摘要:火力发电厂的励磁系统的工作情况，直接关系到发电厂的发电情况。为保障发电厂的正常运行，在日常做好对励磁系统的维护工作是十分必要的。本文将首先对励磁系统进行简单介绍，随后对其发电机励磁系统中的常见故障进行分析与探究。
关键词:火力发电厂;发电机;励磁系统;故障探究
引言：
火力发电厂是当今社会电能的主要来源。励磁系统泛指给同步发电机提供励磁电流的电源以及其相关设备，是火力发电厂的核心设备。没有它，就无法将能量最终转变为电能。励磁系统分为励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分。前者的作用是向发电机转子提供励磁电流，后者根据工业需求控制前者的输出。励磁系统在维持发电机端电压、合理分配无功功率、保障电力设备安全运行和提高电力稳定性四个方面都有着重要的作用。一旦励磁系统出现故障，火力发电厂就无法稳定提供电能，从而影响到社会的方方面面。因此，如何应对励磁系统在日常工作中出现的故障，成为行业内积极探索的一个问题。
1火力发电厂发电机励磁系统常见故障
火力发电厂发电机励磁系统在工作中出现的故障问题主要有以下三种:发电机励磁电压无法建立、发电机转子磁场消失、汽轮发电机转子两点接地。
1.1发电机励磁电压无法建立
励磁系统工作时，首先要建立起励磁电压，随后产生励磁电流。励磁电压需要借助剩余磁化强度来起励。如果剩磁过小或者消失，励磁系统就无法开始工作。这种故障通常出现在新发动机身上。因为新发动机尚未运行过，剩余磁化强度偏低，不足以激励起励磁电压。此外，很多不合规范的操作也会导致剩余磁化强度的消失。通常是由于接线错误导致励磁接线组的正负极反接，后续工作产生的电流产生的磁场与剩磁方向相反，或是由于实验和工作中操作不当，往励磁系统中通过了相反方向的电流，导致剩余磁化强度被抵消。一旦出现此类故障，首先要调查起励电源、功率柜等相关设备的工作情况。随后对励磁系统接线进行排查，查看是否出现错误接线并改正。同时调查最近的实验和工作记录，查找与不当操作相关的原因。在找出故障原因之后，应当对线路进行恢复处理。日常工作中，工作人员要加大重视，严格按照要求和规范操作，避免出现人工操作失误导致的故障现象。考虑到励磁系统接线较为复杂，在检修和使用过程中，要在各条线路上做好指示标记，以免接线混乱。
1.2发电机转子失去励磁电流
发电机转子失去励磁电流即是通常所说的“发电机失磁”现象。发电机失磁会进一步造成发电机与电力系统失去同步，转子部分区域可能出现高温，对励磁系统产生严重安全影响。除此之外，发电机失磁也很容易引发电机振动，对发电机整体安全造成影响。发电机失磁主要表现为定子电流不稳定，电压降低;转子电压电流异常;断路时，转子电压异常升高。此外，伴随发生的电流增大会引发局部过热，对发电机自身造成损害。此种故障的紧急处理方式为:在有限时间内降低有功功率至规定值。如果发电厂内的电压受到影响，不能支持检修进行，应当尽快启用备用电源。随后对发电机进行全面排查，寻找导致失磁的原因并修复，将发电机与电力系统恢复同步。
1.3发电机励磁回路转子两点接地
通常情况下，发电机励磁回路如果发生一点接地故障，对发电机不会造成安全威胁。但如果继续发生第二点接地，就会导致电流迅速增大。故障电流过大，会导致转子自身的损坏，随后还会导致励磁回路中的电流也增加，导致励磁系统整体受到严重烧伤。可见，转子两点接地故障的后果非常严重。为了防止两点接地的问题出现，发电机都会安装接地保护。在出现一点接地问题时，就会发出警报，但设备仍会运行。如果相继发生两点接地，保护系统会自动执行措施，切断电源，防止危害继续扩大。为保障机组正常运行，在出现一点接地的故障时，就应当采取措施，消除问题。转子接线处都有可能出现接地故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一旦出现问题，就要迅速查找到接地点并恢复正常接线。日常工作中，为了避免此类问题的发生，应当加大日常监测和维护，并对发电机转子进行评估，对易发生接地故障的位置进行特殊处理。为了加快故障的处理速度，还可以安装相关绝缘监测装置，自动对接地故障进行处理。
1.4起励继电器故障处理
发电机在启励时如果按启动按钮3次以上（1～2）s还无法启动励磁可以检查励磁调节柜的微机励磁触摸屏上的“给定电压”是否在90%，如果不是则测量励磁调节柜上的断路器常闭点是否闭合，直流电阻应该为通路[1]。检查、测量励磁调节柜启励磁继电器是否闭合，线圈直流电阻，发现损坏立即进行更换。如启励后电压不到9kV，或只到3kV或其他电压、过电压等检查方法同以上。调整励磁调节器的钮子开关设置位置。用于设定空载建压值的高低。向上拨时，选择空载建压值为90%Ue，其中，Ue为发电机额定值电压；向下拨时，选择空载建压值为17%Ue，一般用于机组检修后进行升压试验。发电机开机前选择空载建压值为90%Ue。监视励磁调节器状态。开机前监视调节器面板上有一只“正常”运行指示灯。程序正常运行时，每1s改变一次亮、暗状态。因此“正常”运行，指示灯亮1s暗1s地不停闪动，表明程序运行正常。当发电机未转动时，由于机端残压值为0。无同步电压信号，程序无法运行，这时“正常”运行指示灯不闪动或无规律闪动并不表明调节器故障[2]。发电机转速达到约30%ne以上时，“正常”运行指示灯就会闪动。
2发电机启动励磁注意事项
（1）起励磁时要严密监视发电机的电压表，当电压在2000V时就应该释放按钮，如果长期按住，会烧坏起励回路。（2）发电机起励前严密监视，转速3000r/min时，微机励磁显示参数：给定电压90%，可控硅开放角度134°，机端电压0。（3）禁止励磁调节器“微机失磁灯亮”。（4）运行中励磁调节器电源开关禁止切开，否则会失去励磁跳闸[3]。
3设计及运行建议
（1）设计人员在励磁调节器选型时选择性能可靠、稳定的。（2）选用起励磁继电器，触点容量及线圈质量要可靠。（3）实际监测发电机起励磁前励磁系统设备正常，处于良好备用，避免开机后发生突发异常。（4）发电机开机前按照试验规程，做好发电机假同期并列试验、灭磁联跳主油试验[4]。（5）技术专业人员检测发电机主油开关的辅助常闭触点可靠闭合，为微机励磁调节器做好逻辑判断。（6）对发电机励磁系统建立定期大、小修制度，及时发现处理存在的缺陷。（7）设计人员选用可靠的起励磁按钮，保证一次接触良好。（8）针对励磁调节器、可控硅选择厂家、根据实际情况，选择励磁调节器生产质量较好的厂家。使用成本低、减少故障发生，确实保证使用周期。
结束语：
发电厂工作人员应对励磁系统结构和原理有清楚的认识，掌握基本故障处理技术，出现问题时能够迅速处理。此外，电磁设备受工作环境的影响，日常运转中会出现磨损老化的问题。发电厂还应当做好日常监测和维护工作，对已经出现安全隐患、不适合继续工作的设备进行维修和替换。
参考文献：
[1]刘柏林,徐兴伟.基于电网运行数据集的发电机励磁系统调差系数优化整定[J].电网技术,2017,41(02):508-513.
[2]李宗泽,史成军.基于二维云模型同步发电机PID励磁系统仿真[J].电力系统保护与控制,2016,44(07):19-24.
[3]娄玲娇,尹项根,张哲,王育学,鲁功强.发电机静止励磁系统故障快速保护[J].电力系统自动化,2014,38(22):103-107.
[4]李兆伟,周旭,刘昱辰,张林,李威,罗剑波,赵长军.自备电厂发电机励磁系统稳定性分析及控制研究[J].电力系统保护与控制,2014,42(10):8-14.
论文作者:刘东
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：励磁论文; 发电机论文; 系统论文; 转子论文; 电压论文; 故障论文; 调节器论文; 《当代电力文化》2019年第8期论文;