摘要：水利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：励磁系统；发电机；技术改造
发电机自并励励磁系统又称为自并励静止励磁系统，对发电机运行的稳定性、安全性、供电质量有着直接的影响。基于此，本文首先介绍了发电机自并励励磁系统的特点。其次，分析了目前发电机自并励励磁系统存在的问题。最后，针对这些问题，从设计、选型两个主要方面，分析优化发电机自并励励磁系统的方式。
1概述
水利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，是水利发电厂的核心设备。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，水利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。
2存在的问题
2.1设备进入老化周期，面临无备件的尴尬局面
系统电子元器件已经进入老化周期，目前已经有零部件陆续出现故障。存在设备老化严重，经常出现死机、卡件损坏等现象。随着设备更新换代，厂家早已不生产此型号的调节器，目前在市场上很难采购到，存在没有备件的尴尬局面。2015年7月，发生过电源卡件故障而无备件可换的尴尬局面，使用厂家积压库存的备件，仍存在电子元件老化的风险。当因无备件更换故障元件时，会造成发电机停机现象的发生或延长停机的时间，严重影响公司的生产。
2.2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。
2.3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。一旦出现问题，就要迅速查找到接地点并恢复正常接线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆日常工作中，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。无论是出现哪种故障，工作人员在检修时都应当做好记录，整理成系统的档案，为日后的故障处理积累丰富的经验，提高发电厂整体发电效率。
3技术改造措施
3.1整体改造思路
（1）制定装置的安装方案。熟悉此次改造的全部技术资料，认真阅读产品使用说明书等。绘制操作回路的原理图和配线端子图。（2）线路检查。将励磁调节屏到控制屏，灭磁屏等励磁系统中与之联系的设备连线查清并做好标记。电缆标牌已脱落的就顺着电缆的方向进行摸线查找，校线直到摸清所有电缆的走向及使用电缆的芯数，并尽量利用原有的电缆。（3）旧柜的拆除，新柜的安装。接口线路做好标记。柜体要有明显的接地特征，保证接地铜板和大地网可靠连接。（4）接线。装置就位以后，将有关电缆引到装置柜后，进行电缆的排线接线。注意强电和弱电不能共用一根电缆，走向分开。（5）校线调试。电缆接线全部完成后，从终端加入信号或从调节器发出指令，查看各光字牌和指示是否正确；检查完毕后封堵好所有孔洞，避免鼠害、确保安全。
3.2重点解决发电机起励问题
首先，在发电机电压核准之前，发电机自并励励磁系像发电机提供励磁电源，这种情况下，设计人员要根据发电系统的具体需求，建立备用的起励方案。其次，在备用起励方案的设置上，技术人员可以进行以下几方面的尝试：（1）构建备用的起励回路，利用起励电源对发电机进行励磁，安装智能电压感应装置，当电压恢复到正常电压的50%以上时，起励回路由备用回路调整为正常回路。（2）安装备用起励装置。减少发电系统的电压波动，增加发电系统的电容量。最后，在发电机自并励励磁系统第一次投入使用，或周期性大修结束之后的再次启用时，技术人员要对发电机自并励励磁系统进行短路检测与空载试验检测，以控制变压装置的整流电源。
3.3优化自并励励磁系统变压器的运行保护
首先，自并励励磁系统在户内使用时，可以不加装保护外壳，但要注意严格监控系统运行中的温度，防止冬季的温度过低，对系统的运行产生影响，必要时要加装制冷系统，如风冷系统、水冷系统，保障系统运行的温度不过高。其次，在户外使用时，技术人员要根据当地的天气状况，合理判断是否要为自并励励磁系统变压器加装保护外壳，尤其是在正午阳光直射的时候，要监测阳光照射对系统运行的影响。最后，技术人员要加强对变压器运行中，额定功率变化的检测，提高系统在高电压环境下的强励能力。3.4严格把控发电机自并励励磁系统的应用条件
第一，电力系统故障导致电压不稳、波动较大的情况下，不宜使用发电机自并励励磁系统，避免电压波动过大，对励磁系统的主变压器造成严重影响，导致变压器中的元件损坏，或无法正常发挥励磁功能。第二，位于发电主网震荡中心的发电机，不适合使用发电机自并励励磁系统。这种环境中放置的发电机，电流状况不稳定，容易导致自并励励磁系统电压过低。
结语
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
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[3] 高长松. 发电机励磁系统故障分析及处理[J]. 设备管理与维修,2019(03):58.
论文作者:袁海芬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
标签：励磁论文; 发电机论文; 系统论文; 故障论文; 电压论文; 接线论文; 发电厂论文; 《电力设备》2019年第7期论文;