引言:电厂设备的电力系统都存在隐性故障,而级联故障是火力发电厂停电的主要原因。在电力系统停电事件中,级联故障约占75%左右,因此级联故障应予以高度重视。在级联故障电路中,断路器是电力设备的主要器件,断路器故障包括控制信号故障和绝缘故障,这种故障发生时没有任何迹象,很难识别。考虑到电力系统保护失效的影响,电力系统通常有两个保护方式:初级保护和备用保护。初级保护是第一道防线,初级保护应尽可能快,它对于电力系统稳定以及对于设备损坏的预防起到至关重要的作用,备用保护则是在初级保护失效的情况下,紧急启动的电路保护,防止电力系统造成损失。
1电力系统继电保护隐性故障特点
针对继电保护装置来说,因为长期在高负荷的状态下运行,通过长时间运行会导致出现故障。但是,由于继电保护装置处于待机状态,只有在电力系统出现异常后才开始运行,无法及时发现继电保护装置问题,电力系统在出现故障后启动异常,从而导致电力系系统大面积的瘫痪,出现安全事故。此继电保护装置故障在正常状态下是无法发现的,所以也称之为隐性故障。
继电保护隐性故障的隐蔽性比较强,如果出现会导致较强危害,并且常规检修无法发现此故障,所以隐性故障排除比较困难[2]。在电力系统出现故障后,继电保护装置无法正常的运行,就会导致出现不可挽回后果,甚至还会导致电力系统无法正常的运行。
2火电厂电力系统常见故障分析
2.1 渗漏油故障分析
变压器的特点之一是有多个接合点,这也导致很多变压器在长期使用后出现漏油问题。漏油故障会影响变压器的正常运行,严重时还会导致损坏电气系统的风险,还会污染环境。由于油和空气泄漏进入变压器,变压器会受潮并损坏其绝缘,从而损坏变压器元件,甚至烧毁变压器。
2.2 风冷系统故障分析
变压器在电气工作时会产生大量热量,因此需要额外的冷却系统进行冷却。 如果冷却系统停止,使变压器迅速升温将立即离开。 以下是风冷系统故障的主要原因: 一是风冷系统部件故障。 空气开关、交流接触器、电源开关、热继电器等元件必须定期运行,长时间运行难免出现故障。二是风机出现故障。风机故障主要有内部和外部两种故障类型,其中外部主要是运转寿命导致的,比方说叶轮和轴承;而内部故障主要是电路问题,比方说电阻问题以及绝缘包裹老化[2]。
2.3 接头过热故障分析
载流连接器是将变压器和其他系统连接到电气系统的桥梁。载流连接的使用直接影响电气系统的运行效率。 .电流轴承连接器出现过热误差的主要原因:一是变压器前端与铝接线的电位差为1.86V,造成严重的过热、发热,造成重大生产安全事故。其次,如果变压器连接器表面有污垢覆盖或连接器上已经有一层导电膏膜,由于使用时间长而逐渐变薄,可能会导致连接器发热[3]。
3 火电厂电力系统出现故障的应对措施
3.1创建继电保护隐性故障预防体系
在继电保护隐性事故控制中,要坚持预防为主、安全第一的原则,避免出现事故后再解决,要能够直接做好安全防范,避免出现事故,以此使系统安全与经济效益能够最大化。创建继电保护隐性故障预防体系,主要包括:使电力系统继电保护装置性能水平得到提高,利用使用国外先进技术,对继电保护装置功能进行丰富,使装置性能水平得到提高。目前,国外先进继电保护装置都具有自诊、自检的功能,能够对装置自身异常情况进行检测与维修,使发生事故的概率得到降低。使继电保护装置管护工作力度得到强化,电力企业要以企业实际情况制定完善继电保护管护制度,继电保护工作人员根据工作规范履行继电保障装置日常维护与检测工作,从而能够及时发现故障并且排除,还能够进行记录。实现继电保护隐形事故应急预案的制定,要求电力企业使应急事故演练都得到加强,使工作人员实战水平得到提高,在出现事故的时候要立刻使用相应的措施,控制损失到最小的范围中。
3.2使用热电偶快速检测温升
电阻温度检测器(RTD)用于监测火力发电厂的电机绕组温度。通过记录可能出现的热点或危险区域来监测感应电动机的定子绕组。与热电偶相比,RTD提供了最高的灵敏度,但RTD的不足是响应时间过长,这将直接影响热过载继电器的运行。该研究提出用热电偶代替RTD作为可调开关来保护电动机。这样在润滑泵失效而温升的情况下,热电偶可以在电机绕组绝缘失效而发生接地故障前快速检测温升。热电偶是一种由两种不同金属组成的温度传感器,一端耦合在一起作为结,用于NPPs中电机轴承温度监测。最著名和最常用的热电偶是K型铬镍铝,因为它的温度曲线是线性的,而且它的温度灵敏度在很长时间内不会变化。热电偶的响应时间比RTDs更快,因为热电偶更有可能处于与周围区域近似相同的温度。研究表明,热电偶的响应时间与RTD响应时间相比更快,这种快速的响应时间可以提供准确的电机温度监测和热过载继电器的高运行时间响应。
3.3完善继电保护工作
继电保护工作为电力系统主要构成,有效继电保护能够使电力系统稳定运行,继电保护也能够及时发现电力运行过程中的故障,方便工作人员使用相应措施使电力故障得到解决。所以,在电力系统今后运行的过程中,要对继电保护工作进行完善,避免出现继电保护装置故障。安排专门工作人员实现继电保护维修与养护,从而使继电保护装置处于稳定运行状态,避免电力系统出现连锁故障。
3.4针对变压器常见的渗漏故障
针对渗漏问题,必须及时地进行维修检查,从而在问题早期解决,避免后期大问题出现。一旦发生变压器渗油,可以通过焊接修复泄漏处,焊接期间使用的焊条主要是以细小为主,在进行焊接修理处理油箱时,如果油箱中有油,则不允许使用气焊。除焊接方法外,利用AB胶封堵也是快速高效的方法之一。对于低压侧套管渗漏问题则要利用套管导电棒展开校正工作,及时换掉旧的密封圈,加装伸缩接头。
3.5针对变压器风冷系统的常见故障
变压器当中的风冷设备所涉及的元器件较多,因此需要定期检查,对于有故障倾向的组建要及时更换,从而确保变压器冷却系统长期稳定运行。除此之外,要规定期限检测冷却系统中的风机,重点是风机定期保养,更换轴承、线圈检查等。
结论:在火力发电厂,小故障往往导致回路事故。该研究针对实际发生的具有代表性的回路事故,提出了及早发现故障、防止事故扩散的措施,所描述的回路事故是由设计逻辑错误、故障检测延迟、器件性能差和人为错误共同造成的。因此,该研究对上述原因逐一进行了分析。在此基础上,提出了采用IEC61850协议快速检测断路器故障、采用热电偶快速检测电机过热、采用BF继电器作为断路器故障检测的后备措施。该研究的结果可以应用于所有新建的火力发电厂,对火力发电厂的可靠运行有很大的帮助。
参考文献:
[1]李泽明.火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施[J].内蒙古石油化工,2019,45(7):51-52.
[2]黄长春.火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施浅谈[J].电子世界,2016(24):154.
[3]付建国.发电厂电气设备运行中常见故障及应对措施研究[J].机电信息,2019(2):61-62.
[4]徐洪莉.火力发电厂电气运行中的故障原因及应对措施[J].河南科技,2015(18):109-110.
[5]杨阳.火力发电厂电气运行中故障原因及应对措施[J].中国高新技术企业,2016(7):133-134.