國家能源博興發(fā)電有限公司 孟德榮 張振興

本廠現(xiàn)有兩臺330MW 國產(chǎn)亞臨界抽氣供熱燃煤機組，設(shè)計機組的年利用小時數(shù)為5000h，年發(fā)電量約為35億kWh。本廠主要承擔冬季1500萬m2范圍內(nèi)的居民供暖任務(wù)，上述兩臺機組于2009年正式投入使用，2016年進行第一次檢修，并在該期間落實國家政策要求對兩臺機組進行低排放量改造。設(shè)備改造結(jié)束后的NOx 排放量濃度＜40mg/Nm3，SO2排放濃度＜28mg/Nm3，粉塵排放量＜8mg/Nm3，各項排放指標均達到國家要求。

設(shè)備運行階段，監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機定子引出水線出水溫度為106℃和45.8℃，設(shè)備出現(xiàn)溫度異常狀況，機組負荷由330MV 下降至320MW，發(fā)電機內(nèi)氫氣壓強為296kPa，機組發(fā)出發(fā)電機故障跳閘指令。機組跳閘后，現(xiàn)場調(diào)試人員第一時間進行安全停機操作并立即向上級匯報，第一時間聯(lián)系公司進行檢查。本次計劃對本廠停機機組進行C 級檢修，并按照相關(guān)設(shè)備檢修指導文件制定設(shè)備檢修標準。根據(jù)本廠設(shè)備上一周期的運行狀況，對機組設(shè)備進行全方位檢修，及時消除設(shè)備運行階段的安全隱患，保障設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。檢修周期計劃為20天[1]。

1 電氣設(shè)備檢修措施

火電廠的電氣設(shè)備檢修工作流程較為復雜，本廠為提高設(shè)備檢修效率，使用在線和離線兩種檢測系統(tǒng)同時運轉(zhuǎn)，實時掌握設(shè)備運行數(shù)據(jù)，隨后參考相關(guān)數(shù)據(jù)以及設(shè)備性能明確設(shè)備運行問題，評估設(shè)備的運轉(zhuǎn)性能。一旦發(fā)現(xiàn)異常狀況，應對檢測數(shù)據(jù)全面分析并制定設(shè)備維修計劃。

1.1 變壓器狀態(tài)檢修

本廠在對變壓器設(shè)備進行檢修工作中，主要采用以下幾種技術(shù)。

局部放電在線檢測。設(shè)備長期在環(huán)境惡劣的情況下運轉(zhuǎn)，且設(shè)備負荷壓力較大，極易出現(xiàn)局部異常放電情況。一旦出現(xiàn)該項問題不僅影響本設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，還會對周邊其他設(shè)備造成危害。為降低該問題對電氣設(shè)備的影響，本廠技術(shù)人員采用脈沖級鑒別法、定向耦合法和超聲波定位法進行檢測。上述方式抗干擾能力強，能夠最大程度保證檢測的準確性。

油氣在線分析技術(shù)。該種方式主要使用氣相色譜法對變壓器內(nèi)部的汽油進行氣體成分分析和濃度檢測，針對檢測結(jié)果以判斷變壓器的運行狀態(tài)。但隨著當前科學技術(shù)水平的不斷發(fā)展進步，該種方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代的檢修要求。在線檢測技術(shù)逐漸得到廣泛應用，利用氣相色譜原理對變壓器中的溶解氣體進行處理，并使用計算機設(shè)備以及專業(yè)軟件系統(tǒng)進行分析，利用半導體傳感器轉(zhuǎn)化的電信號對設(shè)備狀態(tài)進行判斷。該種方式的檢測精準度較高，且能夠極大提高檢測效率。

紅外線測溫技術(shù)。該種設(shè)備具有精準度高、靈活性強的優(yōu)勢條件。技術(shù)人員可通過紅外探測器接收部分所輻射的紅外信號，通過計算機技術(shù)的分析處理將信號轉(zhuǎn)化為標準信號，并將處理完成的數(shù)據(jù)傳送至管理平臺，建立局部紅外熱像圖。隨后，技術(shù)人員可針對圖像對設(shè)備進行檢修，以便于快速準確判斷設(shè)備故障部位，實現(xiàn)對設(shè)備的有效處理。

1.2 發(fā)電機狀態(tài)檢修

發(fā)電機作為電氣設(shè)備的重要組成部分，常見故障問題主要來自定子和轉(zhuǎn)子。針對上述問題，本廠在檢修工作中主要采取針對性的檢修方式。

在對定子檢修工作中主要使用在線檢測方式，以了解定子各項指標的變化情況。一旦在檢修過程中發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，可使用局部放電準確判斷故障發(fā)生位置，便于技術(shù)人員展開精準的檢修工作[2]；在轉(zhuǎn)子故障檢修方面，主要故障類型包含轉(zhuǎn)子橫向彎曲振動、護環(huán)應力腐蝕、轉(zhuǎn)子接地、匝間短路以及超負荷運行等問題。上述故障類型都會對發(fā)電機的正常運轉(zhuǎn)造成不利影響。因此，在該部位的故障檢測工作中本廠采用紅外線檢測技術(shù)、馬達檢測技術(shù)以及油液分析技術(shù)。同時在工作中適當引進現(xiàn)代化信息設(shè)備，并建立計算機管理系統(tǒng)以實現(xiàn)對故障問題的全面監(jiān)測記錄，整合數(shù)據(jù)信息以為設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)提供保障。

其中，發(fā)電機的差動保護定值如下：發(fā)動機差動啟動定值0.24、發(fā)動機差動速斷定值4、發(fā)動機差流報警定值0.2、發(fā)動機比率制動起始斜率0.2、發(fā)動機比率制動最大斜率0.5；發(fā)動機匝間保護定值如下：橫差電流定值45A、橫差電流高定值50A、橫差延時（轉(zhuǎn)于一點接地時）12s、縱向零序電壓定值3.5s、縱向零序電壓保護延時0.3s。

1.3 輔助系統(tǒng)狀態(tài)檢修

本廠電氣設(shè)備中，發(fā)電機輔助系統(tǒng)主要出現(xiàn)的故障包含漏氫量超標、氫爆和漏油問題，技術(shù)人員針對上述問題采取針對性的檢修方式。

漏氫量超標問題的處理。一旦出現(xiàn)該項問題，不僅會造成嚴重資源浪費現(xiàn)象，還會影響輔助系統(tǒng)的安全運行。對此，技術(shù)人員采用涂肥皂水、鹵素檢測儀和漏氫檢測儀進行監(jiān)測以在短時間內(nèi)找到故障問題，從而進行針對性處理；氫暴處理。為降低該類問題的發(fā)生概率，本廠采用具備防爆功能的設(shè)備元件強化硬件設(shè)備，以增強整體的防護水平。同時在內(nèi)部安裝2個獨立的氫氣純度檢測裝置，以便于實時檢測內(nèi)部的氫氣純度，以防止問題進一步擴大，造成更嚴重的經(jīng)濟損失。

漏油處理。該種問題的危害性較強，不僅影響輔助系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，還會導致傳感器失效，無法開展檢測工作，難以了解各項電氣設(shè)備的運行狀況，使其面臨較大安全隱患。在該類問題的處理方面，本廠采用油液分析系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備全面收集設(shè)備運行信息，以保證設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。

2 火電廠電氣設(shè)備故障處理

2.1 諧波處理

火電廠中電氣設(shè)備由多個零件共同組成，其中供電系統(tǒng)中變壓器在保障電力穩(wěn)定供應方面具有重要作用。一旦在設(shè)備運行中諧波電流侵入到變壓器中，會導致變壓器零件損壞。內(nèi)部如果存在高頻率的電流，會出現(xiàn)臨近和集膚效應，從而導致變壓器內(nèi)部出現(xiàn)大量熱能，導致變壓器的自身結(jié)構(gòu)受到損害。如果系統(tǒng)中長時間存在諧波電流，會對變壓器的絕緣系統(tǒng)造成不利影響。

本廠在對設(shè)備內(nèi)部的諧波處理方面主要從幾方面展開：由于該項問題產(chǎn)生的原因在于使用非線性元件，因此在處理方面可從源頭著手改進。在連接變壓器方面應關(guān)注接線方式，以降低外界因素的影響，從而保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)；采用諧波補償裝置并在合適位置安裝單調(diào)諧波濾波器，以實現(xiàn)對上述問題的有效預防，為大眾提供安全穩(wěn)定的電力供應；在整流器選擇方面，應采用脈動數(shù)和整流相數(shù)多的整流器，以降低諧波數(shù)量。同時根據(jù)實際情況調(diào)整整流器數(shù)量，以保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

2.2 外觀檢查

本廠電氣設(shè)備的運行環(huán)境較為復雜，內(nèi)部粉塵較多且外界環(huán)境潮濕。針對本次設(shè)備故障問題，技術(shù)人員應明確故障位置，重點檢查設(shè)備外觀以逐步排查故障問題。隨后拆除外殼，觀察內(nèi)部的零件狀況，確定故障后判斷能否進行維修處理，如果情節(jié)嚴重可直接進行更換。設(shè)備檢測階段可以使用萬用表，明確設(shè)備內(nèi)部的電壓和電流狀況，觀察保險絲情況，以此明確故障信息，從而開展針對性的故障處理方案[3]。

2.3 接地線設(shè)置

為保障本廠電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，工作人員對接地線進行檢查，確保接地線設(shè)置合理。該項工作開展階段，相關(guān)人員運用環(huán)路式接地以降低設(shè)備內(nèi)部的電壓狀況，確保保護裝置的正常運行。同時，加大對內(nèi)部設(shè)備的檢查力度并制定周期性的檢修計劃，定期對設(shè)備進行維護，以保證電機的運行質(zhì)量。相關(guān)人員還需全面掌握設(shè)備的主要材料、性能缺陷以及潛在安全隱患，提前做好防腐工作，避免出現(xiàn)設(shè)備接地不良的問題。日常檢修工作中，安排人員進行實地檢查，及時處理現(xiàn)存問題，以保障電廠的安全穩(wěn)定運行[4]。

2.4 控制電機溫度

機電設(shè)備溫度過高會影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。因此，本廠在對設(shè)備日常維護過程中安排專門人員控制電機的運行溫度，并且做好冷卻控制工作。為了避免電動給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等設(shè)備的溫度過高，可以采取以下措施進行冷卻處理：氫氣冷卻。主要利用氫氣以達到降低設(shè)備內(nèi)部溫度的作用，該種方式對能源的消耗量較低，且能有效保障電廠發(fā)電效率；密閉空氣冷卻法。該種方式對于生產(chǎn)環(huán)境復雜的區(qū)域適用程度較高，降溫效果較好，但是在實際使用中所消耗的成本與能源相對較高；水內(nèi)冷卻法。本廠在控制電機溫度工作中主要使用該種冷卻方式，由于該種方式使用過程中不會對設(shè)備造成負面影響且使用成本較低，對本廠工作的適用性較高。

2.5 加強導線處理

在對本廠電氣設(shè)備的導線處理工作中，技術(shù)人員主要從以下幾方面開展：根據(jù)本廠的工作環(huán)境提前設(shè)計線路鋪設(shè)位置，防止導線運行階段受到周邊環(huán)境影響造成導線腐蝕、受潮問題，從而引發(fā)導線短路，對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)造成不利影響。其中，在對短路電流計算方面，可使用以下公式進行計算[5]。

抗阻法。主要使用三相系統(tǒng)中任一點的短路電流。計算精準度較高,其中：U20為變壓器的二次測空載線電壓，Zk為故障點電源側(cè)每相總阻抗。RK和Xk為故障點和電源側(cè)每相總電阻和總電抗：

合成法。該種計算方式應用于不了解電源參數(shù)的情況下。計算公式如下所示，其中：IscA為上級短路電流，IscB為線路末端電流，ZC為回路阻抗，U為電壓：IscB=U/（U/IscA+ZC）=IscAU/（U+ZCIscA）。

設(shè)備運行階段，為防止出現(xiàn)長時間停電現(xiàn)象，本廠提前準備備用電源以防止造成較大經(jīng)濟損失。同時，導線鋪設(shè)結(jié)束后設(shè)置保護裝置，并在合適位置安裝信號保護系統(tǒng)，實現(xiàn)對導線狀況的全面監(jiān)管。一旦出現(xiàn)導線負荷壓力過大的情況立即啟動保護裝置，以降低導線短路的發(fā)生概率。同時，電氣設(shè)備檢修前期，本廠廣泛收集資料，并針對火電廠的實際運行狀況設(shè)置電源切換方案。為降低故障發(fā)生概率，本廠定期更換老舊設(shè)備，積極引進先進技術(shù)，以有效解決切換電源故障問題。

2.6 處理設(shè)備冒火

在發(fā)電器設(shè)備冒火的處理方面，本廠人員首先對發(fā)電機的碳刷位置進行檢查，并使用紅外線測溫儀、直流鉗等裝置測量碳刷的溫度以及電流狀況。如果設(shè)備所檢測到的電流較小，應安排專門人員進行調(diào)整，確保該部位正常運轉(zhuǎn)。同時，在檢測設(shè)備選擇方面盡可能使用同一型號設(shè)備，保障壓簧壓力合理，以實現(xiàn)對碳刷阻值的有效協(xié)調(diào)；定期對該部位展開檢查工作，一旦出現(xiàn)溫度升高或部分參數(shù)不符合規(guī)定的情況應第一時間進行處理，以防止發(fā)電機設(shè)備出現(xiàn)冒火問題。

此外，如果定子端部固件存在磨損問題，應對故障問題進行全面排查，及時更換老舊零件，并定期更換存在問題的緊固件，防止對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)造成影響[6]。

3 結(jié)語

火力發(fā)電廠中電氣設(shè)備的運行狀況直接影響電力供應的安全性和穩(wěn)定性，日常維護與檢修工作的順利開展，能夠確保內(nèi)部各項電力機組功能全面發(fā)揮，為后續(xù)工作的實施提供設(shè)備保障。對此，火力發(fā)電廠應定期組織內(nèi)部人員進行設(shè)備養(yǎng)護和檢修工作，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障問題，并采用先進的設(shè)備檢測技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的全面監(jiān)管，保障各項運行參數(shù)合理，以降低故障問題的發(fā)生概率，進一步增加發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。