摘要：伴随着我国的经济实力不断增强和科技技术不断的进步，我国各行各业的发展都迎来了较大的机遇，电力工业方面也是发展比较迅猛。在电力系统中，发电机是电力系统的核心装备，发电机能否正常平稳的运行，是电力系统和社会经济发展的重要保障。在发电机中，励磁系统是发电机能否正常运行的关键，性能良好的励磁系统可以保证发电机运行的可靠稳定，所以在日常的生产过程中，如何快速有效的解决发电机励磁系统常见的一些问题，正确合理的保养维护发电机的励磁系统是十分重要的一项工作。
关键词：发电机；励磁系统；常见故障；处理措施
引言：
随着我国的经济发展越来越迅速，在我国社会发展过程中对电力的需求也越来越大，随着对电力的需求不断扩大，电力系统的稳定、安全显得越来越重要，而发电机作为供电系统的重要组成部分，励磁系统正常的运行是对供电的最大支持，当励磁系统出现一些故障时，能够在最短的时间内得到相应的解决，使励磁系统的正常运行不受影响，是目前电力发展必须要解决的问题。
一、什么是发电机励磁系统
所谓的发电机励磁系统就是在同步发电机进行工作时，给发电机提供励磁电源和相应的一系列配套设备统一称为励磁系统。励磁系统最重要的两个组成部分是励磁功率单元以及励磁调节器。励磁功率单元的作用是向同步发电机进行励磁电流的供应，励磁调节器的作用是通过信号的输入和相应的调节标准对励磁功率单元进行相应的控制。
励磁系统在发电机中的作用有以下几个方面：
（一）在发电机进行工作时，使发电的电压保持在同一个设定值中，当发电机的负荷发生变动时，通过对磁场的调节使发电机的机端电压恒定。
（二）可以将并列运行的机组之间产生的无功合理的进行分配。
（三）对电力系统的稳定性有着巨大的提升。
（四）如果发电机在运行过程中出现故障，可以进行灭磁处理，从而使故障发生后的损失降到最低，并且能够根据实际的工作需求对发电机的励磁限制进行控制[1]。
二、发电机励磁系统常见的一些问题和相应的解决措施
（一）发电机中励磁机碳刷出现火花
在励磁机运行中，励磁机的碳刷和整流片之间发生火花现象，如果出现的火花过大就会影响到整个机组的运行安全，使换向器的使用寿命减少，更为严重的情况是烧毁励磁机。出现这种情况的主要原因有以下几点：
1.电磁方面的原因
当励磁机的换向器出现换向不良时，会使流过碳刷的电流密度增大，从而出现火花。
2.出现的电化学现象
通过长期的设备运行，碳刷与转换器表面存在的水分和流过的电流发生电解反应，这样会在转换器表面形成一层氧化膜，这个膜的电阻大、硬度高，非常的利于换向器的工作，如果这层膜被破坏，就会使碳刷形成的火花对换向器的表面进行破坏，长时间的运转却不进行清洁，就会使这种现象越来越严重。
3.机械原因
机械原因造成碳刷出现火花的现象有关因素比较多，例如：在进行碳刷更换时新更换的一部分碳刷与转向器的接触面减小，另一部分碳刷流经的电流密度就会增大，从而出现火花现象。在进行碳刷更换时，螺丝未拧紧，使碳刷与换向器之间的紧力变小，出现碳刷抖动的现象，从而引发碳刷出现火花现象。
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针对励磁机碳刷出现火花的现象，可以在平时多注意对换向器表面进行清洁，要保证每个碳刷和换向器之间的接触面积一致；其次，长期使用的励磁机，在进行维修后，要对电枢和各个磁极进行检查，确保电枢和磁极之间缝隙不超过规定平均值的百分之五。在平时还要加强对碳刷运行情况的检查，检查内容：应该检查每条碳刷流经的电流情况、每个碳刷在运行时的温度情况等。如果在进行碳刷检查时，发现碳刷的磨损程度超过三分之一，就应及时地对碳刷进行更换，在更换碳刷时要尽量选择同一种品牌和型号的碳刷，使碳刷工作的情况比较的相近[2]。
（二）发电机的励磁系统出现失磁的情况
在发电机进行工作运转时，励磁系统经常会出现失磁的情况，面对这种情况，在大多数的情况下，一般都是出于电网中的发电机才会出现失磁的现象，如果在电网中的发电机出现失磁的现象，会引发电网的电压值下降，更严重会引发电网电压崩溃，从而出现停电的问题。如果出现这种情况，要将发电机与电网连接的接口及时切断，并且发电机的电源一并切断，对发电机进行细致的检查[3]。
（三）励磁系统的励磁机运转过程中出现逆励磁的现象
当发电机正常工作运转时，进行升压时发电机的交流电压就会有所上升，但是励磁电流表和电压表的数据都是相反的，这时发电机的励磁机就是出现了逆励磁的现象。出现逆励磁的现象原因有两种：第一，在对新的发电机进行电压测试时，本身新的发电机自身的励磁就相对较弱，若果在测试时，将正负极弄错，就会使发电机内的剩磁被消除或者是改变方向，从而出现逆励磁的现象；第二，在发电机在运转时下面的几种因素也会出现逆励磁的现象：
1.当发电机进行轻微的负荷运行时，这个时候励磁机的电流相对较小，如果对发电机的运转负荷突然增大，那么就会产生电枢反应，使励磁机的磁场被减小，因为不论是手动调节励磁机还是励磁机自动调节，励磁机的励磁增加都是一个循序渐进的过程，不会突然的增加，如果发电机突然增加运转负荷，这样就会使励磁机出现逆励磁的现象。
2.当发电机的励磁系统出现短路时，这个时候，发电机内部的定子绕组就会出现瞬时电压，如果这个瞬时电压与发电机本来运转的电压方向相反，就会使励磁电压被消除，从而出现逆励磁的现象。
当发电机的励磁机出现逆励磁的现象后，虽然是励磁故障，但是发电机依然可以正常运转，所以没有必要停止发电机的运行，这个时候，将励磁机中连接电流表和电压表的正负极进行互换就可以解决这个问题。如果是自动励磁装置，出现逆励磁的现象后，对励磁机中进行充磁就可以解决这个问题[4]。
（四）发电机中的转子出现两点触地的情况
在汽轮发电机的励磁系统运行中，经常会出现发电机的转子两点触地的情况，这种故障主要出现在发电机的断路器跳闸时，出现这种故障现象的原因主要是发电机的转子绝缘装置出现破损或者是发电机的转子铜线出现变形，面对这种故障，应该及时对发电机进行检查，采用科学的处理办法对发生故障的故障点进行处理，确保发电机在下步运转中，正常的工作运转。
三、结语
发电机的励磁系统运行安全可靠是对发电机以及供电系统最大的保障，所以，相关的工作人员要加强对励磁系统的运行稳定性的检查以及励磁系统的维护保养，确保励磁系统的正常运行，并且，在平时的工作中，要对励磁系统出现的问题加强总结，从而提升对励磁故障的解决能力，为发电机和供电系统的安全平稳运行提供技术上的支持，为励磁系统的发展奠定相关的技术人才积累。
参考文献：
[1] 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.
[2] 周文龙． 发电机励磁系统常见故障分析与处理探究［J］． 现代制造技术与装备，2016，09:129-130．
[3] 李琪． 水电站励磁系统出现故障的原因以及应对措施［J］．中国水能及电气化，2016，08:39-42．
[4] 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:韦慧星
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/29
标签：发电机论文; 励磁论文; 碳刷论文; 系统论文; 现象论文; 换向器论文; 电压论文; 《科学与技术》2019年第09期论文;