试论发电厂电气设备运行中常见故障及解决办法

试论发电厂电气设备运行中常见故障及解决办法

赵俊霖

（重庆电力高等专科学校400053）

摘要：随着社会经济的不断发展和全面进步，我国对于能源的需求量也在不断提高。其中电力资源作为我国各项基础建设都必须用到的重要能源，对于电力资源高效安全的使用对于保障人们的正常生活的用电质量、维持企业生产建设、推动社会经济进步发展都有着重要的作用和意义。随着电力系统的快速发展，一些较为严重的问题也不断暴露出来，尤其是发电厂电气设备运行中存在的主要故障，不仅严重的威胁着电气设备相关工作人员的生命安全，更会对整个电力行业的持续健康发展带来一定的阻碍作用，所以对于发电厂电气设备运行中的相关问题进行探讨分析并找到合理的解决措施有着重大的研究意义。

关键词：电气设备；发电厂；故障分析；解决办法

随着能源经济时代的全面到来，能源的安全稳定以及效率使用，对于一个国家的社会经济持续发展来说，有着重要的意义和作用。近年来，我国社会经济发展迅速，各行业领域的建设事业都在蓬勃发展，我国对于能源的需求量也正在不断增加，而电力资源在各类能源中作为一种清洁高效的能源，必然会在我国现阶段以及未来的社会经济发展中发挥着巨大的作用。我国对于电力资源的供应一向高度重视，发电厂项目建设工程日益增多，电力系统的相关领域研究与应用也越加广泛，这不仅有效的提升了我国的供电规模总量以及相关的电力技术研发，同时也进一步促进了发电厂发电效率的全面提高，为我国整体的电力行业带来了巨大的经济利益。然而在电力系统以及发电厂快速发展与建设同时，也不断暴露出了一些较为严重的问题，其中尤其是发电厂电气设备在运行过程中出现的相关故障问题，这不仅威胁着电气设备工作人员的生命安全，也严重阻碍着整体电力行业持续健康的良性发展。所以对于发电厂电气设备运行中的相关故障问题进行研究分析，就有着重要的意义和价值。

1.电气设备运行过程的分析介绍

在当前我国绝大多数的发电厂之中，主要应用运行的电气设备包括配电设施、变压器、发电机以及一些其他相关基础设施等。对于发电厂电气设备运行过程的分析与检测以及对于实际运行质量的评价，主要是观察发电厂电气设备在运行的具体过程中是否稳定以及安全，并且还要检测整个运行过程中是否具有良好的实际操作环境和简单便捷的操作流程。而主要应用于发电工作流程的电气设备有外部用电流程设备以及内部用电流程设备。很明显，前者是发电厂通过输电网络向外部建筑和基础设施供电的电能输送设备，而后者是用于发电厂自身内部的供电装置。随着电力技术的不断发展进步以及创新研发，各种性能更加良好和稳定的电气设备投入到发电厂的具体生产使用过程之中，虽然的确很大程度上带来了发电厂供电效率的提升，但同时也因为技术与设备的磨合问题而引发了不少电气设备的运行故障问题，对电气设备相关工作人员的生命财产安全带来了一定威胁，也严重阻碍着整体电力行业持续良性发展。而一些较为严重的电气设备故障包括发电机组长时间高速运行所引发带来的振动故障，各电气设备部件的长期摩擦所引发的部件功能失灵，比如滑环的掉落和刷头的严重磨损，以及压缩弹簧因为长时期的供电使用而失去压缩效用，带来电气设备的一系列严重问题。

2.电气设备运行过程中常见故障分析

对于当前的绝大多数发电厂来说，主要用于发电的电气设备有变压器、配电器、发电机、能效开关以及供电输送箱等等，发电厂电气设备运行的主要目的就是为了高效、安全以及稳定的向区域范围覆盖内的所有功能设施进行电能输送。但是目前对于我国的用电地区来说，对于电能的需求持续增加，这就会造成发电厂持续不停的向每一个用户进行供电，进而造成电气设备没有间断的持续运转，在这一过程中，电气设备在高热、快速的运转状态下承受的压力过大，一旦超过电气设备本身的范围极限，就会出现故障，从而引发设备的各种使用安全问题。在发电厂电气设备的运行过程中，经常出现的故障问题有以下几种情况：

（一）备用电源自动切换装置故障

在发电厂电气设备的正常运行过程中，也会出现临时的断电或停电等意外情况发生，而为了确保在这种意外出现时电气设备仍然能够维持正常的工作状态向城市持续输送电能，就会对发电厂的功能性电气设备配备相应的备用电源。一般来说电气设备的备用电源分为高压和低压两中类型，而我国的大部分电厂为了节约成本，都会选择低压备用电源作为电气设备的临时替代装置。正是这样，会很容易引发发电厂电气设备的运行故障。因为当出现断电以及临时停电此类情况是，电气设备因为电量不足会瞬间停止运转，而为了确保电能的有效转化与传送，备用电源就要自动进行切换，但是突然的停电并不会造成电压的迅速下降，在断电前电气设备已经维持到了一个相对稳定的高压状态，但是备用电源进行切换后自动替代时却处于一个完全没有通电预热的低压频段，这就会造成备用电源并不会立刻完成启动，需要一段时间的电压适应和设备预热，如果这一段时间能够平稳过度，自然也能够实现备用电源的自动切换，完成对电气设备的成功替换。但是这一段时间其实是非常危险的，因为电压的两端不平衡，会使的母线内的相关设备都出现降速运转的情况，启动时间越长，这样的降速运转就会越明显，而一点启动时间超过额定值时，就会因为电气设备减速过大而导致所有电器运行设备都出现电压不稳的情况，进而会引发发电机不能正常运转，出现严重故障。

（二）发电机温度太高

发电机设备是发电厂中相对来说最为重要的电气设施之一，对于现在需求日益扩大的供电量来说，发电机作为生产电力能源的主要设备其使用也是越加频繁。在现如今的发电厂中，发电机设备常常需要长期持续不停地进行工作，这也是导致这一电气设备出现故障的重要原因。发电机在长期的供电工作过程中会出现持续的金属损耗，尤其这种连续不停的工作状态，会在造成金属损耗的过程中将很大一部分能耗转变为热能，使得发电机设备在持续的工作中产生高热的温度，这样发电机不仅要连续不停地进行运转工作，还要在一个高热的状态下进行工作，这样就严重超出了发电机设备的承受范围，导致发电机表层的绝缘体加速老化过程，不仅会极大的缩短发电机有效的使用寿命，也会因为高热而造成发电机功能失灵，引发重大故障。严重情况时，这样的高热运转说不定还会引发发电机爆炸，从而造成安全事故为发电厂工作人员的生命安全带来严重威胁。

（三）电气设备接地故障

在发电厂中一般都会对部分高压运转的电气设备进行接地处理，这样一方面是为了有效的保障高压电气设备的安全运行，另一方面也是为了确保相关工作人员的工作安全。但是随着用电需求量的不断增加，这些高压电气设备为了满足增长的电能供应其供电电压也在不断上升，而因为先期的接地处理一旦这种电压超过了一定界限就会在接地的情况下出现短路现象，从而引发高压电气设备的运行故障。对于当前的绝大多数发电厂来说，高压电气设备的接地处理装置都会选用钢材作为材料，其接引线也主要选用扁钢，而对于钢材来说，在长期的高压运转状态下是很容易出现腐蚀以及磨损的现象，一旦出现这种情况就会更加容易引发高压电气设备的短路故障。

（四）电气设备电压过载

发电厂电气设备只有在稳定合理的电压下进行工作运行才能保障其供电效能的最大效率发挥，一般来说，电压过高过低都会引发设备的运转故障，正常的电压功率范围应该维持在其额定值的5%之内，上下浮动，但是不能超过这一变化界限，不然就会出现电气设备电压过载，从而引发电气设备的故障情况。一旦电气设备的运行电压超过了这一额定值时，就会造成电气设备的容量的变化，从而使其励磁提高，转子电流加大，进一步导致其温度上升，加大电气设备的老化速率，同时温度的升高，还会加快铁铜等电气设备部件金属的损耗，进而引发一系列严重的故障问题。

3.电气设备运行过程故障问题的解决办法

（一）合理选择冷却手段

发电厂的电气设备，特别是发电机设备，在连续不停的长期运转工作中都会产生大量热能，而且因为是连续的工作运转，大量的热量并不能得到及时的释放，反而会在电气设备中产生积压，这就会极大的提升电气设备及其内部部件的温度，加快绝缘系统的老化，从而引发严重的设备故障。所以为了有效的解决发电机等电气设备连续运转工作中热量积压过大这一主要问题，我们可以考虑从热量的及时排出以及有效冷却手段。可以给发电机等电气设备配备性能优越的散热系统，便于其运转过程中热量的及时散出，同时还要配合有效的冷却处理手段，多方面的对发电厂电气设备进行降温处理。一般来说在发电厂内我们主要采取的冷却处理手段有水内冷却方式，氢气冷却方式以及密闭式空气冷却方式，三种冷却方式中密闭式空气冷却方式成本较高，在具体的电气设备冷却处理过程中要根据实际情况选择合适的冷却处理方式，有些高温危险的电气设备一定要选用密闭式空气冷却方式进行降温处理，不能一味追求经济利益而产生严重的安全危害。

（二）定期做好电气设备的检修维护工作

电气设备在长期的持续工作中肯定会出现设备的老坏、电源的自动跳闸以及接地线路破损短路等故障的发生，这些情况不仅会威胁到发电厂工作人员的生命安全，也会为发电厂造成严重的经济损失。所以要对发电厂电气设备做好的定期的检查与维护工作，在检查中对于发现的设备故障隐患一定要进行及时的处理与维护，并做好相关的故障检修记录，对于暂时没有故障隐患的设备也要及时保养，定期复查，全面确保电气设备的安全有效运行。

同时也要对电气设备的接地线进行结构优化和定期维护，因为地面位置的接地线结构最容易受到腐蚀和损坏，最好采用环路式接地结构，有效的减小对地电压，最大限度的确保电气设备运行的安全稳定，但还是要及时的检修与维护保养。

（三）实时监控，保障电压稳定

电压的合理稳定，对于发电机等电气设备的安全高效运行，有着重要保障作用，所以要对发电厂各电气设备的运行工作电压进行实时监控工作，如果在电气设备运行过程中出现了低压或者高压的异常现象，一定要及时检测，对故障问题进行解决处理。若是在正常的工作运行中出现电压过高或过低的严重异常现象，可以采用负电荷的应急措施使电压向回复到正常水平以维持设备的正常运行，在后期再进行逐一的检查处理。还应该给各电气设备配备相应的电压保护装置，根据实时监控状态，合理使用保护装置，对异常情况进行及时处理。

4.结语

综上所述，随着电力行业的不断发展进步以及电力电气设备的广泛应用，电力设备运行过程中出现故障与问题也越来越多，这给发电企业带来极大安全隐患的同时，也严重阻碍了发电厂发电效率的提升，所以我们要积极的对发电厂电气设备的故障问题进行研究研讨，寻求合适的解决措施，以有效的手段保障电气设备安全稳定的高效运行。

参考文献

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[3]郭启禄,张坤.发电厂电气设备运行中常见故障及应对措施[J].科学中国人,2015,08:8.

[4]李苑杰.发电厂电气设备运行中常见故障问题的研究综述[J].科技与创新,2014,17:29+31.

作者简介

赵俊霖,男,汉,本科；职称：助工；研究方向：发电厂变电站运行；供职单位：重庆电力高等专科学校；供职单位所在省市：重庆市；单位邮编：400053。