摘要：在电厂电气的发电机中，为同步发电机供应励磁电流的相关电源与其他附属的设施都被统称为励磁系统，通常都是由两部分组成，分别是励磁的功率单元与励磁的调节器。在发电机中最为关键的组成部分就是励磁系统，不仅能够对发电机的运作造成影响，甚至会对整个电力系统的稳定运行造成影响。而在电厂电气的总起动试验中，针对发电机出现的短路现象、空载等实验内容，都需要励磁系统的相互配合，因此，在电厂电气的总起动试验中励磁系统可以说起到决定性的作用。
关键词：电厂电气；总启动；试验；励磁系统；分析
1导言
发电机励磁系统是给同步发电机提供励磁电流的电源及其附属设备统称，它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。电气总起动中的发电机短路、空载等试验均需要励磁系统来配合完成，因此励磁系统试验在一定程度上直接决定着电气总起动的成败。
2励磁变压器
目前电厂电气总起动试验中，90%以上机组的励磁系统采用自并励励磁。励磁变压器是自并励励磁系统重要的组成部分，励磁变压器是专门为发电机励磁系统提供三相交流电源的装置。电气总启动试验中的发电机短路和空载试验励磁系统给发电机提供励磁电流，然而试验中，由于励磁变高压侧连接发电机出口的电压不能满足试验要求，因此需要外接临时电源。现场一般采用励磁变高压侧连接高压厂用电源的方式，这种连接方式在试验准备的过程中需要注意以下问题。
2.1励磁变压器临时电缆规格
电气总起动试验中，自并励励磁系统试验需要外接他励电源进行。因此，现场试验前的准备工作，需要从高压厂用电引一路电源连接励磁变高压侧，厂用电源与励磁变高压侧之间的电缆选取原则是，电缆能否提供满足励磁系统的短路空载试验所需要的励磁电流。满足励磁系统的短路空载试验所需要的励磁电流的电缆规格必须符合厂用电源电压与试验电流两个条件。在电压已知的情况下，发电机的短路空载试验决定了励磁电流大小，进而决定了励磁变高压侧电缆所需电流。由典型发电机短路空载特性图可知，在发电机短路特性试验中，发电机定子电流达到额定值需要0.7Ifn，空载时发电机额定定子电压时需要0.35Ifn，1.05Ugn所需要的励磁电流0.4Ifn。另外，试验中需要注意电刷与集电环之间的接触压降是一个变数，新换的电刷接触压降较小，电刷越磨损接触压降越大，计算时候通常按照5V考虑，这是因为确定电缆规格需要考虑一定的余量。
2.2励磁变压器分接头
按照试验要求，励磁变压器高压侧外接了符合要求的厂用电源，短路试验过程中，增加励磁到可控硅最小触发角，如果发电机定子电流依然未达到发电机的额定定子电流，试验数据就不符合措施要求。这个问题需要外接电缆之前加以考虑，计算励磁变二次侧电压即可控硅的阳极电压是否满足短路试验要求。如果可控硅阳极电压不满足试验要求，则需要按照励磁变压器说明书进行相应的调整，使之抬高励磁变二次侧电压，进而满足短路试验所需要的发电机励磁电流。
2.3临时电源开关柜保护定值
厂用电源开关柜综保装置电流需要按试验进行临时的修改，过流保护定值需要按照高压开关、励磁变、临时电缆等设备的电流瓶颈整定。由于电缆是按照试验的最低标准要求选择配备，因此过流保护定值应按照电缆的电流整定。
2.4励磁变压器相序及电压
励磁变的二次电压重要性上文已经提到，二次侧相序也同样重要，反相序会导致励磁系统误强励，后果非常严重。因此试验前，需要测量可控硅的阳极电源幅值及相序，要求电压相序为正相序，测量电压要求大于计算电压1.1倍。
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3电厂电气总起动试验中励磁系统的详细分析
3.1励磁发变组的短路试验
3.1.1发变组的短路特性试验
在针对发变组的短路特性展开试验工作的过程中，需要准确定位一个短路的位置，确保可以充分满足发电机定子额定的短路电流，还需要送上励磁变临时电源，并逐渐增加励磁。当定子电流增加至定额时，需要将励磁的电流减至0，同时还需要监测定子电流与励磁电流，确保定子电流不会超过规定的额定值，而且还需要将励磁电流控制在0.8Ufn以内。通常情况下短路曲线属于线性曲线，在展开短路试验的过程中，可以根据短路曲线的上升过程与下降过程记录7-10个点的模拟量。
3.1.2检查系统电压的回路
在展开励磁发变组的短路试验时，短路点会出现在主变高压侧中，而发电机的极端电压会因主变压器的短路阻抗随定子电流的增加而上升，所以通过电压回路的监测工作就可以得知出现电压回路的危险点。以便通过电压回路的检查工作来消除电压回路中的危险点，最终可以有效降低试验人员与试验设备出现损坏的情况，而且在检查系统电压回路的过程中可以全面参考其他发电厂的短路实验数据，以便可以在丰富自身的经验。目前新建机组的主变短路阻抗多数会处在13%-20%之间，所以在展开励磁发变组电路实验的过程中，可以充分根据定子电压幅值来满足电压回路的检查要求，以便可以尽快找出短路点的位置，从而在试验的过程中寻找出短路点并有效清除短路点，为试验人员的生命财产安全与试验的顺利开展提供良好的基础保障。
3.2发变组空载的试验
通常情况下当发电子的定子电压达到或超过1.3Ugn时，就会导致电压器出现过高激磁。为了可以有效解决这一问题，就需要发变组空载试验将发电机定子电压上升至1.05Ugn。当整体条件具备展开空载试验时，就可以通过逐渐增加励磁的方式将定子电压上升至1.05Ugn，待定子电压上升至该标准时就可以将励磁电流减至0，而后需要对定子电压与励磁电流展开监测，确保定子电压与励磁电流不会超过1.05Ugn与0.4Ufn。通过传统的发电机特性曲线可以得知，当定子电压不超过0.75Ugn时即为线性关系，在这一情况下定子电压可以上升至饱和曲线。在记录空载特性曲线与饱和曲线的模拟量时，需要分别针对不同电压而展开记录，例如，当定子电压在0.75Ugn以下时可以记录约5-9个点；当定子电压在0.75Ugn-1.05Ugn之间时，可以记录约7-9个点。
3.3励磁系统的空载试验
发电机励磁控制系统在整体电力系统中占据着极为重要的位置，其不仅对电力系统静态稳定性与动态稳定性有着较大的影响，同时对电力系统的暂态稳定性也会产生较为严重的影响。所以在展开励磁系统的空载试验时，就需要选择不同的方式，以便确保试验的有效性与结果的准确性。对于不同的励磁调节器、励磁方式而言，实验项目也会有所不同，以Unitrol5000为例，励磁方式则为自并励磁方式，其实验项目主要包括：手动方式起励升压；手动方式3%的阶跃试验；手动方式转变灭磁；自动方式起励升压；自动方式10%阶跃试验有效调整PID参考数据；手动方式切换励磁方式；自动方式跳灭磁开火灭磁；ECC阶跃试验；V/Hz限制器试验；PT断线试验；手自动方式切换实验方式；自动通道切换方式；整流柜的均流试验。通过上述可以得知自动与手动这两个渠道都可以展开项目试验，同时还可以通过较为准确的方式来提高励磁系统空载试验的准确性与有效性。
4结论
综上所述，由于励磁系统在电厂电气的总起动试验中的重要性，所以在展开电厂电气的总起动试验时，一定要针对其中励磁系统的相关问题展开深入分析与研究，并通过试验中发电机的短路、空载等相关内容，阐明励磁系统在其中的相关事项与实际经验，从而为电厂电气的总起动试验的成功率起到一定的保障作用。
参考文献：
[1]杜瑞.电厂电气自动化系统改造与升级[J/OL].当代化工研究,2019(11):104-105[2019-10-12].
[2]于闯.高压变频器旁路一次系统设计方案探讨[J].南方农机,2019,50(18):155.
[3]李学冠.燃机电厂电气设备安全运行和维护管理[J].科技创新与应用,2019(26):182-183.
[4]宋红卫.提高电厂电气设备运行效率的措施分析[J].科技风,2019(25):179.
[5]闫国成.如何加强电厂电气设备的安全运行管理[J].科技风,2019(25):186.
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/8
标签：励磁论文; 电压论文; 定子论文; 电流论文; 发电机论文; 系统论文; 方式论文; 《电力设备》2019年第14期论文;