发电厂发电机电气设备及系统风险辨识与分析

摘要：通過对发电厂发电机、电气设备及系统进行危险有害因素辨识，辨识出系统中存在的主要危险因素有触电伤害、雷电伤害、火灾、爆炸、高处坠落等；存在的主要有害因素有电磁辐射危害、中毒和窒息危害。本研究可以为电厂工程技术人员对发电厂运行过程中的风险认知和控制决策提供支持和帮助，可以有效控制风险，遏制事故发生和人员伤亡。

关键词：发电厂电气设备系统风险辨识

一、引言

发电厂是电力生产的重要环节，就平安而言，由于其生产工艺流程及行业生产特点，决定了发电生产企业平安工作的重要性。发电生产“产、供、销”一次性完成，没有其他中间环节，整体性特别强。在发电生产过程中任何一个环节出了问题，都会影响整体平安效果。发电生产过程中存在的有害危险因素种类多，可能发生的事故类别多。因此，要想更好的防范发电厂事故发生，就必须要深入辨识了解发电厂存在的各类危险有害因素，确保做到有的放矢，防患于未然。在电力生产过程中，发电机及电气设备系统由于其系统的复杂性，存在的风险往往隐性的比较多，如果不加以重视，可能会酿成更大的事故发生。本文试图应用系统平安理论，从危险和有害因素两个方面，通过发电厂发电机、电气设备及系统风险辨识和分析，更加系统、全面的认知和评价发电机及电气系统的平安状态，为发电厂电气设备平安风险管控提供帮助和技术支持。

二、发电机、电气设备及其系统主要危险因素分析

重点对发电机及励磁系统危险，变压器危险，高、低压配电装置危险，电缆火灾，污闪事

故，雷击和接地网故障，继电保护和直流系统危险，全厂停电事故，电气误操作，触电伤害，高处坠落等方面进行风险辨识和分析。

1.发电机及励磁系统危险因素分析。其存在危险因素主要有：由于制造质量不良、检修质量低劣、运行中操作维护不当、过电压、发电机定子铁芯间绝缘破坏、发热、绝缘老化、等造成定子线圈绝缘击穿，引起火灾；发电机由于安装、检修不当，密封油系统故障，造成发电机密封不良，引起火灾；在发电机电压幅值、相位、频率与电力系统相差过大情况下，由于人为误操作或自动装置误动作将该发电机并入电力系统，造成发电机非同期并列，产生巨大冲击电流，强大的电动力效应，将使发电机定子绕组变形、扭弯、绝缘崩裂、甚至将定子绕组毁坏，同时，使机组发生强烈的振动，并引起电力系统电压下降，严重时会引起系统振荡，乃至瓦解；定子绕组中的负序电流过大会使转子外表的部件过热，甚至烧损；转子匝间短路，保护开关拒动，烧毁发电机转子；发电机非全相运行会烧损发电机转子；定转子间气隙内存在焊渣、铜屑、螺丝和检修工具等，引起扫膛，使定转子绕组严重受损；励磁系统灭磁开关拒动、误动，灭磁时产生过电压，严重时将烧毁转子绝缘及整流器元件；定子内冷水系统故障，造成定子绕组超温，损毁绝缘造成短路。

2.变压器危险因素分析。主变压器及厂用变压器容量大、电压等级高、负荷率高，变压器所用的绝缘材料多，这些材料都是可燃物质，而且变压器油量越多，火灾危险性更大。变压器着火的主要原因包括：绕组绝缘损坏导致短路，主要是绝缘老化、变质损坏；由于过电压将绝缘击穿或结构不完善、维护不当使绝缘受潮击穿；由于变压器油中的总烃和含氢量超标，导致套管爆炸事故；磁路、铁芯故障发热，引起变压器故障；变压器油质下降、油位过低，导致变压器内部绝缘降低；遭受雷击；其他原因，如小动物或金属导线造成短路；变压器周围可燃物起火，引起变压器短路爆炸、着火等。

3.高、低压配电装置危险因素分析。其存在危险因素主要有：断路器切断容量不够，在故障

时不能切断电弧；安装、检修工艺不良，操作结构调整不当、部件失灵，合闸接触不良；断路器失灵，操作结构卡涩，跳〔合〕闸线圈烧毁等，引起拒分或误动；操作不当或误操作导致事故；断路器连接局部发热、闪弧、引起弧光接地过电压，使其相间、对地短路，甚至爆炸着火；操作电源故障，操作电源电压过低，熔断器熔断，辅助接点接触不良，引起断路器故障时拒动；由于六氟化硫气体微量水超标等原因导致断路器内部绝缘强度降低引起短路事故。

4.电缆的火灾危险性。其存在危险因素主要有：电缆遇外来火源、热源或电缆短路很容易引起电缆燃烧着火；敷设在汽轮机油系统或锅炉燃油系统附近的电缆，在油系统着火后很有可能被引燃；输煤或制粉设备周围的电缆上，常有煤粉沉积，可能因煤粉自燃而引起电缆着火。电缆受外界机械损伤；电缆运行过负荷、过热、过电压等原因都将使电缆绝缘损坏或老化，最终引发电缆相间或对地击穿短路起火；阻燃措施不到位，未能刷涂有效的防火涂料，阻燃隔断不够严密等均会导致火灾的扩大；电缆运行中温度较高，中间接头的温度更高。在高温作用下，绝缘材料逐渐老化，很容易发生绝缘击穿事故；接头容易氧化而引起发热，甚至闪弧引燃电缆；焊接作业时有焊渣落到电缆上，引起电缆着火；电缆的管理、维护、检查、定期测温、定期预防性试验及消除缺陷、反事故措施、技术不严。

5.污闪事故分析。假设升压站电气设备及母线外绝缘爬电比距不能满足要求或未采取防污措施，在潮湿条件下，尤其是大雾、冰雪等恶劣气候条件下，绝缘极易被击穿，从而发生污闪事故。

6.雷击和接地网故障危险性分析。假设不采取避雷针〔线〕防直击雷保护措施或架空地线进线保护、避雷器等防雷电波侵入的措施，在雷雨季节可能引起电气设备损坏或人员伤亡。假设接地网不定期进行校核，接地电阻不合格、接地引下线热稳定容量不满足要求或接地装置地下直埋局部存在腐蚀、虚连、断裂等现象，出现系统过电压时，容易造成电气设备损坏。

7.继电保护和直流系统危险因素分析。继电保护装置是保证电厂、电网平安稳定运行的重要设施，在运行中假设发生误动或拒动，将可能导致重大设备损坏、全厂停电或电网瓦解等重大事故。发电厂、变电站直流系统是十分重要的电源系统，假设出现混线、接地问题，可能导致断路器、继电保护误动、乱动或拒动等事故的发生。在厂用电事故状态下，直流系统电源不可靠，可能导致交、直流油泵等设备无法起动，最终造成汽轮发电机轴承烧损事故。

8.全廠停电事故危险因素分析。汽轮机故障、锅炉停炉、发电机损坏、直流系统故障等都会引起全厂停电事故，全厂停电会造成电力输送中断，特别是柴油发电机主要是为各类旋转机械的润滑油泵及其它重要设备提供事故保安电源。如果在全厂停电时柴油发电机不能使用或发生故障，致使转动机械的润滑油泵不能给各转动机械供润滑油，从而会导致一些转动机械轴承烧损，进而引发更大的设备事故。

9.电气误操作危险因素分析。未装设防误闭锁装置或装置失灵，紧急解锁钥匙管理不严，在运行、检修期间随意解锁，加上不执行“两票”及安规中的有关规定等，容易发生电气误操作。

10.触电伤害危险性分析。通常机组采用电压等级多，全厂电气设备及其系统较为复杂，存在漏电、触电、电伤等潜在危险性。

11.高处坠落危险性分析。在位置较高的升压系统、厂用变等配电装置上检修时，缺乏防止人体坠落的平安措施，会造成高处坠落等伤害事故。

三、发电机、电气设备及其系统主要有害因素分析

1.工频电场有害因素分析。电厂高压电气设备运行时会产生工频电场，如果长期处于高磁辐射环境下，可能对作业人员身体健康产生一定影响。

2.化学品中毒危害因素分析。作业人员在电缆沟中进行施工、维护时，如果有毒气体聚积，可能发生人员中毒事故。在断路器中使用六氟化硫，在电离作用下分解产生有剧毒的高氟或低氟化硫，假设密封不严，出现渗漏，会对人体造成危害。

四、结语

通过对发电厂发电机、电气设备及系统进行风险辨识与分析可知，系统中存在的主要危险因素有触电伤害、雷电伤害、火灾、爆炸、高处坠落等；存在的主要有害因素有电磁辐射危害、中毒和窒息危害。电厂工程技术人员或者管理者以此为参考，在全面认知风险的根底上做到更好的防控风险。