徐胄

（中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司，湖南 长沙 412000）

自20世纪80年代起，美国、德国等发达国家开始重视对火电厂电气设备的维修，并采取了针对性的检查方法，旨在确保电气设备的良好运行，延长其使用寿命。在90年代后期，我国逐步引入西方先进的设备维修技术，且在电力工业发展初期，对电气设备采用了定期维护保养措施。电气设备作为火电厂运行中的重要构成部分，该设备的运行情况直接关系到火电厂各机组的运行安全与使用寿命；就具体实践来看，很多火电厂运行过程中都时常出现电气一次设备故障问题，需要火电厂采取有效的检测与维修措施来降低设备故障发生率，以有效提高火电厂各机组运行的可靠性与安全性，并大幅度提高火电厂生产效率。

1 火电厂电气一次设备故障检测与维修的意义

现阶段，我国火电厂电气设备故障维护方法较为单一，投入成本较高，主要以故障排除与日常维护为主。针对电气一次设备的维修，多采用监控系统技术，然而由于很多火电厂的经济条件有限，难以实现比较全面的检测与维修；加上火电厂各机组均配置了数量众多的电气设备，检测与维修难度较大，这就需要火电厂不断完善和优化电气故障检测与维修措施，从而提高检修质量。以下主要介绍电气一次设备故障检修的重点和意义。

1.1 确保火电厂生产过程的安全性

在以往的电力行业生产过程中，多采用定期检修与维护的方法来确保电气设备的正常运行，然而实施效果并不理想，暴露出诸多的弊端，不能有效解决设备故障，导致安全事故和风险频繁发生，这就很可能导致火电厂大规模停产，影响到人民群众生产生活，甚至会影响到社会秩序的稳定。虽然当前很多火电厂进行了机组升级与改造，但没有配备预警与安全系统，也没有制定完善的事故响应制度，定期检测维修方法落后，维修人员专业技能和工作经验不足，这些因素都增加了电气设备故障的发生率，从而影响到电气设备的良好运行，增加了火电厂的运营成本。为有效解决上述问题，火电厂必须与时俱进，积极引入先进的检测技术、维修机制，以大幅度降低电气设备安全风险，及时对电气设备缺陷处进行维修，最终确保火电厂生产的安全。

1.2 延长电气设备寿命，节省成本

在火电厂总运行成本中电气设备的投资占比很大，且当下电气设备的维护主要以自动化、信息化手段为主，结合先进信息化技术来对电气设备使用状态、系统终端数据等进行分析，然后依据专业技术人员的讨论结果，将最终检修建议反馈到维修人员，以便其及时处理存在的故障问题，从而有效提高电气设备的使用性能与寿命，减少设备的更换频率，对火电厂的运行成本加以有效控制。

1.3 变压器的状态检测分析

变压器是火电厂机组运行中的关键设备之一，可实现电压电平的互联与能量的传输，该设备涉及到多种类型，包括主变压器、备用变压器及启动变压器等，在使用过程中无需反复拆卸与检测，不然会损坏到设备主体。通常而言，变压器在投产5年后需对吊装外壳进行检查，之后每10年检查1次。由于变压器的故障发生率相对较高，不仅会影响到火电厂各机组的安全运行，且维修所需的人力、财力投入较多，所以火电厂必须高度重视变压器的检修工作，结合变压器的具体运行状况，定期对该设备的安全性进行全面评估，从而明确变压器是否存在安全隐患，并利用先进的检测设备来精准的找到所需维修的位置，以确保变压器保持最佳的运行状态。

1.4 异步电机状态分析

异步电机是火电厂生产中的重要设备，由于该设备的旋转特性，使之在运行过程中会产生较大的损耗，加上异步电机上应用了大量的零部件，其应用更为复杂，这就大大增加了设备故障的发生率，极易受到湿气、雨水、灰尘等外部因素的影响。同时，异步电机的维修在火电厂电气设备维修中占据绝大部分，投入成本过高，只有多次反复检查，方可尽早发现问题，了解异步电机的健康情况，采取针对性的处理措施，以减少故障发生的可能性。

2 火电厂电气一次设备的故障检测与维修方法

2.1 以信号变换为基础的检测方法

在火电厂电气一次设备的故障检测过程中，可运用基于信号变换的检测方法，即借助现代数字交换手段来对电气设备存在的故障信号加以解调与分离，其中小波变换是最为常用的故障检测方法，如，通过小波变换能够检测到电气设备中故障信号的突出点，再提取电机定子绕组的故障信息，然后对电子电流的变化状况进行监测，以分析是由负载不对称或是外部负载变化而造成的异常变化，最终找出电气设备故障位置，帮助相关人员对故障原因进行诊断。

2.2 以人工神经网络为基础的检测方法

针对火电厂电气一次设备中存在的复杂故障问题，可选择基于人工神经网络的检测方法，该方法还能够对故障的严重程度进行评估。人工神经网络方式是现阶段电力行业最为广泛的故障诊断方法，主要是利用相应的传感器来采集电气一次设备故障的信号特征，如噪声、电流及电压等，再把这些故障特诊信号数据进行Fu Liye变换，以频谱峰值作为人工神经网络的输入样本，本质上就是利用人工神经网络极强的联想记忆能力与自学能力，在更短的时间内发现故障，明确故障位置，找出故障原因。

2.3 发电机故障检修方法

发电机是火电厂各机组运行过程中故障发生率较高的电气一次设备，据相关调查发现：该电气设备常见的故障问题有：冷水系统漏氢、转子匝之间发生短路、碳刷和滑环故障等，对于这些比较频繁发生的故障，检修人员需要深入剖析不同故障发生原因，采取对应的处理措施。其中针对冷水系统漏氢的检修，必须定期使用专门的仪器对发电机密封盖是否处于良好的密封状态进行检测，确保氢气管道没有明显断点，以避免冷却系统发生氢气泄漏问题。

同时，发电机内部冷却水质量必须满足国家相关法律法规与电力行业规范，不断提高冷却水的监测频率，进而确保冷却水的质量。值得注意的是：发动机内部必须安装管径足够大的冷却水管道，尽量减少无先决条件的转角，谨慎考虑是否增加节流阀或是管道，以防止发生冷却水堵塞的情况。针对转子匝之间短路问题的检修，应定期检查发电机的密闭油系统内部是否干净整洁，及时处理其中存在的焊渣等金属颗粒物，从而避免发电机由于处于连续低压运行状态而发生不良回油现象，并避免杂质进入到电机转子内的空气循环管。针对碳刷和滑环故障的检修，检修人员需要对发电机内部的碳刷和滑环运行状态进行实时监测，并对进气口过滤器进行定期清洁，做好滑环底部的防锈工作等。

2.4 变压器故障检修方法

针对变压器的检修工作，检修人员可采用红外测温仪对变压器是否存在安全风险进行检测，例如：变压器外壳的端部屏蔽层与高低压电线端子的温度是否符合相关规范，若外壳过热，则可能引发爆炸问题；箱式变压器的手压测是否保持安全距离，高压线槽内部是否存在杂物；变压器的抽头电源是否处于良好的运行状态。同时，检修人员需要对变压器的小弹簧进行严格检查，分接开关操作的接触面图层与接触状况，确认分接线是否正常连接、紧固件是否紧固；定期检修变压器低压侧公共盒总线的接地导线支架、瓷瓶，避免湿气或是灰尘大量覆盖而引发短路放电情况；定期检查伴热电缆是否牢固固定，如果存在松动问题，必须尽快进行加固处理；认真检查变压器的接线板长度，不可过长，并全面监控箱式变压器的油温，避免油进入到控制回路挡板，引发破裂问题。另外，检修人员需要结合变压器的实际运行情况，谨慎使用金属快速膨胀剂储油柜，避免由于漏油与特殊变压器的多点接地而造成变压器无法正常运行。

2.5 断路器故障检修方法

断路器是保证火电厂各机组安全运行、维护电源线路的电气一次设备，若该设备出现短路故障，将会主动堵截电路，从而引发诸多的安全隐患。同时，在火电厂各机组运行期间，很多小细节的错误都可能导致断路器不能工作，针对部分维修代价高昂、检修难度较大的高压断路器，建议加装断路器触头寿命评估软件，以实时计算断路器分闸次数与分闸电流，并对断路器的触头寿命进行准确评估。另外，为能够提高断路器的状态检修质量，可在上述基础上，增加使用红外成像与紫外成像方法，即通过光纤测温或是红外无线测温与弧光保护相结合的方式，对真空开关的状态进行检测，从而明确断路器是否处于良好的运行状态。

2.6 隔离开关故障检修方法

在火电厂电气设备运行期间，隔离开关是使用次数最多的设备，且该设备的故障发生率也相对较高。通常而言，若隔离开关的安装方法不准确、安装过程中没有充分打磨接触面或是未恰当处理铝筒接触，均会在火电厂生产过程中造成隔离开关出现接触不良的现象，这就导致触电的温度不正常。基于此，在隔离开关的检测与维修工作中，检修人员先是收集相关资料，结合既往检修经验，对隔离开关常见的故障问题和频繁发生故障的问题进行总结，然后在此基础上，充分掌握隔离开关的制造与安装过程，采用先进的工艺来对隔离开关的各部位进行科学连接，进一步优化设计隔离开关的构造，进而保证其运行的安全性与可靠性。

3 优化电气一次设备检修工作的措施

3.1 制定科学完善的检修制度

在火电厂电气一次设备检修工作中，为能够获得更为理想的工作效果，火电厂应制定科学完善的检修制度，明确日常检修、定期检修工作的原则，始终遵循“安全第一”的原则，保证检修人员的人身安全，针对已损坏或是超过使用寿命的电气设备，必须及时更换处理，并加强对电气一次设备的管理，在技术与设备上进行不断创新，从而大幅度降低电气设备故障发生率。同时，火电厂可通过借鉴和学习国内外优秀的电气一次设备检修经验与技术、管理理念与制度，进一步优化自身的检修管理工作。值得注意的是：这些新经验和技术等不可直接照搬照抄，必须结合自身实际生产情况，做到实事求是。其次，火电厂应明确电气设备检修管理工作的责任人，加强对这些检修管理人员的教育培训，有效提高其职业素养，从而确保电气设备检修工作的有序开展。另外，火电厂需要健全电气一次设备的检修策略，优化检修管理方法，在传统单一的检修管理方法上进行创新，摒弃陈旧不合理的检修管理反复，引入现代化检修管理方法，制定规范的检修管理制度，确保检修管理工作的合理性、规范性与强制性，从而对检修人员的行为进行有效约束，保证电气一次设备检修工作高质量开展。

3.2 强化对电气一次设备的监管

在电气一次设备的检修工作中，火电厂需要安排专业技术人员对检修工作过程全流程进行监督，旨在实时掌握设备的检修状况，时刻监控电气设备的维修情况，进而确保检修人员严格按照相关规范开展工作，确保检修效果。

3.3 提高检修人员的综合素质

火电厂应重视对检修人员的理论知识与技能培训，确保其有足够的检修技术能力，掌握当下最新的检修理论知识，并具备良好的责任心，能够在检修工作中严格依据相关制度和标准进行检修，工作态度认真严谨，不敷衍了事，真正的将检修工作做到位，从而确保检修工作的快速有序开展，还能够保证检修工作的高质量。

4 结语

综上所述，在火电厂生产过程中，由于受到人员操作、外部环境、设备自身等多方面因素的影响，导致电气一次设备极易出现各种故障问题，这些问题将会严重影响到火电厂的安全可靠生产，损害到火电厂的经济利益与社会利益。基于此，火电厂必须加强对电气一次设备故障检测与维修，采取对应的检测方法，找出各种故障问题发生的原因与位置，然后采取有效的维修措施，以尽快解决故障问题；同时需提高检修人员的综合素质，制定完善的检修制度，从而确保检修工作的效果。