试论热电厂电气运行中常见故障及相关措施

试论热电厂电气运行中常见故障及相关措施

李彤

中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司，天津市300000

摘要：电气设备是热电厂的重要组成部分，其实际运行状况直接影响热电厂运行效率及经济效益。然而，热电厂需持续运行，以确保人们的生产生活供电需求得到良好满足。在这一过程中，由于各种因素的影响，不可避免地会有一些电气设备发生故障，导致热电厂生产效率及运行稳定性降低。这就要求热电厂相关人员定期对电气设备进行检查，及时发现电气运行故障，并采取有效对策加以解决。

关键词：热电厂；电气运行；故障；措施

热电厂的电气设备由变压器、用配电装置、变电站设备等组成，在电气设备安装与运行中，必须有效满足供配电需求，以满足生产生活正常用电。为确保电气设备运行稳定性，需定期检查电气设备，必要时对电气设备的运行进行监控，及时发现并排除电气设备运行中的隐患，确保电气设备安全稳定运行。在电气设备运行中，电路电源与发电机易发生故障，这将对热电厂的正常电气运行产生很大影响，所以需采取有效措施解决电气运行中的一些常见故障，以确保热电厂电力运行的可靠性。

一、热电厂简介

热电厂装机容量受热负荷大小、性质等制约，机组规模要比火电厂主力机组小很多。热电厂由于既发电又供热，锅炉容量大于同规模火电厂。另外，在发电的同时，还利用汽轮机抽汽或排汽为用户供热的火电厂。一般发电厂采用凝汽式机组，只生产电能向用户供电。工业生产和人们生活用热则由特设的工业锅炉及采暖锅炉房单独供应，这种能量生产方式称为热、电分产。热电厂原理先由锅炉产生蒸汽，然后送入汽轮机，汽轮机转动带动发电机发电。汽轮机的排气进入到一个叫凝汽器的冷端设备，凝结成水，由凝结水泵送往给水泵，再进入锅炉，这样就为一个循环。

二、电气运行概述及常见故障原因

热电厂的电气系统一般由主接线、发电机、变压器、开关设备、配电设备组成，整个电气系统包括两个工作流程，即厂用电、供用电流程。电气系统的基本工作要求是安全、稳定，并具有良好操作性能。

导致电气运行故障的因素较多，在机组运行中，由于发电机常高速运转，滑环等故障常发生，长时间的高速运转摩擦会不断磨损刷头，刷架周围也会出现污垢，这可能会导致碳刷的震动幅度过大，偏离原有集电环，长期来看，会引起设备失火。除碳刷的运行状况外，压簧也会对电气运行产生一定影响，由于压簧出厂时间及使用时间不同，使压簧压力产生差异性，若同级滑环上的碳刷电流过大，压簧会磨损，甚至会产生火花。在电气设备实际操作中，若工作人员未及时发现碳刷的严重受损发热现象，也会导致碳刷失火，从而影响电气系统的正常运行。

三、热电厂电气运行中存在的故障

1、备用电源故障。备用电源通常用于电气运行中，主要是为了防止发电机在使用时发生断电故障，备用电源能及时供电。在热电厂中，有两种备用电源，即高、低压电源。在实际使用中，发电厂需根据自身情况确定发电机数量和形式，并确定备用电源数量。此外，所选备用电源必须具有自动和手动双档位切换功能。当实际档位切换时，电气设备会出现电压变低、运行强度放缓的现象；然而，一旦换档完成，电气设备的电压将在瞬间达到电压峰值，设备将受到瞬间电压的较大冲击，虽不会立即导致设备瘫痪，然而，这将在一定程度上缩短电气设备的使用寿命。特别是，由于仪器老化等不利因素，一些备用电源的切换间隙较大，从而增加了电气设备受损概率，有时甚至可能直接烧毁设备，使其无法再次启动。

2、发电机电压故障。为保证用电的安全稳定，发电厂需保证输出电压的稳定，避免电压过高或过低现象，并确保电压能维持在规定范围内。通常，为保证电压的稳定，热电厂往往通过增加励磁来达到维持稳定电压的目的。然而，在增加励磁过程中，发电机的工作温度会升高，增加铁的损耗量，加速绝缘老化速度，导致发电机运行中存在较大安全隐患，从而影响发电机运行功率。

3、电气接地故障。由于社会经济发展中用电量的不断增加，为满足用电需求，热电厂的发电机一直处于高负荷运行状态，这也导致电气设备在运行中极易发生短路问题。电气接地故障较常见，主要是交流、直流接地故障。其中，交流接地故障多由电机壳及绕组受潮引起，当发生直流接地故障时，需及时处理，以有效避免接地短路故障的发生，确保电气系统安全稳定运行。

4、发电机工作温度过高。在热电厂运行期间，发电机一直在高负荷下运转，运转时产生的热能会导致发电机工作温度升高，不仅会加速发电机绝缘体的老化速度，还会对发电机的正常运行产生很大影响。这要求发电机冷却系统充分发挥其重要作用，一旦冷却系统不能有效缓解铜耗产生的热能，会致使发电机运行温度无法降下来。

四、热电厂电气运行故障的应对措施

1、加强备用电源的设备维护。为提高电厂电气设备的运行水平，热电厂应定期检查维护主电源设备，以最大限度地降低主电源故障率。收集备用电源切换中出现的故障及相关信息数据，并邀请专家根据这些数据信息调整备用电源的切换流程与方式等，以确保在电气设备发生故障时主电源顺利切换到备用电源，为热电厂的正常运行提供有力保障。热电厂应制定完整的电气设备检修管理制度，明确员工的责任和义务，严格规定相关员工的检修范围、周期、流程，定期对电气设备进行排查、检测，以防止电气设备在突然断电时的二次伤害。加强设备维护管理和安全队伍建设，定期对技术人员进行以人为本的专业教育培训，不断提高其技术能力和职业素养。

2、加强日常电压监控。在电气设备运行中，若电压不稳定，将导致电气设备出现许多故障，因此应加强对电压的日常监控。在电气设备运行中，应随时检测电压运行状态，发现异常应及时调整。通过安装电压保护装置来稳定电压，当电压超过规定限值时，保护装置将采取预定的保护措施，以防止安全事故的发生，并确保电气设备处于安全稳定的运行状态。

3、优化设计接地线结构。在电气运行中，科学合理的接地线设计结构能有效减少故障的发生，保持电气系统的正常运行，可将传统接地线改为环路式接电线，同时安装接电线报警装置，这样能避免发生直流、交流接地故障，提高接地线安全性，防止接地线故障对电气运行的影响。若电流互感器多点接地，且方向与大小相反，则只需检测永久接地点的电流即可判断二次回路是否在两点接地。万用表也可用于测量屏蔽层的电阻，若电阻值增大，则表明存在接地线虚接现象。

4、加强检修及线路冷却处理。热电厂应根据当地气候特点和降雨情况，科学合理地制定传输线路故障处理措施，如派遣专业技术人员进行现场勘查，动态跟踪电气设备运行情况，及时更换无法正常运行的电气设备。雨雪期间，为防止设备受潮损坏，设备应采取防潮、防尘、防腐、防雨等防护措施。加强对易受潮部位的检修，确保设备稳定安全运行。如有必要，还应安装防雷设施，以减少雷电对电气设备的威胁。线路过热是大多数故障的根源，应采用空气冷却、水冷却、氢冷却等方法妥善处理线路和用电设备的过热现象。为巡查人员配备便携式红外探测仪，以检测正在运行的设备和引线接头发热情况，防止设备和引线过热，烧坏设备，并引发火灾。

总之，在整个社会发展进程中，电力应用事关生产生活的各个方面，尤其是经济的快速发展使电能需求急剧上升，热电厂电气运行可靠性备受瞩目，一旦出现故障，很难维护系统的安全、高效运行，经济损失不可避免。为此，要全方位应对热电厂电气运行中的故障，综合分析故障产生的诱因，结合故障特点，构建科学的解决对策，在根本上维护整个热电厂电气运行的平稳性。

参考文献：

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