浅谈发电厂电气一次系统的设计与电气设备故障

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈发电厂电气一次系统的设计与 电气设备故障 【摘 要】我国作为能源大国， 对能源的质量和数量方面的要求很高， 电能作为当今世界主要的清洁能源广泛 地应用在生活、生产等各领域中。缺少 了电能，将严重影响人们的生活及企业 的生产状况，因此发电厂的电气设备及 相关系统的稳定运行就显得尤其重要。 下文将针对发电厂电气一次系统的设计 与电气设备故障展开探讨，旨在为提升 发电厂电气设备及相关系统的稳定性提 供参考。 中国论文网 /1/view-13042364.htm 【关键词】发电厂；电气一次系 统；设计；电气设备故障 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 社会持续稳定地发展，电能是不 可或缺的能源，其质量的好与坏直接关 乎到社会的生产和人们的生活，同时与 社会秩序是否井然有序也密切相关。发 电厂是电能供应企业，为了确保电能安 全生产，并高质量、高效率地传递给电 能用户，就要确保电气运行顺畅，电气 设备的功能性充分发挥出来，避免设备 故障产生。即便是电气运行中设备存在 故障，也要能够及时有效地采取技g 措施解决。 一、发电厂电气一次系统的设计 （一）发电厂电气一次系统中变 压器的设计 首先，变压器的选择原则。第一， 变压器需要承受的用电负荷及容量。一 般情况下，变压器要承受的用电负荷应 不低于其额定容量的 7000，且不高于其 额定容量的 9000。当变压器实际承受的 负荷小于变压器额定容量的一半时，应 选用较小容量的变压器，反之应选用较 大容量的变压器。另外，选择时需注意， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 应根据用电设备的容量决定变压器的容 量，在用电设备多于 3 台时就应考虑安 装备用变压器；第二，根据发电厂建成 后五到十年的规划以及发电厂的发展情 况选择变压器型号；第三，结合电网结 构确定主变压器类型，确保发电机的安 全性和稳定性。其次，变压器的相数选 择。第一，对于输出电压高于 500kV 的 电气系统，一般选择三相或单相变压器。 附近的公司配有相等参数的备用相的， 就不用安装备用相；第二，对于输出电 压为不高于 330kV 的电气系统，一般选 择三相变压器。 （二）发电厂电气一次系统中发 电机的选择 发电厂在进行发电工作的过程中， 对于发电机的选择至关重要。在对发电 机进行选择时，通常最先进行考虑的是 发电机的容量大小。在进行发电机容量 的选择时，需要保证其能够和汽轮机的 容量进行相互协调，由此才能够有效保 证发电机在正常运转中保持一定的稳定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 性和安全性。电气一次系统对于发电机 的选择是有着一定的原则的，其中主要 是根据发电机的额定电压和功率因数进 行选择。首先需要进行考虑的是发电机 的额定功率和容量能够和汽轮机之间的 额定出力进行相互配合；其次需要进行 考虑的是发电机和汽轮机两者之间的连 续容量能够有所配合；最后还需要进行 全面考虑的是发电机和汽轮机之间冷却 器的水温保持一致。根据发电机的选择 原则，进行电气一次系统的设备选择工 作，不仅能够有效适应电气一次系统的 良好运行效果，同时还能够有效保证电 气设备能够正常投入使用之中。 （三）发电厂电气一次系统中电 气主接线设计 电气主接线设计在发电厂电气一 次系统设计中占有非常重要的位置，其 接线方式如下：在发电厂工作负载较多 但是进出线回路较少的情况下，适宜采 用 4/3 断路器接线方式；在发电厂进出 线回路多于 6 回时，一般选用 3/2 断路 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 器接线方式；在发电厂进出线回路少于 6 回时，一般选用双母线接线方式。 （四）发电厂电气一次系统中电 缆的设计 首先，电缆的选择。电缆主要分 为阻燃电缆、耐火电缆和动力电缆。其 中阻燃电缆适用于易燃、易爆的区域， 如发电厂主厂房、燃油供应室等；动力 电缆适用于易发生火灾的危险场所、保 安系统、应急照明系统；耐火电缆则适 用于没有防火措施的双回路通道。在选 择电缆时应遵循以下原则：第一，温度 高于 50时选用耐高温电缆，高于 100则选用矿物质绝缘电缆，-20时 则选用聚乙烯等材料的电缆（聚氯乙烯 除外） ；第二，电缆回路内芯选择铜质 电缆芯。其次，电缆的敷设。一般情况 下，发电厂主厂房选用架空敷设；若场 地有腐蚀性选用桥架敷设，没有则可套 上镀锌或钢的电缆套管；发电厂厂区内 尽量选择综合管架敷设。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 二、发电厂电气设备常见故障 （一）发电机温度太高 发电厂中的电力设备由于长期、 频繁的运转工作，往往会发生发电温度 过高的情况，很有可能直接导致电机导 线的断路，从而影响机器的运转。并且 由于机器持续工作所产生的高温会对电 机内部零件产生损耗作用，如电气表面 的绝缘层的加速老化和脱落、电机内部 铜丝等金属材质的烧损等，直接降低积 极的使用寿命，并且会为发电厂带来安 全隐患，威胁工作人员的人身安全。 （二）备用电源自动切换故障 为了保证电气设备的持续运作， 大多设备都会配备备用电源以应对突发 情况。当设备运行出现故障时备用电源 就会实现自动切换过程，以提供电气设 备持续运行的动力，但在自动切换过程 中往往会出现许多故障，如备用电源电 量不足以提供设备运行、切换时间过长、 设备启动时间延长等多种情况，严重影 响机器的运转速度及使用寿命，这就导 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 致备用电源无法起到其应有的续航作用， 无法保证发电厂电气设备的正常运转。 （三）电气设备接地故障 电气设备需要进行接地处理才能 在保证设备正常运行的同时起到保护工 作人员安全的作用。许多情况下，设备 使用及安装人员对设备接地不给予重视， 当发电机在满负荷工作时，长时间的运 转往往会增加设备短路的几率，此时若 没有有效的接地处理，对人身的伤害极 为明显。通常电气设备接地故障的故障 原因有两种：第一，直流接地故障；第 二，交流接地故障。 三、发电厂电气设备故障措施 （一）选择合适的冷却方法 避 免发电机过热 为了确保发电厂发电机的绝缘系 统在允许的温度下稳定运行，必须采取 合适的冷却方法排除发电机的热量，避 免发电机过热，系统无法正常运行。当 前火电厂发电机的冷却方法，按照使用 方式不同，可划分为三种：密闭式空气 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 冷却、水内冷却和氢气冷却。其中水内 冷却因为水具有较强的散热能力，冷却 效果明显，是我国大型火力发电厂较为 常见的水冷却方法。密闭式空气冷却主 要是通过封闭循环系统，对需要冷却介 质和空气接触产生的污染进行控制，降 低因堵塞问题而引发故障的发生率。一 般在恶劣环境中的使用，但设备成本投 入较高氢气冷却方法即是通过氢气来降 低发电机组的通风耗损，提升电厂电气 设备供电效率但氢气是一种易燃易爆气 体，具有较大危险性。 （二） 引入监控机电装置 有效改善电压不稳 现象 电气设备运行时若是电压值不稳 定也很容易引发故障的发生，为此，必 须采取有效措施来改善电压值不稳定的 现象。电气设备在运行过程中导致其电 压值不稳定的因素有许多，相关人员应 积极采用先进技术，在机电系统当中引 入监控机电装置， 一旦设备在运行过 程当中出现电压值低于额定值或是高于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 额定值时，工作人员应立即检查设备运 行情况。若是发现电气设备运行异常则 可根据实际情况决定是否切断负电荷， 确保电压回复到正常水平。若是电气设 备运行异常情况较为严重的，则应该直 接拉闸，从而确保电气设备和工作人员 的安全。另外，工作人员需要针对各个 电气设备配备与之相对应的电压保护设 施，结合监控情况分析，一旦出现设备 运行异常则应该及时启动相应的保护装 置，以确保设备正常运行和工作人员的 安全。 （三）定期做好电气设备的检修 维护工作 电气设备故障对发电厂的负担极 重，做好故障排除工作可以为发电厂及 国家节省大量的时间及电力能源，因此 应定期做好电气设备的检修维护工作， 根据电气设备的运行情况及使用要求， 制定严格的操作制度及相关责任，工作 人员严格按照操作规程进行定期维护检 查工作，做到责任落实到人。同时，还 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 要对工作人员的检修工作予以考核，保 证每个人都能够以积极的心态对待设备 的检修，保证检修工作的有序进行。对 故障的原因及维修过程做好记录工作并 整理成工作笔记，便于维护工作的进行 及故障防护过程。此外，实时监控，保 障电压稳定。一旦设备电压出现超载现 象应进行及时的检查与故障排除，并采 取合理的保护措施，避免由于电压不稳 定现象造成设备运作不稳定并减少使用 寿命。 （四）加强安全措施 确保接地 线设计科学合理 接地线的应用，主要是有效保护 发电厂员工的人身安全。其工作原理为： 利用人体电阻和接地电阻并联，通过电 气设备带电，让流向人体的电流与接地 导线的电联形成反比，以此确保工作人 员的人身安全。因此，相关负责人应安 装接地系统报警装置，对运行系统中微 小问题进行排查处理，提出有效的检修 措施，减小安全事故的发生率。例如某 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 火力发电厂为了设备运行安全力度，保 证接电线设计科学合理，使用规格为 40mm*4mm 的扁钢作为接地连接线主 要材料。由于部分接地需要对土壤情况 进行检测后，才能进行接地连接线，如 果土壤酸碱度过高，极易导致接地连接 线出现生锈问题，给发电机组设备安全 运行带来不利影响。因此工作人员还需 将防腐锈的产品涂抹在接地连接箱上， 以免扁钢生锈损坏连接地线，直接影响 到电厂设备稳定运行。此外，检修工作 人员应定期对接地连接线与周围环境进 行检查，确保接地连接线处在干燥、通 风环境中运行。对于生锈的接地线，工 作人员应及时更换，确保接地连接线正