启动，或是电源切换时间超过一定标准后，都将导致发电机组出现启动困难、发电机停滞等现象。

1.4电气接地问题

目前，电气接地作为保障发电系统安全、稳定运行的主要技术手段，可将其分为交流接地及直流接地两种。近年来，在我国电力事业蓬勃发展的同时，电能消耗量及用电负荷也在不断增大，导致电压等级同步提高。因此，在火电厂发电系统运行中，系统短路故障问题的出现率及故障电流有所加大，原有电气接地措施难以发挥预期保护效果。例如，在直流系统出现任意一点接地现象时，并不会引发系统短路故障问题的出现，且熔断器仍旧保持正常运行状态。但是，如若检修人员未及时发现、有效解决这一问题，将有可能以此为诱因引发接地短路故障问题。同时，当出现交流电接地现象时，电机绕组与外壳结构有可能出现接触情况，从而导致绝缘部位出现明显老化现象。这一问题的存在，对设备接地水平提出了较高要求，企业需结合系统运行情况，对原有接地保护措施进行更新补充，采取正确接地方式。

2火力发电厂电气运行故障的对策

2.1建立健全电气运行维护体系

火力发电厂电气运行中经常出现突发故障，虽然大多数故障的发生看上去是突发性的，但其实是长期的积累才导致故障爆发，而不是突然性的故障损坏。例如，发电机的故障及电气设备的老化都是长期积累才会导致爆发故障，影响电气设备的运行。对此，在火力发电厂电气运行的过程中，应当建立健全电气运行维护体系，只有及时维护，才能发现电气运行过程中可能出现的故障问题，解决安全隐患，避免故障问题的爆发。一方面，建立健全维护体系应当注重维护部门的设置。发电厂应当拥有自己的检修部门，并且要注重检修部门人员的配置。应当对检修人员不断进行培训，提升其专业素质，不仅要保证其拥有对设备的检修能力，也要增进其对电力专业设备的认知与了解。另一方面，维护体系的建立还应当包括检修时间和检修制度的确定。火力发电厂应当对检修过程提出具体要求，并详细规定检修的内容和要求，避免出现漏检的情况；需要规定检修的时间，并严格按照规定时间进行定期检修，同时，要设置不定期的问题检修，这样才能全面防范可能出现的故障。

2.2注重发电装置运行状况检查

发电组故障是火力发电厂电气运行中的主要故障问题，在解决该故障问题的时候，应当充分关注发电装置运行情况的检查。一方面，要检查发电机的负荷程度，根据不同时期可能产生的电压情况进行预估，如果出现超负荷的情况，可以提前做好准备，提高发电机负荷或者限制高峰期的电流、电压等。另一方面，在发电机运行的过程中，要加强对发电装置的例行检查，尤其要严格检查经常出现故障的区域，要保证发电机密闭系统内的清洁。同时还应当实时监测发电装置，一旦出现发热或者气压不稳等现象，要及时反馈，这样才能够避免故障的发生与恶化。

2.3科学合理设计接地线并检修

接地线是电气运行的重要连接装置，接地线的铺设有一定的隐匿性，容易被忽视，因此其故障也比较频繁。对此，在火力发电厂电气运行的过程中，应当科学合理地设计接地线。一方面，要考虑接地线的铺设区域和铺设密度，不能将接地线铺设得过度密集，也不能铺设在环境潮湿的地区，否则容易造成线路的短路现象。另一方面，接地线虽然只是起到连接的作用，但是也需要对其进行检修工作。不仅要检修线路的完整性，也要检测接地线的位置和绝缘物质等内容，避免位置的偏移或者绝缘物质的脱落对工作人员的安全造成影响。

2.5加强对运行人员的培训

发电厂应该定期组织一些培训活动，因为相关工作人员的专业技能和管理方式都会直接影响整个电气设备的运行，如果操作不当就会造成非常大的影响，影响整个工作的正常运行，因此应该不断加强对技术人员的培训，让技术人员能够正确的操作设备，并且能够处理一些紧急的突发事件。

结束语

火力发电厂的电气检修机制存在问题，电气运行人员的专业素质也有待提升，同时也缺乏应急预案。对此，火力发电厂在电气运行的过程中，应当建立电气运行维护体系，注重故障问题的检修和预防，提升检修人员的专业素质，从而实现电气运行的全面监督与管理，保障火力发电厂电气设备的正常运行，实现电力的稳定供应。

参考文献：

[1]温新宇，张健.大型火电机组故障处理策略与方法[J].中国安全科学学报，2021，31（S1）：103-108.

[2]邓飞.火力发电厂电气运行故障成因及应对措施[J].光源与照明，2020（9）：51-52.