发电厂电气设备运行管理措施分析

王 杨

（深圳妈湾电力有限公司）

0 引言

当今社会，经济发展活力显著增强，发电厂电气设备负荷增大，对传统运行管理模式构成了严峻考验与挑战。当前形势下，技术人员应摒弃陈旧的电气设备运行管理理念，精准把握电气设备各类故障问题的诱因，创新方法方法，保障电气设备高效稳定运行。

1 发电厂电气设备运行管理现状

社会生产和生活节奏的加快，带动着电力能源需求量的稳步提升。为有效满足社会用电需求，发电厂势必应强化内部管理，全面有序做好电气设备运行维护管理，保证其良好工况状态，精准排查消除电气设备故障隐患。近年来，国家相关部门高度重视发电厂电气设备运行管理技术的创新与完善，在设备优化配置与技术数据监测等方面制定并实施了诸多具有导向性的行业规范，为新时期电气设备运行维护提供了重要遵循。同时，广大发电厂同样在创新电气设备运行管理机制，优化整合电气设备技术资源等方面进行了积极探索，初步构建形成了精细化的电气设备运行管理机制，有效保障了电气设备既定效能的实现。尽管如此，受限于诸多主客观要素，当前发电厂电气设备运行管理水平尚有较大提升空间，对电气设备工况状态参数的分析研判存在盲区，无形之中导致潜在故障问题持续累积恶化，需要采取更加系统完善的方法策略，排除故障隐患，保障电气设备运行成效［1］。

2 发电厂电气设备的常见故障分析

2.1 备用电源自动切换故障

备用电源是发电厂电气设备的重要构成部分，可在部分设备故障状态下，保证发电厂发电机等设备正常运行。在当前技术条件下，备用电源的整体构造相对复杂，多数采用双路供电模式，且可根据电压等级差异，分为高压电源和低压电源等。受发电机自身电力容量等条件限制，备用电源容易出现自动切换故障，即在备用电源配置与发电机不匹配时，其无法实现自动切换，容易影响电气设备正常稳定运行。

2.2 发电机温度过高

发电机在运行过程中会产生大量热量，且其在特定周期范围内需要保持连续运行状态，这直接放大了其温度过高风险。当发电机等设备内部热量累积到一定程度，超出设备可承受的负荷后，容易造成温度过高故障，降低电气设备各项功能元器件的使用寿命，严重情况下导致设备运行中断，甚至威胁作业人员人身安全。对此，需在电气设备运行管理中，强化对发电机温度的动态监测，以及时调整工况状态，调整运行负荷。

2.3 电气设备接地故障

电气设备接地的作用与目的在于消除漏电威胁，对设备系统和作业人员形成有效保障。纵观以往发电厂电气设备运行管理实际，普遍存在对电气设备接地故障辨识不准确的难点问题，对电动机绕组潮湿、内部元件材料受损、接引线磨损腐蚀等隐患处置不及时，容易引发电气设备系统短路，造成接地故障。在电气设备接地故障状态下，接地保护效用将无法实现，与高要求、高标准的电气设备运行管理要求不相契合［2］。

2.4 电气设备电压超载故障

电压超载问题是发电厂电气设备运行中的常见问题，也是诱发电气设备故障的重要因素，需要给予重视。部分发电厂为保证发电效能，会使电气设备长期处于超负荷运转状态，设备负荷过重问题长时间得不到缓解，久而久之提高电气设备疲劳系数，为电气设备故障埋下隐患。通常情况下，电气设备配置电压应保持在合理波动区间，若超出或低于额定值，则会加剧部件老化或设备反常运转等。

3 发电厂电气设备的运行管理措施

3.1 构建完善的电气设备运行管理及维护机制

从当前我国发电厂客观状况而言，部分电气设备运行管理及维护机制尚未处于初级阶段，存在管理不到位、运维不全面、综合水平低等问题。对此，应根据发电厂电气设备特点与类型，构建完善的运行管理与维护机制，明确不同电气设备在不同阶段的运行管理与维护要求，全面细致做好电气设备运行状态分析。对以往既有电气设备运行管理制度规范进行梳理，对其中效能不足、针对性差的约定内容进行重新调整，始终发挥工作机制的基础性导向作用。严格落实发电厂电气设备运行管理责任制，强化生产技术部门、安全监管部门与设备管理部门之间的沟通联系，汇聚形成高效开展电气设备运行管理工作的强大合力。建立符合发电厂电气设备实际的技术管理系统，将设备名称、种类和型号等信息录入系统，提升电气设备运行管理的自动化水平［3］。

3.2 提高电气设备管理人员综合技能

在现代发电厂电气设备运行管理中，具体管理人员始终扮演着不可替代的关键角色，是落实电气设备运行管理职责，实施电气设备故障诊断的直接操作者，其专业素养的高低与电气设备运行状态密切相关。对此，应定期组织发电厂电气设备管理人员参加专项培训与学习，由经验丰富的业内专家为其讲解不同型号电气设备的具体运行管理要求，拓展电气设备维修维护基本技能，以更加高效地完成电气设备运行管理工作。巩固电气设备运行管理人员安全意识与责任意识，锻炼动手操作能力，以更加安全、娴熟、精准的维护方法投入到工作实践中。加强对发电厂电气设备的巡检管理，全面了解包括开关、母线和线路等在内的设备状态，提升电气设备运行管理规范化水平，探索新的电气设备管理、维护的策略。

3.3 改进电气设备运维管理技术

发电厂电气设备运维管理技术创新不断，有效拓展了设备运行管理技术空间，在更深层次上实现了电气设备运行数据信息的纵向关联和横向关联。对此，可选择基于工况状态信息的电气设备数据信息，建立系统性的技术平台，对电气设备阶段性的运行效能进行评价分析，形成评价分析结论，并以此为基础，及时调整与改进后期运维管理策略，提升运维管理措施的针对性。同时，现代自动化技术的引入大大增强了发电厂电气设备运行的稳定性，这同样为电气设备运维管理提供了技术载体。通过搜集分析发电厂电气设备运行的历史数据信息，可绘制状态曲线，描述相应故障问题的演变规律，制定更加行之有效的检修解决方案。采用实时反馈方法，建立发电厂电气设备运行状态反馈通道，及时存储状态数据信息，为结构化监测的实现提供良好基础条件。

3.4 电气设备冷却方式合理化

部分发电厂电气设备故障问题的出现是由于设备过热，设备系统运行中所产生的热量得不到充分释放和冷却，随着时间的延长，电气设备自然容易崩溃。对此，应针对电气设备常出现的过热等问题，配置精密化的温度监测装置，随时采集电气设备温度信息，进而更加及时有效地处理温度过热问题。一方面，可采用氢气冷却方式，由于氢气构成成分的特殊性，可在有限空间内降低物体温度，因此可用于发电厂电气设备冷却。当电气设备运行产生热量后，氢气可通过流动方式促进热量转移，带走设备内部热量。另一方面，可采用水内冷却方式，将水作为基本冷却剂，通过发挥其高比热容作用，使电气设备的多余热量能够得到彻底释放。该方式具有低成本优势，冷却过程便捷高效。此外，还可采用密闭空气冷却方式，将电气设备工作的密闭空间作为冷却空间。

3.5 实施科学检修，优化接地线结构

对发电厂电气设备进行检修的过程同时也是在判断故障位置的基础上，排除故障干扰的过程，需要综合运用多类型手段，落实科学检修方式，保障电气设备正常稳定运行。在变压器故障检修方法，应首先判断其端部屏蔽层等是否符合技术要求，并可视具体情况降低其外壳温度，避免在过度潮湿或烟尘等环境下长期运行。在使用金属快速膨胀剂储油柜时，应事先制定方案，防止漏油或多点接地等状况出现。采用分级检修方式，根据电气设备种类、功能、型号等差异，列出分级检修等级，分别安排检修力量，做到检修处理分工负责。编制电气设备检修流程图，严格要求每项电气设备检修的基本操作规范，做好检修现场勘察和记录。针对易损易耗元件，采用接地装置智能报警系统，优化接地线结构［4］。

4 发电厂电气设备状态监测系统的应用探讨

4.1 状态监测的内容与要求

现代信息化技术的创新发展与实践运用，为发电厂电气设备状态监测提供了更为灵活多变的技术工具，使传统技术环境下难以实现的状态监测效果更具可达成性。基于信息化技术的发电厂电气设备状态监测系统可将发动机、变压器、断路器、避雷器、电动机和电容器等设备全面纳入监测体系，通过配置位移传感器、压力传感器、色谱分析仪、电压互感器等装置，对各类不同设备的电压、温度、油位和泄露电流等进行全过程监测（如图1所示）。在实践中，发电厂电气设备状态监测系统的配置不得干扰电气设备正常运行状态，且需具备自检功能，可随时调整其灵敏度定值。

图1 电气设备状态监测与故障诊断系统示意图

4.2 电气设备状态在线监测方案

选择具有导向性的技术参数，构建三级网络在线监测体系，对发电厂电气设备的历史数据进行调取分析，保持对电气设备实时状态数据的有效监测。通过搜集到的数据信息，在剔除存在明显偏差的数据后，用以判断电气设备可能出现的潜在故障。为确保电气设备状态在线监测网络的可靠性，可将其细划分为现场控制级、网络通信级和监控管理级等，实现监控站点和监控单元实时数据的定向转换，在系统终端以文字和图形等形式展现出来。在监测方案运行中，在线监测系统可整合数据库、计算机、服务器等，对电气设备状态数据进行存储和取用。

4.3 设备状态监测系统的功能实现

发电厂电气设备状态监测系统的功能主要包括信号变送功能、信号处理功能、数据采集功能、数据传输功能、数据处理功能、数据存储功能和诊断功能等。上述不同功能的实现所需用到的数据信息各不相同，状态信息的传输路径同样差异明显。以信号变送功能为例，其可将采集到的电气设备工况状态信息进行电信号转换，将模拟量和数字量等转换为可供系统识别的数据量，比如振动、电压、电流、温度、开关量等。为保证电气设备状态监测系统功能的稳定性，系统可滤除干扰信号，将信号幅值保持在相对稳定状态。

4.4 基于模糊理论的故障诊断技术

模糊理论的应用可为发电厂电气设备状态监测系统提供优化方法，提升电气设备故障诊断的实效性与针对性。一般而言，发电厂电气设备故障诊断系统可通过设备信息库提取信号，然后根据信号状态响应故障征兆模块，通过模糊模式识别，形成故障诊断结论。根据故障诊断结论，对电气设备系统故障进行最终决策，形成更加清晰明确的干预策略，实现更加精准、高效、及时的维护维修。从模糊理论角度出发，可对不同类型的电气设备进行纵向关联，设定故障征兆模糊子集，运用分别隶属方法判定故障程度，对未来一段时间的设备状态进行预判。

4.5 在线监测与诊断方法

发电厂电气设备故障在线监测与诊断可分为如下几个主要过程：一是采集分析电气设备故障诊断信号；二是提取电气设备故障特征参数量；三是识别电气设备故障状态，对故障问题作出响应。上述不同过程在信号处理、数据分析与故障决策等方面存在显著差异，需要根据发电厂电气设备实际特点予以优化设定。通过测量、检测、处理和分析不同电气设备状态数据，结合其历史运行信息等，对设备运行状态作出评估，在人机交互界面显示设备状态，为确定电气设备故障性质、程度、类别和部位等提供基础辅助［5］。

5 结束语

综上所述，受技术方法、运行环境、设备配置等要素影响，当前发电厂电气设备运行管理实践中依然存在诸多短板与不足，束缚着其整体价值作用的优化提升。因此，技术人员应宏观审视新时期发电厂电气设备运行环境要求，建立健全基于全流程的电气设备运行管理方法体系，科学融入信息化技术方法，搭建发电厂电气设备状态监测系统平台，精准高效诊断电气设备故障问题，为保障电气设备稳定运行奠定基础，为促进发电厂效益转化贡献力量。