火力发电厂电气运行中故障原因及应对方法

引言

在能源转型与电力需求持续增长的背景下，火力发电厂依然是我国电力供应的重要支柱。随着设备大型化、自动化水平提高和运行负荷增加，火电厂电气系统的运行工况更趋复杂，受多种因素影响，发生故障的概率和影响范围均显著提升。电气系统故障不仅可能造成设备本体损坏，诱发机组非计划停运，还可能威胁到电网的安全稳定和企业的经济效益。传统的电气管理模式和检测手段已难以完全适应现代火电厂对高效、智能、安全运行的要求。近年来，随着智能化、信息化、数字化技术在电厂的深度融合，火电厂电气系统的状态感知、异常预警、精准诊断和应急处置能力大幅提升，但实际运行中故障隐患依然突出。分析火力发电厂电气运行故障的成因，研究科学高效的防控与应对方法，是保障电厂设备安全、提升供电可靠性和促进行业可持续发展的必然要求。本文聚焦火电厂电气运行的实际问题，系统探讨主要故障类型与原因，梳理智能化背景下的预防、检测和应急措施，提出优化电气管理和风险防控的系统性思路。

一、火力发电厂电气运行常见故障类型与成因分析

火力发电厂电气系统包括发电机、变压器、开关设备、断路器、母线、电缆和辅助保护控制装置等核心设备。在高温、高压、大电流、强电磁环境和连续运行工况下，各类设备易出现如下常见故障：一是短路故障。短路可能发生于定子绕组、母线、开关设备或电缆中，常因绝缘破损、设备老化、机械损伤或外部导电物引入。短路事故会引发电流剧增、热量积聚，严重时导致设备烧毁和连锁停运。二是接地故障。电气设备绝缘击穿、潮湿侵蚀或外力损伤可致相对地绝缘失效，出现单相或多相接地，易诱发电气火灾、人员伤亡和设备损坏。三是过载与发热故障。长期超负荷运行、散热条件恶化、风冷或水冷失效等，都可能导致设备局部或整体温升超限，绝缘性能劣化，进而引发热击穿。四是绝缘退化。绝缘老化是设备运行寿命和安全的最大威胁，受热、机械、电应力、化学腐蚀、环境污染等长期作用，导致绝缘电阻下降、局部放电频发。五是开关与保护装置故障。开关误动、拒动、机械卡滞，继电保护装置失灵或整定不当，均可造成电气故障扩展，影响事故切除和安全隔离。六是谐波干扰和外部扰动。大型变频设备、非线性负荷或雷电冲击、电网电压波动等外部因素，会引起电气系统谐波畸变、过电压、瞬态故障等异常工况，影响设备安全。以上故障往往具有突发性、隐蔽性和多样性，不仅成因复杂，且互为影响、易于扩展，给电气运行管理带来极大挑战。

二、火力发电厂电气故障的传统防控与其局限性

传统电气故障防控以人工巡检、定期测试和经验判断为主。主要措施包括绝缘电阻测试、耐压试验、热成像巡检、局放检测、保护装置测试、设备定期检修与状态评估等。这些方法在提升设备安全系数、发现明显隐患等方面发挥了重要作用，但也存在局限：一是检测周期较长，动态异常和隐蔽故障难以及时发现；二是依赖人工经验与主观判断，数据分析和故障定位的科学性不足；三是信息孤岛现象突出，设备运行数据未能实现集中共享与智能分析，难以支撑设备全生命周期健康管理；四是应急响应手段单一，对突发大面积故障的协同处置和事故扩展的动态预警能力有限。随着自动化、数字化和智能化技术的发展，电气系统的状态监测和预警管理水平不断提升，倒逼传统防控体系加快向智能化、综合化、精细化转型升级。

三、智能化与信息化在电气故障检测与应急管理中的作用

智能化检测技术是提升火力发电厂电气运行安全性的关键。通过布设高精度智能传感器，实现对设备温度、电流、电压、局部放电、振动等关键参数的实时采集，结合数据平台的大数据分析和云端存储，实现设备状态的动态监测和趋势预测。人工智能算法可对历史和实时数据进行特征提取、模式识别和故障诊断，极大提升故障识别的准确率和响应速度。以机器学习、专家系统、深度神经网络等为核心的智能检测平台，能对复杂工况下的多类型、多点位异常进行精准定位和智能预警。信息化平台实现了运维信息的集成共享与多系统联动，自动生成巡检计划、检修建议和应急预案，推动设备健康管理向全生命周期管理升级。智能运维平台还支持远程监控、在线指导和故障处置，提升了突发故障的应急响应能力。实践表明，智能化与信息化的深度融合，不仅优化了电气设备的预防性维护策略，还为火电厂安全生产和科学决策提供了数据基础和技术支撑。

四、火力发电厂电气运行故障的系统性防控与应对措施

为有效应对电气故障，需构建多层次、全流程、闭环式的综合防控体系：第一，强化设备全生命周期管理。从设计选型、安装调试、运行维护到报废更新各环节，加强设备健康档案管理与风险评估，科学安排检修与更换计划。第二，推广智能在线监测与大数据平台。加快智能传感器、工业互联网、智能运维等技术应用，实现对关键设备的全覆盖监控和趋势分析，及时发现和预警故障隐患。第三，完善继电保护和自动控制系统。结合电厂实际工况，合理整定保护参数，优化保护配合策略，确保故障能被迅速隔离、切除。第四，强化运维团队技术培训和应急演练。提升运维人员专业素质和现场应急响应能力，完善应急物资储备和多部门协作机制，确保突发事件能高效、科学、安全处置。第五，加强标准化与信息化融合。建立统一的运维标准和智能管理平台，打通信息孤岛，实现设备状态、运维数据、事故处置等信息的全面集成与协同应用。

五、结语

火力发电厂电气运行故障呈现出复杂、多样且突发的特点，这不仅对设备质量和技术管理提出高要求，也考验着企业的智能化运维水平。当下，自动化、信息化与智能化手段日益普及，电气系统在故障检测、预警以及应急处置方面的能力正不断提高。展望未来，为保障火电厂电气系统稳定运行，需持续发力推进智能监测体系建设，实现设备状态的实时精准感知；强化全生命周期管理，从设备选型到退役进行全方位管控；落实标准化运维流程，提升运维效率与质量；构建多层协同的风险防控体系，提前化解潜在风险。如此，方能助力火电厂电气系统安全、绿色、高效运行，为能源产业和电力系统发展筑牢根基。

参考文献

[1]姜洪,张连峰.浅谈火力发电厂电气运行中的故障原因以及应对措施[J].黑龙江科技信息,2015,(33):82.

[2]刘双强.火力发电厂变压器故障预警与诊断系统研究[J].仪器仪表用户,2025,32(07):116-117+120.

[3]薛飞.火力发电厂电气运行中的故障原因与应对策略[J].决策探索(中),2020,(11):70-71.