摘要：改革开放以来，我国生产力高速发展。但近年来，电力供应与需求增长之间的矛盾日益突显，时常出现电力供应不足的情况。而且，不可再生能源过度消耗也造成了全球性的能源危机，不久之后的将来，能源的供应问题会成为人类发展急需解决的一大难题。电能仍然是人类生产生活利用能量的主要形式，而发电厂则可以进行能量形式的转化，将非电能形式的能量转化为可供人类使用的电能。所以，在寻找到新的能源供给方式之前，更加有效地利用现在具有的能源，提高能量转化效率，使能量得到最高效地利用，我们首先要从发电厂着手。而现如今，火力发电站在所有种类的发电站中所占比例十分巨大，所以对火力发电站的研究首当其冲。本文将对火力发电厂运用的励磁调节进行介绍，并对其故障以及分析进行浅谈。
关键词：励磁系统；火力发电厂；应用；故障
中图分类号：TM761 文献标识码：A
1 引言
发电机、汽轮机以及锅炉构成了火力发电厂三大主机，锅炉带来高温高压蒸汽，使汽轮机转动，发电机将汽轮机转动产生的机械能转为电能。发电机励磁系统是供给发电机电源的系统，保证火力发电厂发电机励磁系统的可靠性可以实现火力发电厂的高效运行，为电力企业带来经济效益。
2 励磁调节应用的必要性
电力系统高电压高功率运行造成励磁调节器的调节作用显得越发重要。高质量地调控电压，保证发电厂对外供电的母线电压保持足够精确度都对提高对外供电主要线路输送功率的最大值具有重要作用。若电网系统的大规模发电厂的母线进行组网，励磁调节对整个系统的同步运行的稳定性调控效果极其明显。对于复杂程度较高的电力系统，如果是系统的阻尼比较大的浮动，强力调节方式的应用效果明显。
3 火力发电厂发电机励磁系统常见问题分析
3.1 发电机无法起压
发电机励磁系统的电压需要利用剩磁作为诱导因子，如果系统内没有剩磁，励磁系统将无法建立起电压。新安装的火力发电机没有运行过，励磁系统内剩磁很少，因此发电机经常面临无法起压的问题。发电机大修的时候，如果接线错误，将励磁绕组的正负线接错，发电机启动以后，原有的剩磁方向与电流方向相反，励磁系统内剩磁逐渐减少甚至全部消失。
3.2 发电机失磁
发电机失磁指的是设备运行时因为失去了励磁电流，出现发电机转子磁场消失的情况。失磁会给电力企业带来不良影响，其产生原因主要是发电机励磁系统故障。这时发电机会面临以下几种情况。（1）转子回路显示断开，即电流表指针显示为０。（2）励磁系统励磁回路呈现出开路状态，还有不多剩磁存在，电流表指针接近０，通过校正器的电流增加。（3）发电机中定子电流明显增加，甚至产生摆动；发电机母线电压比较小，出现摆动现象。（4）发电机无功表指针指向负值区域，有功表指针指示明显降低，伴随摆动现象；发电机转子电压指针异常等。火力发电厂中发电机出现失磁现象会导致电网电压下降，严重情况下会出现电网运行不稳定，电压崩溃，引发区域性停电事故。
3.3 发电机转子两点接地
火力发电厂发电机运行时，如果滑环绝缘、引线绝缘、转子槽口绝缘发生损坏，转子铜线严重变形，或者转子端部有严重积灰，将会引发发电机转子其中一点接地事故。当发电机转子其中一点接地，发电机组还能够继续运行，如果发电机励磁系统或转子两点接地，发电机系统断路器会自动跳闸。为了保证火电厂发电机正常运行，维护区域范围内正常供电，发电机组转子只要一点接地时就应该做好安全检查工作，及时找出接地故障原因，选择相应事故处理方案。
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4 火力发电厂发电机励磁系统故障处理措施
4.1 问题的原因
（1）对励磁系统双电源切换装置机械部分的检查和维护保养不到位。（2）对励磁系统双电源切换装置控制器的切换时间和失压定值未进行校验。（3）对大容量转机启动时可能会引起低电压造成负荷跳闸的情况及影响程度认识不清。
4.2 火电厂励磁调节器故障及应对方式
强力式励磁调节系统一般都会装设限制流程来保证系统的正常运行，比如最常用的发电机空载V/F限制程序、反时限强励顶值限制、滞相无功延时限制和进相无功瞬时限制等。相较于前三种限制方式，进相无功瞬时限制只占据一小部分。以上提及的这几种限制流程一般都是非线性曲线。欠励会在一瞬间发生，0．06S的时间就可以供欠励现象全过程的发生。相对的过励则是延时的，一般会持续20S，而励磁程度更高的强励则是反时限的。当电机空载运行时，如果发电机端电压过高，将会对设备安全产生威胁。这时，系统限制流程就会发挥其空载过电压保护功能，逆变灭磁，系统停止运行。其对系统起到的保护作用也不容忽视。当TV断线突发的时候，系统就会以断线的TV作为通道运送调节信号，这时系统就会自动切换到电流闭环运行状态，防止出现误强励现象危及整个系统。在电流闭环运行时，可以正常使用的通道会被另一通道设置为工作通道，而不能正常运行的TV断线通道则被设置为备用通道。这一程序使TV断线通道输出自动闭锁。
4.3 发电机失磁故障处理措施
（1）减载处理。将有功负荷在１．５ｍｉｎ内降到40％额定负荷以下，且定子电流不超过额定范围。（2）检查故障点。减载以后寻找励磁系统具体故障部位，如果15min后依然无法恢复励磁系统正常运行，建议将发电机停机处理。（3）如果励磁系统失磁保护动作跳闸，应立即查明原因，消除故障后重新升压并列。励磁系统失磁时如果火力发电厂母线电压低于95％的额定电压，电动机就会处于过负荷状态，建议使用断电法，启动备用供电方案。
4.4 汽轮发电机转子两点接地故障处理措施
火力发电厂发电机励磁系统或转子绕组出现一点或两点接地事故时，发电机盘上会亮起相应的提示字牌。此外，发电机组转子两点接地时，励磁电流明显升高，发电机组无功功率大幅度降低且发电机剧烈振动，转子电压或定子电压降低现象也会出现。对于发电机励磁系统两点接地故障，工作人员可以从以下两方面入手进行处理。（1）加强发电机励磁系统的日常检查，按照固定时间维护发电机组设备，防止转子两点接地故障出现。（2）在励磁回路中放置绝缘监测设备，针对发电机励磁系统接地现象进行故障处理。维修人员在日常系统维护中可以通过励磁回路绝缘电阻检测，判断发电机励磁系统转子当前接地情况，确保发电机组稳定运行，提高火力发电厂发电机运行的安全性与稳定性。
5 结束语
总而言之，当灭磁过程中发生励磁电压反向突变且励磁电流瞬间至零时，则可判断灭磁过程中发生了强制拉弧灭磁状况，拉弧灭磁会导致磁场能量瞬间在拉弧点消耗，对故障灭磁的可靠性构成严峻的挑战。励磁系统试验时会出现各种状况，现场试验人员首先需要掌握励磁系统所有设备的工作原理与动作逻辑，并熟悉励磁电压与励磁电流的相应波形变化，对试验中的异常波形需要及时作出解释，尽早排除故障。此外，试验内容的设计除了满足对设备功能与性能的校验外，还应对可能出现的故障做好预案，从制度方法上帮助试验人员尽早发现问题避免故障的扩大。
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论文作者:宋凌瑜
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/5
标签：发电机论文; 励磁论文; 系统论文; 火力发电厂论文; 转子论文; 电压论文; 剩磁论文; 《中国电业》2019年第13期论文;