王小彬
重庆大唐国际石柱发电有限责任公司
重庆市石柱县409106
摘要：文章对火电厂发电机励磁系统的基本结构和作用进行介绍，分析火电厂发电机励磁系统运行中的常见问题，并对这些问题的原因进行分析之后提出了相应的解决方法，还有励磁系统正常运行中的检修与维护注意事项等。
关键词：火电厂；发电机；励磁系统；问题；解决策略
1引言
火电厂仍然是目前我国主要的发电企业，而且火电厂中的发电机、锅炉以及汽轮机也是主要的发电设备。其中发电机的主要作用就是将锅炉燃烧燃料之后的热能通过汽轮机转换为动能之后，将动能转换为电能的重要设备。发电厂的三大主机相互协调与合作来起到发电的重要作用。在火电厂的发电机中，励磁系统是对发电机进行电源供给的重要系统，也是保证发电机以及整个火电厂发电系统可以可靠运行重要部分。因此，为了确保火电厂发电机的稳定和可靠运行，就需要针对其励磁系统的常见问题做好相应的解决和处理，而且要加强对发电机励磁系统的维护。
2火电厂发电机励磁系统基本结构及其作用
2.1火电厂发电机励磁系统的基本结构
针对火电厂中常用的同步发电机来说，其主要是将汽轮机的运转的动能向电能进行转换的重要设备，其在运行中需要在直流磁场的作用下运转，而进行此直流磁场提供的重要来源进行直流电流的存在。而发电机中的直流电流则是通过励磁系统来提供的。目前比较常用的励磁系统提供直流电流的方式有直流发电机供电、交流发电机供电以及无励磁机等几种类型。其中对于比较特殊的无励磁机方式来说，就是不需要进行专门的励磁机的设置，也就是通过发电机自身就可以对励磁电源进行获取，并且在对电源进行整流之后再向发电机本身励磁进行提供。此种无励磁机的方式也被成为自励式静止励磁，还分为自并励以及自复励两种。前者就是为了在发电机中获取励磁电流就需要将整流变压器连接在发电机的出口位置来实现对励磁电源的整流以及向发电机进行励磁的供应。此种方式不仅具有较为简单的结构和较少的设备，而且投资和设备维护费用都比较低。而后者就是将电压源和电流源进行叠加来进行励磁电源供给的方式，为了满足上述要求就需要在机端的励磁变压器上并联励磁变流器，以及在发电机中性点上进行励磁变流器的串联。而且将其二次绕组串联在交流侧，通过可控硅进行整流之后实现向发电机进行励磁的供给。此种方式需要按照定子电流和电压以及电压和电流的相角差来对励磁功率进行控制。
2.2火电厂发电机励磁系统的作用
火电厂中的发电机励磁系统主要有励磁功率输出以及励磁控制两部分组成。其中前者的主要作用就是将直流电流向发电机的磁场绕组提供并且形成直流磁场来满足发电机的工作需求。而后者的主要作用就是对励磁电流进行调节来确保发电机的安全运行。由此可见，发电机的励磁系统对发电机的安全和正常运行起到重要作用，具体地说，其作用主要表现在以下几个方面：一是起到电压控制的作用。发电机中的励磁控制系统所起到的电压控制作用主要就是将发电机端电压保持在设定位置上，而且确保励磁系统以及发电机的正常运行中，向同步发电机进行励磁功率的提供。此外，在发电机组的负荷出现波动时，此励磁系统就会按照不同负荷的波动情况来对励磁电流的大小进行调节来确保机端电压或电网中某个控制点的电压保持在给定的水平上。二是起到无功分配的作用。也就是可以对并联运行发电机组的无功功率进行合理分配，而且可以对系统的调节特性进行调节来确保实现对发电机组电流、功率因数和无功功率等参数的控制。三是起到对电力设备安全运行进行维护的作用。励磁系统不仅可以在系统正常运行中起到对系统的静态和动态稳定性进行维持的作用，而且在发生短路故障等故障时可以对故障位置进行切除并且起到对电力系统的电压进行尽量维持以及加速电压恢复等作用。此外还起到对带时限的继电保护装置的工作灵敏性和动作准确性进行提高等重要作用。四是起到对电力稳定性进行提高的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就是在系统出现短路故障之后可以通过装置的自动调节作用对此故障进行却出并自动恢复电压，实现对发电机自启动条件的改善。
3火电厂发电机励磁系统常见问题及解决策略
3.1发电机升不起压的问题
发电机运行中需要通过励磁系统中的剩磁作为诱导因子来进行励磁电压的建立，但是由于新装的发电机本身具有比较少的剩磁而且容易消失，因此就会导致其无法进行励磁电压的建立，也就出现升不起压的问题。此外，导致此问题的另一个原因就是在对发电机进行大修时，由于出现励磁绕组正负接反等接线错误问题，也会导致铁芯的剩磁方向与励磁绕组中产生的磁通方向相反，这样就会使得剩磁会进一步减弱甚至是消失而引发上述问题。另外，在进行通直流电的试验过程中，如果没有将直流回路断开也会由于其产生的磁通方向与剩磁方向相反而导致上述问题。
针对此问题，首先要对励磁回路的接线正确与否进行检查，还要确保在进行通直流电的试验过程中将励磁回路断开。否则就需要确保所通入的直流电和励磁器的方向一致。此外，还要对发电机是否可以起励以及起励电源是否正常进行检查，确保励磁变的良好运行以及功率柜的正常工作，整流桥出发脉冲切除开关断开等。
3.2汽轮发电机转子两点接地的问题
首先来说，导致发电机组转子出现一点接地故障的原因可能是由于滑环绝缘、转子槽口绝缘、引线绝缘损坏、转子铜线变形严重以及端部积灰严重等原因。此时不会影响机组的正常运行，但是如果出现励磁系统或者上述发电机组转子回路中的两点接地故障时就会引发断路器跳闸故障。因此在发生上述一点接地问题时就需要对故障进行排除以避免出现两点接地故障。而针对励磁系统来说，当其绕组回路中出现两点接地故障时会会表现出发电机盘上相应的提示光字牌亮、励磁电流异常升高、发电机无功公路降低、功率因数进相、发电机异常振动、转子和电子电压减小、校正器电流增大等。
针对上述问题，就需要将绝缘监察装置安装在发电机励磁回路中，定期测定运行中发电机的励磁回路绝缘电阻的大小，如果出现一点接地问题就需要及时进行故障清除。
3.3发电机失磁问题
此问题就是发电机在运行中出现励磁电流失去而磁场消失的问题，这主要是励磁系统出现了故障而引起的。而且如果发电机容量在电网中占据较大的比例，出现上述故障还会导致电网电压显著下降并出现电网失步振荡和电压崩溃等问题，甚至会导致大面积停电事故。因此就需要将其与电网解列之后进行停机检查。而如果所占比例比较小，可以在一定条件下进入异步运行，但是通常不允许时间超过30分钟，之后进行电网解列并停机检查。
4火电厂发电机励磁系统的故障维护方法
在火电厂发电机励磁系统正常运行中，首先需要做好日常维护工作。主要就是对励磁系统运行环境中的温度进行检测，系统装置的发热情况进行检查以及做好装置表面的清灰和清油等清洁工作。其次就是做好励磁系统的定期检查和全面检查工作，必要时还要进行停机的状态检查工作。而在对励磁系统进行维护时，一定要注意要针对不同的维护项目来对其环境和条件进行检查和检修。
5结语
鉴于火电厂中励磁系统对发电机乃至真个火电厂发电系统和电力系统正常运行的重要作用，不仅需要针对发电机励磁系统运行中容易出现的发电机升不起压的问题、汽轮发电机转子两点接地的问题、发电机失磁问题进行原因分析和问题解决，还要做好励磁系统运行中的检修与维护工作，确保发电机励磁系统以及整个火电厂发电系统的稳定和可靠运行。
参考文献：
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[2] 王伟. 火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J]. 中国设备工程, 2018(12).
[3] 薛庆彬. 火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J]. 自动化应用, 2017(12):133-135.
论文作者:王小彬
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/10
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