摘要：励磁系统是发电机的重要组成部分，是保障发电机稳定、安全运行的重要保障。若发电机的励磁系统出现故障，会严重影响发电系统运行的安全性、稳定性，甚至会造成巨大的财产损失。本文基于大型发电厂励磁系统的概述，阐述了励磁系统常见的故障，并对励磁系统故障的解决策略进行了分析，旨在保障发电机运行的稳定性，在最短时间内恢复励磁系统的稳定运行。
关键词：发电机；励磁系统；常见故障；故障因素
引言：发电机是发电厂稳定运行的重要保障，基于发电机励磁系统故障的情况，其不仅仅会严重影响电能生产的稳定性，甚至会影响企业的形象，造成难以估计的损失。励磁系统常见故障有起励建压失败、调节器及功率柜故障、接地故障等，基于发电机的运行，需坚持以预防为主、治理为辅的原则，尽可能减少励磁故障现象的产生，对故障问题进行科学解决。
一、发电机励磁系统概述
励磁系统是发电机组的重要组成部分，其具有很强的调节能力，在运行过程中通过对励磁信号的采集，实现对数据信号的科学反馈，保障发电机系统运行的稳定性。其主要功能在于为发电机提供励磁电流，励磁系统包括电源及其附属设备，按照结构对励磁系统进行分析，可以将其划分为励磁功率单元以及调节器设备。在此结构中，功率单元主要提供励磁电流，调节器实现功率柜控制、限制功能和信号反馈，保障发电机组整体运行的协调性。励磁系统故障是比较常见的现象，在故障时，调节、限制等功能可能会消失，无法提供发电机稳定运行的励磁电流[1]。
二、发电机励磁系统常见故障
（一）发动机启励建压失败故障
励磁系统在起励过程中，无法提供发电机运行的励磁电压，会导致发电机启机过程中建压失败。此故障类型经常出现在可控硅励磁机组中，造成启励建压原因比较多样，启励建压失败的故障多出现于控制回路故障、调节器电源消失、灭磁开关故障等。基于不同的故障原因，应采取适宜的故障解决策略。
（二）发电机调节器及功率柜故障
当此类故障发生时，励磁系统无法提供稳定的励磁电流，致使发电机非停。调节器及功率柜故障表现较多。一般有调节器硬件故障、整流桥熔丝熔断或功率模块损坏、同步电压变压器故障、采样回路故障等。此类故障原因较为复杂，会导致发电机出力降低，甚至解列灭磁。
（三）转子接地故障
发电机基于动力势能的转化，实现对电能资源的生产。在发电机运行过程中，若运行环境比较恶劣，发电机转子结构出现绝缘损坏，发电机励磁系统可能会出现接地故障，致使发电机运行无法稳定。在此故障中，发电机的无功功率会降低，励磁电流会在短时间内急速增加，产生极大的安全隐患。
（四）其他故障
此外励磁风机故障、通讯故障、交直流电源消失等故障也是常见故障。此故障会导致励磁系统告警甚至停止运行，产生一定的安全隐患[2]。
三、发电机励磁系统故障解决方法
（一）起励建压故障解决方法
通电前，确保已提供所有必须的电源电压，以便进行安全启动。确保系统维护工作已完成；控制柜和功率柜准备就绪，且已锁好；已连接发电机端子，输入输出电缆与励磁变压器及励磁柜已连接；已经移除临时安全接地设备；磁场断路器控制所需的直流电源以及电源装置已准备好；无待处理的事件报告；励磁调节切换到自动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对起励建压故障的表征现象对设备进行检查，在解决此类故障过程中，首先应梳理起励的逻辑，明确造成起压故障的原因，对励磁系统设备进行针对性检查。首先检查调节器在起励前是否处于正常的准备开机状态，如功率柜交、直流刀闸、灭磁开关、PT高压侧刀闸、起励电源开关均合上，而且无停机信号；确认控制信号的正确性，例如励磁起励指令是否发出，是否存在停机或逆变指令，影响起励的信号是否复归，给定电压是否满足要求，触发脉冲是否正常发出，回路接触器及继电器是否正常动作及返回，是否有节点抖动情况；检查起励回路电源和起励回路，对发电机的励磁系统二次回路进行排查，观察其是否存在连线错误情况，电源相序是否正确，二次电压回路是否存在异常，PT保险是否熔断，PT回路的接线是否松动；查看励磁控制柜各项参数配置，检查调节器输出脉冲相角，检查起励回路、脉冲公共回路、可控硅整流器、转子回路是否有接地或短路等。
（二）发电机调节器及功率柜故障解决方法
调节器故障有多重现象，例如机端频率异常、极端同步异常、机端相位故障、同步频率故障、同步相序故障等故障，可以将AB套调节器的相应板件互换安装，重启调节器观察故障是否消失，以此判断是板件故障还是调节器软件故障。
功率柜故障由风机故障、整流桥熔丝熔断、功率柜阻容吸收熔丝熔断等故障信号组成，具体检查风机电源是否消失，是否反转，是否切换异常；查看整流桥熔丝状态；查看阻容电阻熔丝状态。检查功率柜的故障指示灯，并检查相关的回路。若电流不平衡，则检查功率柜的均流系数是否满足要求。若励磁系统相关参数波动较大，数据变化不具规律性，但仍可以进行增减磁的调节。应检查触发脉冲控制电压输出是否正常。是否有环境温度变化以及元器件受到振动、氧化等情况。相应检查励磁电源是否正常，给定机端电压或励磁电流和系统采样值是否相匹配。利用示波器观察整流波形是否完整，再用万用表检查可控硅阻值，线路焊接状态和元器件特性发生变化就会出现此类故障，平时应加强维护和调试并及时更换有问题的元器件，可降低此类故障发生几率。
（三）转子接地故障解决方法
转子接地故障是设备绝缘系统故障所引起的，此类故障会造成严重的安全隐患，不仅仅会影响设备的运行，甚至会造成巨大的生命财产损失。基于励磁系统两点接地故障的产生，在对此类故障进行解决时，必须重视日常设备的维护与隐患排查，观察设备是否存在绝缘损坏、接地故障的情况。若故障已经产生，必须停止设备的运行，增加设备转子的绝缘保护，添加保护层。维修人员也可对失去绝缘功效的转子进行更换，避免其出现两点接地故障。在故障检测过程中，应用电阻绝缘检测的方法，可评估是否存在接地故障，运维人员也可通过安装绝缘设备的方式，对转子接地故障进行明确。针对转子接地故障，必须坚持以运维管理为主，后续处理为辅的原则，将接地故障损失降至最低[3]。
（四）其他故障解决策略
定期对风机电源进行检查，并做风机转向及切换试验；若发生通讯故障可以检查并确认工控机及励磁调节器IP地址正确。如果调节器主机板通讯故障，检查网线接触是否良好，请检查并重插交换机及工控机网线。检查交换机能否正常工作，主机板通讯是否受到外界的电磁干扰所致，经过重新上电复位即可恢复。
结论：励磁系统是保障发电机稳定的重要系统。励磁系统故障会严重影响电能生产的稳定性，若在发电过程中出现励磁系统故障，运维人员要对发电机进行全面排查，做好科学的检修工作，对系统进行接线检测，将故障造成的后果降至最低。合理的控制手段是较少故障损失的重要方法，也是优化故障后果，提高电力企业稳定发展的重要关键。
参考文献：
[1]严拥政，陈芳.浅谈WKLF—102型同步电机微机控制励磁装置在泵站的应用[J].中国战略新兴产业，2018（40）：183.
[2]戴志辉，苏怀波，王雪，等.交直流混联系统单极接地故障对变压器直流偏磁及电流差动保护的影响分析[J].电力建设，2018，39（09）：39-46.
[3]肖诗意，杨凡凡.基于形态开闭运算和结构元素选取原则的励磁涌流识别新方法[J].浙江电力，2018，37（08）：21-27.
论文作者:朱宏伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：故障论文; 励磁论文; 发电机论文; 系统论文; 调节器论文; 回路论文; 功率论文; 《电力设备》2018年第31期论文;