摘要：励磁系统是给发电机提供转子电流, 在转子线圈中建立直流磁场, 保证发电机正常运行的主要部分。如果励磁系统发生故障, 将会损坏发电机的主机和控制部分。本文分析了发电机励磁系统常见故障分析与处理。
关键词：发电机；励磁系统；故障处理；
励磁系统是同步发电机重要的组成部分。在电力系统正常运行或事故运行中， 同步发电机的励磁控制系统起着重要作用。优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性， 提供合格的电能， 而且可以有效地提高发电机及其并入的电力系统的技术经济指标。
一、励磁机逆励磁
发电机正常运行时，升压时交流电压会有所上升，但是电压表和电流表的指针反映的内容却与正常内容相反。在发电机运行过程中，励磁电流表和电压表指针会表现出相反的方向，但是定子回路的电流表和电压表指针所指的方向相同，这表明励磁机的极性是反方向的。
二、发电机励磁系统常见故障分析与处理
1.保护装置误报“转子回路一点接地”故障处理
（1）故障现象。励磁调节器起励，发电机机端电压逐步建立，经过一个过渡过程后趋于稳定值，然而此时保护装置报“转子回路一点接地”故障，发电机运行正常。利用转子电压表通过测量发电机转子正、负极对地电压，两极对地电压均不为零，说明发电机转子没有发生一点接地故障。按保护装置的复归按钮，“转子回路一点接地”故障信号消失。
（2）故障分析。分析保护装置中“转子回路一点接地”动作原理知道，保护装置根据转子电压判断转子接地故障。当励磁调节装置刚起励时，发出初励电源投入命令，转子电压升高，发电机电压上升，经过一段时间延迟后，励磁调节装置自动退出初励电源，由于励磁调节器机端电压初始参考值低于初励电源产生的机端电压，所以当初励电源退出后，转子电压会突然下降很多，进而转子电压反馈给保护，则保护装置认为是转子回路发生了短路致使转子电压突然下降了，所以保护报信号。将励磁调节器逆变灭磁后重新做试验，在励磁调节器起励前，手工增加励磁调节器电压参考值，保证大于初励电源产生的发电机端电压，重新起励升压后，发电机运行正常，保护装置没有发“转子回路一点接地”故障报警。
（3）故障处理。本次事故说明保护装置的“转子回路一点接地”功能不够完善，其动作机理不够科学，容易误动，建议完善“转子回路一点接地”功能，或者更换为更为可靠的“转子回路一点接地”保护装置。在“转子回路一点接地”保护功能未完善前，调整励磁调节装置起励初始参考值，要求电压初始参考值大于初励电源产生的发电机端电压。
2.正常调节有功功率引起机组解列的事故处理
（1）事故现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆某电厂发电机组正常运行中，根据中调要求进行升负荷操作，在增加有功功率过程中，发电机输出无功功率由50MVar 突然降低至－80MVar，励磁调节装置发出低励限制信号，发变组保护装置报失磁保护动作，发电机解列，灭磁开关跳闸。
（2）事故分析。事故发生后，检查所有的保护及异常信号，发变组保护装置除了失磁保护动作外没有其它任何事故报警，故障录波显示事故障发生时，发电机机端电压下降，无功功率进相至80MVar，失磁保护正确动作；励磁调节装置除了发出低励限制信号没有其它事故报警信号，从励磁调节装置录波分析显示，励磁调节装置中电力系统稳定器输出突降至下限幅值（5％额定机端电压），发电机无功急剧下降，进相运行后，励磁调节装置低励限制启动，但未来得及调节，发电机进相深度已满足失磁保护动作条件。根据当时只有有功功率增加操作，发电机励磁调节器采用PSS－1A 型电力系统稳定器，因此分析认为事故的发生是因为PSS 反调引起的。对于PSS－1A 型电力系统稳定器来说，PSS本身无法判断发电机有功功率的增加是系统低频振荡引起的还是由原动机调节引起的，当原动机增大有功功率输出，PSS 输出会降低发电机励磁电流，进而降低发电机无功功率，这就是PSS－1A 型的“反调”现象。PSS－1A 根据有功功率的变化调节发电机励磁电流，当发电机有功功率向上变化时，其“反调”幅度与有功功率变化幅度成正比，由于本次增加发电机有功功率幅度较大，速度较快，PSS 的“反调”直接导致励磁电流的突然降低造成深度进相，导致发电机失磁保护动作解列。
（3）事故处理。PSS－1A 的“反调”现象对电厂和系统都是不利的，对于PSS－1A型电力系统稳定器可以在调节有功功率时增加闭锁PSS 输出的功能，但目前电力系统不推荐这种方法；要消除这种“反调”现象最有效的方法就是采用PSS－2A 或PSS－2B 模型，目前国内外多家励磁调节器已具有该类模型电力系统稳定器，并在工程中得到大量使用。对励磁调节器的低励限制功能进行完善，事故过程励磁调节器最先发出低励磁限制信号，但由于低励限制功能作用太慢，没有限制发电机无功功率降低才导致发电机失磁保护动作，目前业界中低励限制调节方法有两种：一种采用在低励限制时增加电压参考值的方法限制无功功率下降，这种方法调节过程较平稳，但调节速度较慢；另一种在低励限制动作时直接切换为无功功率闭环调节，根据无功功率下降的幅度及速度进行调节，这种方法调节速度快，有助于发电机无功功率快速恢复至正常运行范围。
本文根据实际生产过程中的实践经验，并查阅大量相关资料文献，具体分析了发电机励磁系统一些经常性发生的故障，并提出了针对这些故障的解决办法，为实际操作中的机组能够安全可靠运行提供了一些理论参考。
参考文献：
[1]孙兴喜. 浅谈发电机励磁系统[J]. 河南科技，2015，（23）.
[2]李慧磊，陆本光，陈思源，高洋. 某大型水轮发电机励磁引线烧毁事故原因分析[J]. 西北水电，2015，（3）：67-70.
[3]梁晓东. 水电厂励磁系统改造中的问题和对策[J].企业技术开发，2016，（4）：71-73.
[4]韩茜丹，苏士阔. 水力发电厂励磁系统的优化分析[J].建筑知识，2016，（3）.
[5]丰德强. 水电厂励磁系统改造中的问题和对策[J].通讯世界，2015，（13）：205-206.
论文作者:杜晓昌,孙广平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：发电机论文; 励磁论文; 转子论文; 功率论文; 回路论文; 端电压论文; 调节器论文; 《电力设备》2017年第3期论文;