摘要：励磁系统是持续提供发电机励磁电流的装置，保障发电机长期供电稳定的一种电源设备。由于励磁系统能维持发电机组电压在给定的水平，保障电力系统并联机组的稳定，因此，保证发电机励磁系统的稳定运行和及时处理励磁系统故障，对于保障电厂发电机长期供电稳定将具有非常重大的意义。本文阐述了水电厂励磁系统现场故障分析与处理。
关键词：水电厂；励磁系统；故障；处理
近年来，尽管电力企业事业处于稳步发展，但在其发展过程中还是不可避免的的出现了一些问题。由于励磁系统能否正常工作，直接严重影响发电机的安全、经济和稳定运行。所以电力企业必须针对对励磁系统的故障，进行分析、处理，以便能得出相关的故障处理方法，增强电力系统的运行的稳定性，为市民提供安全可靠的用电环境，并提高经济效益。
一、影响励磁系统安全运行的因素
1、油污影响。水电厂基础设施运行阶段受油污影响严重，及时线路表面有绝缘层，油雾凝结在其表面也会引发异常放电危害。油箱使用过程中周围设备会发热，热量不能及时散发逐渐堆积，油品受热后会有一部分挥发，融入到空气中，受冷空气影响会继续凝结在设备表面，常规清洁方法很难将其祛除，油污量逐渐增多。一旦接触到供电线路便会引起其他危害，影响励磁系统的正常使用。
2、炭粉影响。碳刷是励磁系统中重要的组成元件，长时间使用会产生碳粉颗粒。集成线路与碳刷之间是有氧化膜保护的，在碳粉的影响作用下，这层保护膜会受到破坏，集成电路与碳刷直接接触，摩擦造成的损耗严重，并且通过常规的方法很难将其祛除。碳刷缺少保护产生碳粉的数量会逐渐增多，系统运行过程中碳粉逐渐向四周分散，产生的静电对系统稳定性影响严重。如果碳粉的数量足够多，并且与导线频繁接触，便会发生短路故障。出现异常现象如果不能及时发现，现场的磨损会逐步加深，最终造成励磁系统烧毁，线路不能通过维修恢复正常。氧化膜一旦受到破坏应立即修补完善，以免问题进一步恶化，但由于励磁系统规模大，常规检修很难全面进行，细微部分常常被忽略。此时再继续运行使用便会产生短路问题。
二、水电厂励磁系统现场故障分析与处理
1、整流桥中故障。因为疏于管理或者长时间带电运行使整流二极管和可控硅积满灰层，形成接地，损坏了整流二极管，影响了整流输出。而整流二极管的损坏，又引起直通回路。另外冷却风机有一个缺陷是将风量不足信号串进发电机跳闸信号，而这种机械接点是不可靠。用不可靠的接点来跳开发电机，这种设计很不合理，应该把风量信号由跳闸信号，改为报警信号，而把整流装置的温度保护作为装置本体的主保护。
2、励磁电压不能建立。故障现象：励磁电压和发电机定子电压升不上来，是由于新安装的发电机或是刚检修过的发电机起动到额定转速后，升压时减少了励磁机励磁电阻。处理方法：首先应检查励磁回路接线，有无断线或接触不良，然后检查电刷位置是否正确，接触是否良好等。预防方法：检修时，正确接好励磁回路，作好拆线标记；通直流电测量电阻时，要把励磁回路断开，等到测量完成后再接通，如不能断开时，则要另通入直流电方向与励磁机所表示的“正”、“负”方向相同，一定要正确安装电刷位置，接触牢固。
3、励磁机逆励磁。出现故障的现象，第一，励磁电压表和励磁电流表指针的指示都与正常相反，但发电机起动至正常转速后，升压的时候定子电压上升；第二，发电机在运行中，励磁电流表和励磁电压表的指针都指向不同的方向，但定子各表计都保持正常。其故障发生一般有两个原因：第一，当励磁机磁极的剩磁很弱，在作电气试验加入试验电源时，把剩磁方向改变，产生逆励磁；第二，发电机在运行中发生逆励磁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆处理方法：根据以上两种现象，确定是逆励磁造成的，可只要将励磁电流表和励磁电压表极性相互对调，指示正常便可运行。但在最近一次发电机停机时，要重新对励磁机励磁，让其恢复原来极性，且还原表计的原来接线。逆励磁运行的发电机不得更换备用励磁机，避免因极性相反而短路。如原来的磁放大器式的自动电压调整装置未投入时，此时也不得再将其投入。
三、水电厂励磁系统运行稳定性
1、更换问题可控硅。可控硅是励磁系统中生产磁场的主要元件，可以根据使用需求对系统内部输入或者输出的电压进行调节。也是检验环节中最常发现故障的部分。对其进行更换时要观察周围零件是否正常，将需要更换的零件同时处理好，对运行中的参数进行检验，如果显示结果一切正常，维修任务完成。
2、科学选择故障诊断与维修方法水电厂供电线路覆盖面积大，故障维修要有针对性的进行，将断电影响降至最低。检修工作尽可能的在局部进行，确定维修方案后在最短的时间内对损坏零件进行更换，保障供电系统的正常运转。检修是保障系统使用安全的有效途径，如果故障发生在系统最外层中，可以通过观察的方法进行判断，设备表面有明显的烧焦痕迹则证明有短路问题发。如果是内部故障，则需要借助仪器对参数进行测量，技术人员也可以听设备运转过程中是否有杂音，碳刷磨损时会产生明显的滑动声音，这也是故障检修的有力依据。除此之外，大部分检修方法都是在断电情况下进行的，借助万用表对电压以及电阻进行测量，还要对保护绕组的完整性进行检验，如果表面出现明显的烧黑痕迹，并且阻丝熔断，则可以初步判断是电压过大造成的故障。后续检验中没有发现其他问题，可以重新更换完整的阻丝，观察是否能够正常运行。
3、提高励磁开关辅助接点的可靠性。由于励磁监控系统对开关辅助接触点小于1s的分断不会做出任何反映，开关的辅助接触点产生抖动导致励磁系统进入逆变状态使励磁系统失磁现象也有可能存在。因此，可以提高励磁系统的交流开关的开关量接点，并定期对开关辅助接点进行可靠性检查及紧固，尽量避免励磁系统故障的发生。
4、导电及绝缘部件处理。绝缘层发生故障通常是在局部位置出现的，检测系统中的过电压会增大，输出电压也不稳定。可以使用绝缘材料对导线损坏的部位进行涂抹，还要对绝缘层损坏部位的导线进行清理，主要针对油污与粉尘垃圾来进行。最后使用绝缘胶布对表面进行密封，两端长度要大于损坏部分的1.5厘米。完成后对表面不平整的材料进行处理，并对线路的电阻进行测量，如果电阻增大，则证明油污垃圾清理不够彻底，需要重新维修。
5、加强励磁调节。发电机故障消除后，大多数功率的波动趋于收敛，而是趋于发散或由于非线性因素而进行自持等幅振荡，通常会持续几秒至几十秒，这种稳定性被称之为动态稳定性。一般说来，引起这种振荡的是快速励磁系统产生的负阻尼。为此，为了提高系统的动态稳定，在许多情况下需要加大励磁系统所产生的正阻尼转矩，即在励磁调节器中引入附加信号，测出发电机的转速或电功率的变化并对它进行相位补偿以提高制动效果。
水电厂励磁系统的维护工作的开展要结合水电厂的具体要求来进行，工作人员要有针对性的制定检验计划及定期维护的不同制度，这样才能确保设备的正常安全的运行。在维护和检修过程中要严格遵守各项标准规定，保证良好的维护质量，为水电站的正常、安全运行奠定基础。
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论文作者:王锐
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/24
标签：励磁论文; 系统论文; 水电厂论文; 发电机论文; 故障论文; 电压论文; 碳刷论文; 《基层建设》2018年第8期论文;