景萬里

（神華國能哈密電廠，新疆 哈密 839000）

0 引言

隨著時代不斷進步，人們?nèi)粘Ｉ钜约敖?jīng)濟社會生產(chǎn)對電能需求量與日俱增，在促進我國火力發(fā)電廠建設(shè)規(guī)模不斷完善和改進的同時，也對供電安全性和穩(wěn)定性提出更高要求。電氣設(shè)備作為火力發(fā)電廠建設(shè)中不可或缺的組成部分，其運行狀態(tài)直接影響供電安全性和穩(wěn)定性，這也在一定程度上突出了電氣設(shè)備檢修管理的重要性[1]。然而，結(jié)合實際情況來看，我國目前在電氣設(shè)備檢修管理方面依然存在不足之處，包括檢修工作缺乏針對性、檢修管理現(xiàn)場混亂、檢修人員綜合素質(zhì)參差不齊等，不僅降低電氣設(shè)備檢修管理效率，還不利于提高火力發(fā)電廠供電質(zhì)量。由此可見，想要保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運行，就要盡可能規(guī)避各種問題，通過引進科學(xué)、合理的檢修技術(shù)和管理體制，促進火力發(fā)電廠穩(wěn)定發(fā)展。

1 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備主要特點

火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中離不開變壓器、配電裝置、電氣主接線等電氣設(shè)備的支撐。尤其近年來，隨著社會各界用電需求的不斷增加，火電廠輸出的電壓和電流也隨之增加，這也對電氣設(shè)備安裝、管理提出更高要求。眾所周知，火力發(fā)電廠中的電氣設(shè)備需要長時間在復(fù)雜環(huán)境下運行，相對于低電壓電氣設(shè)備而言，故障發(fā)生率相對更高。不僅需要保證電氣設(shè)備具有較強的耐高溫性和絕緣性，還要保證所有接線和固定螺絲正確、牢固[2]。然而，由于電氣設(shè)備在運行過程中容易受環(huán)境、自身摩擦等多種因素影響，會產(chǎn)生各種問題，所以需要依靠科學(xué)檢修技術(shù)和管理方法來保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運行。

2 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修管理的必要性

火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中需要消耗大量原料，占火電廠運營比重69%以上，并且這些原料普遍具有易燃的特點，在高溫環(huán)境下一旦出現(xiàn)操作失誤或設(shè)備運行故障等問題，將會引發(fā)各種安全事故，輕則降低火力發(fā)電廠供電效率和供電質(zhì)量，重則對設(shè)備和人員造成不必要損害。而做好電氣設(shè)備日常檢修和管理工作，能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備在運行過程中存在的潛在問題和隱患，有利于第一時間采取措施處理和解決，從而減少或避免安全事故發(fā)生。另外，雖然火力發(fā)電廠屬于我國傳統(tǒng)發(fā)展型企業(yè)，但隨著時代不斷進步，也逐漸向資金密集、人才密集、技術(shù)密集趨勢邁進，具有投入較高、風(fēng)險較大的特點。如果火力發(fā)電廠在供電方面存在問題，不僅會直接影響企業(yè)自身經(jīng)濟效益和社會影響力，還關(guān)系到社會群眾日常生活以及社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展，而做好電氣設(shè)備檢修管理工作，能夠保證火力發(fā)電廠安全供電，從而保證火力發(fā)電廠社會效益和經(jīng)濟效益[3]。

3 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修管理重點內(nèi)容

由上文分析可以看出，電氣設(shè)備在火力發(fā)電廠供電方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，其運行狀態(tài)關(guān)系到供電安全性和穩(wěn)定性。結(jié)合以往工作經(jīng)驗總結(jié)分析，電氣設(shè)備在運行過程中較為常見的故障有接地、短路、放電、火災(zāi)等，這些故障大多由電氣設(shè)備絕緣性較差引起。所以在檢修管理過程中，需要重點關(guān)注電氣設(shè)備絕緣效果，做好絕緣監(jiān)督、管理工作。一旦發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在絕緣老化、損壞問題，需要及時采取措施處理，保證設(shè)備安全運行，具體可以從以下幾點分析。

3.1 做好電氣設(shè)備防短路檢修管理工作

針對火力發(fā)電廠電氣設(shè)備開展檢修工作，應(yīng)當(dāng)重視對短路故障的檢查和管理。電氣設(shè)備短路是當(dāng)前火電廠運行常見的問題之一，因此在相關(guān)管理工作中可將其作為重點內(nèi)容。首先，相關(guān)管理人員需要對整體電氣系統(tǒng)的運行情況進行檢查。然后對關(guān)鍵設(shè)備進行全面、詳細地巡查和記錄，注重檢查絕緣、線路老化、腐蝕、破損等狀況，如出現(xiàn)短路隱患，立即進行維修或者更換，保證設(shè)備的運行狀態(tài)良好。其次是對電氣設(shè)備的周圍環(huán)境進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)溫度、濕度以及通風(fēng)、靜電等指標不合理的問題，有效調(diào)節(jié)設(shè)備所處的各項環(huán)境參數(shù)，充分保證電氣設(shè)備的運行環(huán)境具有科學(xué)性，降低短路故障發(fā)生率。例如在日常維護過程中，針對電氣線路接頭，需要保證封口有足夠的絕緣性，對于新安裝線路要用兆歐表進行測試，而后防控記性送電。

3.2 做好電氣設(shè)備防接地檢修管理工作

由于火電廠的電力設(shè)備往往需要承載較大的負荷，為保障安全性，須做好接地檢修。在實際管理工作中，相關(guān)人員需要積極開展接地檢查。結(jié)合工作實踐經(jīng)驗，電氣設(shè)備發(fā)生接地故障，大多集中在直流及二次控制回路中。當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時，其通常會表現(xiàn)為電位下降、電壓不穩(wěn)、保護拒動等。如發(fā)生這一現(xiàn)象，檢修人員必須開展電氣設(shè)備的接地檢修工作[4]。在檢修過程中需要遵循以下規(guī)范：接地線檢修最少2人進行，1人監(jiān)護，1人檢修。人體不得觸碰未接地導(dǎo)線。確保設(shè)備無電壓后及時將設(shè)備接地，而后對電纜和電容器接地進行放電。針對厚度大于1mm的成套接地線需要設(shè)置保護套，接地面積大于25mm2。針對10m以上的母線需要在兩端設(shè)置接地線。在雙母線接線時，需要確定其適用范圍，如表1所示。

表1 雙母線適用范圍

3.3 做好電氣設(shè)備防放電檢修管理工作

電氣設(shè)備發(fā)生放電故障時，大多位于電纜頭頂端、斷路器觸頭、接線柱尖端等位置。長期放電容易導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣損壞，同時會出現(xiàn)接地故障、短路故障等，嚴重甚至?xí)υO(shè)備及人身安全造成威脅。所以，在電氣設(shè)備檢修管理過程中，工作人員需要做好設(shè)備清理工作，保證設(shè)備表面干凈整潔，同時對運行環(huán)境進行改善，合理分布電場[5]。例如在驗電、放電、掛接地線過程中，檢修人員先停電閉鎖，而后檢查電器設(shè)備附近20m范圍內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋ＷC濃度低于1%后，可以打開接線腔展開相關(guān)工作，從而避免失爆事故發(fā)生。所以在實際的電氣設(shè)備檢修管理過程中，須避免放電故障的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)進一步規(guī)范電氣設(shè)備的驗電和放電流程，保證設(shè)備清潔且環(huán)境參數(shù)適當(dāng)，嚴格按照設(shè)備的放電特性以及靜電釋放規(guī)律布置電場，確保降低電氣設(shè)備的放電故障率。

3.4 做好電氣設(shè)備防火災(zāi)檢修管理工作

電氣設(shè)備在火力發(fā)電廠供電過程中需要長時間在高溫環(huán)境下運行，一旦短路、放電等故障沒有及時解決，均容易引發(fā)火災(zāi)事故。尤其電纜火災(zāi)事故毀滅性極強，控制難度較大，會在短時間內(nèi)擴大危害范圍，主要原因在于電纜絕緣層具有易燃特點，并且火力發(fā)電廠沒有針對電纜設(shè)置相應(yīng)的保護系統(tǒng)，這也使電纜在運行過程中存在不可靠、不確定因素。新時期背景下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，我國一些新建發(fā)電機組也廣泛應(yīng)用阻燃電纜，在一定程度上降低了火災(zāi)事故發(fā)生率。

4 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備常見的故障原因及解決措施

4.1 發(fā)電機升溫快

為了滿足社會用電需求，火電廠電氣設(shè)備需要24h不間斷工作，受高負荷、高強度生產(chǎn)模式影響，使電氣設(shè)備老化、磨損問題層出不窮。尤其鐵線、銅線受損情況屢見不鮮。一旦材料受損，會導(dǎo)致電氣設(shè)備在短時間內(nèi)快速升溫，并且熱量無法迅速消散，最終影響絕緣層，使絕緣層老化，零件異常。另外，發(fā)電機作為火電廠中的重要電氣設(shè)備，其會隨著電網(wǎng)負荷的高低而進行增減，當(dāng)電網(wǎng)處于高負荷狀態(tài)下，會導(dǎo)致發(fā)電機在短時間內(nèi)呈現(xiàn)過負荷運行。基于電網(wǎng)負荷大幅調(diào)整日益趨向常態(tài)化，導(dǎo)致發(fā)電機設(shè)備出現(xiàn)高損耗和升溫快的現(xiàn)象，一旦溫度超過相關(guān)標準，就會導(dǎo)致元件老化速度加快，進而引發(fā)運行故障。

針對發(fā)電機故障，需要采用以下3種方式解決：1）空氣冷卻法，火電廠需要構(gòu)建空氣冷卻循環(huán)系統(tǒng)，將發(fā)電機運行溫度控制在合理范圍內(nèi)，避免發(fā)電機與空氣接觸，同時組織空氣粉塵對發(fā)電機造成阻塞。2）水內(nèi)冷卻，即采用水循環(huán)方式降低發(fā)電機運行溫度，這也是目前火電廠應(yīng)用較廣的一種冷卻方法。3）氫氣冷卻。即利用氫氣改善發(fā)電器通風(fēng)效果，提高電氣設(shè)備供電水平。但由于氫氣本身具有易燃易爆特征，所以增加了發(fā)電機冷卻危險系數(shù)。

4.2 備用電源存在故障

為了避免火電廠發(fā)生突發(fā)性斷電問題，需要配備備用電源。通常情況下，火電廠備用電源配置需要結(jié)合電機數(shù)量、電機容量進行分析，如果火電廠供電過程中受外界因素影響導(dǎo)致高壓設(shè)備或低壓設(shè)備出現(xiàn)驟停問題，需要發(fā)電機設(shè)備及時切換備用電源。由于備用電源啟動瞬間電壓會瞬間提升，所以會給電機設(shè)備穩(wěn)定運行帶來不良影響。容易引發(fā)電氣設(shè)備故障問題。同時，火電廠的備用電源往往選擇安裝在運行系統(tǒng)中，電源類型包括備用電池、外部電網(wǎng)高壓電站以及柴油發(fā)電機等。雖然其能夠為系統(tǒng)運行提供一定的臨時用電，但其性能與原電源之間存在相對較大的差距。例如當(dāng)消防電氣設(shè)備發(fā)生母線故障，需要啟動備用電源。但電氣設(shè)備運行速度較慢，如果再出現(xiàn)電壓過高的情況，則電機難以迅速調(diào)整，會導(dǎo)致電源切換出現(xiàn)異常。

針對備用電源故障問題，需要全面掌握火電廠運行狀況，進一步改善電源配置方案。具體來說，火電廠可以聘請專業(yè)人員設(shè)計電源切換裝置，保證電源在運行過程中發(fā)生故障后，電氣設(shè)備能夠快速切換備用電源，同時，火電廠應(yīng)合理評估電源性能，將老化嚴重、性能較低的電源淘汰[6]。

4.3 電氣接地故障

接地故障是電氣設(shè)備運行中常見問題，在分析其引發(fā)原因前，需要先了解接地用途，也就是防止觸電。近年來，在社會各界電能需求不斷提升的背景下，火電廠生產(chǎn)水平也不斷提高，在一定程度上增加了電氣設(shè)備運行負荷。另外，為了滿足社會各界用電需求，火電廠在一定程度上提高了供電電壓，由此造成的電氣設(shè)備短路問題時有發(fā)生，可以將這種故障總結(jié)為電氣接地故障，包括直流接地、交流接地2種。而引發(fā)接地故障的原因一般是繞組受潮、絕緣老化或檢修人員操作不當(dāng)?shù)?。此外因為火電廠的用電量越大，其用電負荷就會隨著升高，所以當(dāng)電阻一定的條件下，為保證運行穩(wěn)定性，須提高電流值。不過此時增大電流會對工作人員產(chǎn)生較大的安全威脅。例如發(fā)生直流接地故障時，電氣系統(tǒng)仍處于正常運行狀態(tài)，如檢修人員忽視直流接地，很容易因操作不當(dāng)發(fā)生觸電事故。再例如發(fā)生交流接地故障時，主要是電機的繞組與電機外殼發(fā)生接觸，導(dǎo)致絕緣區(qū)發(fā)生嚴重老化，觸電安全危險系數(shù)較大。

針對接地故障問題，需要合理采用安全處理措施，科學(xué)設(shè)計接地線，保證接地線設(shè)計可以為技術(shù)人員操作提供安全保障。在設(shè)計過程中，可以通過電阻并聯(lián)方式，將人體電阻和接地電阻并聯(lián)，使人體電流、接地線與電阻成反比。這種設(shè)計方式下，如果電氣設(shè)備產(chǎn)生故障并帶電，流向人體的電流會降低，有利于保證人身安全。與此同時，還應(yīng)提高直流電氣系統(tǒng)和交流電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性，結(jié)合接地報警系統(tǒng)，切實解決故障問題。

5 火力發(fā)電廠電氣設(shè)備檢修管理策略

5.1 落實電氣設(shè)備狀態(tài)檢修方法

上文提到，傳統(tǒng)電氣設(shè)備檢修管理大多采用計劃性檢修方法，由于設(shè)備種類多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此無法及時發(fā)現(xiàn)其中存在的潛在隱患，在一定程度上增加了電氣設(shè)備故障發(fā)生率。針對這一問題，需要采用狀態(tài)檢修方法。在具體檢修過程中，相關(guān)管理人員需要充分把握各項電氣設(shè)備的初始狀態(tài)，在設(shè)計選型中可注重為帶電檢測和在線檢測提供便利條件，如盡量選擇現(xiàn)代自動化設(shè)備，并保證設(shè)備的質(zhì)量符合規(guī)定。同時在檢修過程中，管理人員可采用先進的檢測技術(shù)，例如泄露電流、油色譜分析以及紅外診斷等帶電檢測方法，并借助計算機系統(tǒng)針對消防、發(fā)電機等重要電氣設(shè)備開展預(yù)防性在線檢測和定期在線檢測[7]。

另外，應(yīng)當(dāng)有效落實狀態(tài)檢修中的分析工作，即可在設(shè)備中安裝現(xiàn)代化監(jiān)測裝置和系統(tǒng)，包括溫度、壓力監(jiān)測系統(tǒng)；機組振擺度測量系統(tǒng)等。實時監(jiān)督和反饋電氣設(shè)備運行狀態(tài)及參數(shù)，通過對參數(shù)進行合理分析，判斷電氣設(shè)備是否存在安全隱患和故障，如果存在故障，需要結(jié)合分析結(jié)果查找引發(fā)故障的原因，有利于提高故障檢修效率和質(zhì)量[8]。相對于傳統(tǒng)計劃性檢修方式而言，這種方法能夠充分滿足預(yù)測為主檢修管理需求，能夠在故障發(fā)生前對電氣設(shè)備運行狀態(tài)進行判斷和預(yù)測，從而對存在問題的部位進行改造和優(yōu)化，有利于提高電氣設(shè)備運行安全性和可靠性。例如發(fā)電機在運行過程中如果產(chǎn)生電磁故障或機械故障前，通常會有冷卻系統(tǒng)劣化、絕緣性降低等征兆。通過實時監(jiān)測，能夠及時檢查出異常問題，從而將潛在隱患扼殺在搖籃中。

5.2 做好檢修現(xiàn)場管理工作

首先，火力發(fā)電廠需要構(gòu)建電氣設(shè)備資產(chǎn)臺賬，并對電氣設(shè)備相關(guān)信息進行準確登記，實時跟蹤設(shè)備變更情況。在檢修管理過程中，檢修人員需要將拆卸部件編號并擺放在指定地點，避免各種零部件混放，尤其針對重要部件需要做好封存管理工作，針對現(xiàn)場一些存在安全隱患的位置需要張貼警示語，從而降低安全事故發(fā)生率。

其次，針對電氣設(shè)備檢修管理過程中使用的鋼絲繩、吊索等工具，需要提前做好試驗工作，保證滿足標準需求，即可展開后續(xù)工作。

最后，及時清理設(shè)備檢修管理現(xiàn)場，尤其針對廢油、紗布等易燃物品要格外注意，避免其與火源接觸引發(fā)火災(zāi)事故。

5.3 做好電氣設(shè)備檢修管理質(zhì)量驗收工作

在火電廠電氣設(shè)備檢修管理中，應(yīng)當(dāng)做好質(zhì)量驗收工作，以此保證故障問題得到有效解決，實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。具體開展措施如下：1）火力發(fā)電廠需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，進一步完善電氣設(shè)備檢修質(zhì)量管理制度。按照廠區(qū)實際情況和管理人員現(xiàn)狀等，明確劃分管理工作內(nèi)容和職責(zé)，保證將檢修質(zhì)量驗收責(zé)任落實到具體個人。例如建立檢修管理績效考核制度，分解和細化檢修工作業(yè)績指標，合理制定考核標準。同時，在檢修管理驗收過程中，驗收人員需要在驗收完畢后簽字確認[9]。2）嚴格按照規(guī)范進行驗收。一旦電氣設(shè)備檢修管理存在質(zhì)量事故，應(yīng)當(dāng)建立事故調(diào)查小組，分析引發(fā)電氣設(shè)備故障及事故的原因，集中討論出可行的針對性處置方案。同時在設(shè)備安裝階段，可采用旁站制度進行監(jiān)督管理，規(guī)范焊口、閥門及主設(shè)備安裝、二次澆灌等作業(yè)環(huán)節(jié)，并監(jiān)督設(shè)備調(diào)試和試運行工作，實現(xiàn)全面質(zhì)量驗收，盡可能降低故障發(fā)生率。如果驗收過程中發(fā)現(xiàn)問題需要及時責(zé)令安裝單位整改，直到驗收合格為止。

6 結(jié)語

綜上所述，火力發(fā)電廠在電力生產(chǎn)過程中需要應(yīng)用到多種類型電氣設(shè)備，這些電氣種類多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實際運行過程中受多種因素影響容易發(fā)生故障，輕則影響供電效率和水平，重則引發(fā)安全事故，為火電廠造成不必要損失。為了充分發(fā)揮電氣設(shè)備作用和功能，需要火力發(fā)電廠做好設(shè)備檢修管理工作，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并有針對性地采取措施解決，從而提高供電質(zhì)量和水平。