关于发电厂电气运行故障问题分析

关于发电厂电气运行故障问题分析

随着经济的快速发展，人们物质文化生活水平的提高，对电能的需求量呈不断增加的趋势，这就需要电厂稳定的运行，从而保证电力的正常供应。电气设备作为发电厂生产运行中非常重要的设备，其正常、可靠的运行对电厂的正常运转具有非常重要的意义。但在电气运行中，经常会发生一些常见的故障，导致停机事故，给正常的生产运行带来较大的影响。文章分别对发电机滑环碳刷冒火、高压厂用备用电源自动切换、低压系统备用电源自动的投入装置、电气接地等问题进行了具体的分析和阐述。

标签：发电厂；碳刷；备用电源；电气接地

1 发电机滑环碳刷冒火的问题

在发电机运行过程中，最为常见的故障之一则是滑环碳刷冒火，当有冒火情况发生时，需要及时消除，否则极易形成环火，直接影响到发电机的安全运行，如果是氢冷发电机，可能将导致其停机，这不仅影响到企业的生产安全，同时也会导致发电机的寿命缩短。

1.1 故障原因分析

造成环火停机的因素较多，通过对几起停机事故进行分析，对导致产生环火的几个主要原因分析如下：

1.1.1 在机组运行时，当同极滑环上不同碳刷间电流不一致时，较大电流的部门则会导致压簧受到损坏而发生严重的变形，从而导致火花的产生。出现此种情况的原因主要是由于压簧的压力、质量和使用时间的长短有所差别，从而造成接触点的电阻的不同，导致各碳刷间的电流也各不相同。

1.1.2 相同型号的碳刷，在阻值上存在着差异，所以导致同极滑环上碳刷间电流分配不均，部分偏大的电流则会使压簧产生过热现象，从而发生变形，导致火花的产生。

1.1.3 导致碳刷冒火的原因较多，如碳刷在刷盒中摇动，碳刷磨损严重，刷块边缘有剥落现象，集电环磨损不均及机组振动引起碳刷颤振，刷盒和刷架积垢等。

1.1.4 在机组运行时，需要巡检人员按时的进行巡检，及时的发现碳刷过热的情况，如果巡检时不认真或是不及时，从而导致碳刷严重过热，引起发电机碳刷冒火。

1.2 对策

1.2.1 更换发电机滑环上的所有压簧，使其每个压簧的型号与压力都相同，同时对于压力的测定可以通过检修时进行测试，以约2×5.88±7%牛顿（用弹簧秤测量）为标准，对于不符合压力的弹簧，则需要换掉。

1.2.2 对于发电机滑环、碳刷和压簧，需要在运行过程中每一小时进行一次全面的检查。

1.2.3 对于长度不足新碳刷三分之二的碳刷则需要进行及时更换，但在同一时间内只能更换一个刷架上的五分之一碳刷。

1.2.4 同一极滑环上的碳刷，不管新旧都应处于同一电阻值上。

1.2.5 为了有效的保证新碳刷与滑环表面的接触面积达到百分之七十以上，则需要对其进行研磨，同时还要保证其能上下灵活运动，不能有卡涩情况发生。

1.2.6 由于恒力矩电刷装置的运行情况较为稳定，效果很好，所以建电厂都采用这种装置。

1.2.7 运行主控室应配置足够的碳刷，每个碳刷应标明电阻值。

2 高压厂用备用电源自动切换问题

高压厂用电源自动切换（备用电源自动投入）有2种方式：①无时限快速切换；②低电压闭锁限时切换（即慢速切换）。

2.1 高压厂用电动机备用电源

高压厂用电源在投入使用时如果发生跳闸事件，则电源所控制的母线上所控制的电动机的运行速度则都会降低，这样会导致变频反馈电压的产生，母线上会有产生残压。

2.2 快速切换存在的问题

根据机组所选用辅机的电动机情况，有的机组的高压厂用电源切换设计为无时限切换。由于所选用的断路器是国产少油式开关，其合闸时间在0.2s左右，再加上继电器动作时间，切换时间将长达0.3s，所以切换是不安全的。已投入运行的电厂是这种切换方式的，应尽快将高压厂用母线上电源开关更换为合闸速度快的真空断路器或SFG断路器（其合闸时间是0.08s～0.10s），这样切换才比较安全。有的进口机组将快速切换限定在150ms以内，如果切换失败自动转换成慢速切换，这种设计更为合理。

2.3 慢速切换存在的问题

国产机组高压厂用电源自动切换采用慢速切换的也不少，设计采用低电压检

定加时间闭锁的切换方式，即切换条件为：①母线电压低于某值才允许切换；②切换限定在某整定时间内完成。低电压检定继电器的整定必须考虑最坏情况，即系统电压和厂用母线残压正好反相时切换。如果备用电源切换瞬间，系统电压在高压厂用变压器上的压降约30V（30%Ue），为保证切换时加在母线上高压厂用电动机的电压不超过1.1Ue，并考虑到低电压检定继电器接点闭合到备用电源合闸的短暂时间内，厂用母线电压仍在降低，低电压厂用继电器的整定值可整定为45V（45%Ue），但一般不應大于45V。

时间闭锁继电器的整定，既要保证在整定时间内能可靠完成切换，又不能使整定时间过长，以致可能造成在过低电压下切换，使厂用电动机不能自启动。

目前在我国一些国产机组启动试验时，对于低压检定继电器和时间闭锁经断电器的合理整定值并没有进行仔细的检定，还有一部分甚至根本不做启动试验，而只是在静态下做厂用电源切换的试验。这就在很大程度上为机组的运行埋下了隐患，无法保证高压厂用备用电源装置自动切换的成功率。同时在切换时也会导致电动机受到过电压的冲击，对其使用寿命及运行情况造成较大的影响。

3 低压系统备用电源自动投入装置的问题

新近投产的电厂，低压系统的进线开关大都采用ME系列万能式断路器。此种开关性能优良、结构合理，但作为进线开关，由于开关本身装有瞬时过电流脱扣器，动作时间≤30ms，从而跟低压系统变压器保护不相匹配，造成低压系统保护整体无选择性，低压系统备用电源自动投入装置切换不成功，扩大停电范围。所以，用ME系列万能式断路器做低压系统进线开关时，其本体保护必须取掉。

4 电气接地问题

电力系统的电气接地是保证设备安全运行及保证人员安全的重要措施，在我国通常利用扁形钢材来做为电力系统的接地材料，由于利用钢材做为接地体很难避免发生腐蚀，一旦锈蚀严重则会导致严重的事故发生。所以在设计或是平时检查时都得对接地体采取一定的防腐措施，从而保证接地系统运行的可靠性。通常可以在设计上加大钢材的面积，在检查时需要挖开地面进行敲打等方式来查看接地体是否发生了锈蚀的情况。

5 结束语

在电厂发电机运行过程中，对其运行稳定性造成影响的主要因素即是发电机滑环碳刷冒火，高、低压备用电源能否安全可靠投运，电气接地网接地电阻是否符合标准。所以在实际运行时，需要对这三个问题进行正确的分析及处理，从而使其都能稳定、高效的运行，保证电厂的正常生产经营。

参考文献

[1]迁安恒晖热电有限公司.电气运行规程[Z].