摘要：励磁系统是发电机重要的组成部分。在电力系统正常运行中，发电机的励磁控制系统起着重要作用。优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，提供合格的电能，而且可以有效地提高发电机及其并入的电力系统的技术经济指标。本文针对励磁系统出现的故障现象，对整个处理过程进行分析和总结，以便同行遇到类似问题时借鉴。
关键词：发电机；励磁系统；故障成因；对策
前言：
励磁系统是发电机带有的中心构造，也是整合性电力体系配有的侧重部件。励磁体系的顺畅运转，可提升发电机带有的安全性能，供应可用的电力测定指标。若发电机组带有的无功功率，没能被合理预设，励磁系统会产出故障。为防止发电机损坏，必须要快速解决发电机励磁系统故障。
1 现有的励磁体系概述
发电机配有的励磁系统，多归属于可控硅属性的励磁系统。体系内含的励磁方式，能分出他励及对应性的自励路径。其中他励这样的方式，可分出交流类别的带静止方式，以及无刷励磁路径。这种方式配有的励磁电源，带有凸显的独立性，没能遇有电力体系的多重干扰；顶值电压带有的数值，也没能关联起短路点。无刷励磁这种方式，配有滑动的衔接配件，可限缩维护用到的劳动量，也可抵挡住很恶劣的总括环境。然而，这样的体系，仍旧存留着转子电流内含的参数没能被测定的疑难。选用其他励磁路径时，要顾及到增添主体厂房带有的高度。在规模偏大的新构建电站内，惯常采纳这样的方式[1]。自励这种方式，可分出交流侧及直流侧配有的叠加方式。其中，每一类别的叠加路径，还能分出并联及串联的精准类别。自励内含的属性存有差别，然而，这一类的励磁路径，都带有占地偏多、衔接电线偏复杂、维护用到的劳动偏多等弊病。新构造的规模偏小电站，不会选取这样的励磁方式。采纳范畴最大的路径，归属于可控硅框架下的自并励路径。
2 发电机励磁系统故障
2.1 系统概述
某电厂1号发电机励磁系统整流装置包括 3个整流柜，正常运行时，3个整流柜全部投入，并列运行。如果有1个整流柜发生故障，装置发出“整流桥 1 故障”信号，并闭锁故障整流柜的脉冲；如果有2个整流柜发生故障，装置发出“整流桥 2 故障”信号，并闭锁故障整流柜的脉冲，限制强励；如果3个整流柜均发生故障，装置强行自动投入全部整流柜并限负荷运行。
2.2 故障现象
2016年12月30日15：11，1号发电机带有功功率300MW，无功功率140MVA，励磁方式为恒机端电压方式。15：11：21“发电机强励”光字亮，发电机定子电压、无功功率、励磁电流和励磁电压均突然上升（定子电压由20.4kV升至20.9kV，无功功率由140MVA升至194.6MVA，励磁电流由1960A升至2234A，励磁电压由368V升至453V），持续约10s后恢复正常。15：11：40“整流桥1故障”光字亮，运行值班员检查发现3号整流柜“脉冲切除”指示灯亮、“触发脉冲”和“可控硅导通”指示灯灭，装置面板出现“3号整流柜故障”、“3号整流柜熔丝熔断”、“3号整流柜脉冲丢失”、“3号整流柜断流”的报警信号，迅速联系主控制室将无功功率降至60MVA。15：29，发电机定子电压、无功功率、励磁电流和励磁电压再次突然上升，“整流桥2故障”光字亮；同时运行值班员听到1号整流柜处有异常声响，接着1号整流柜“脉冲切除”指示灯亮、“触发脉冲”和“可控硅导通”指示灯灭，迅速联系主控制室降低发电机有功功率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆约1min后，1号、2号、3号整流柜突然全部投入运行，无功功率瞬间上升至280MVA；迅速降低发电机无功功率，当无功功率降至50MVA时，发电机变压器组保护励磁系统故障动作，发电机断路器、灭磁断路器跳闸；同时运行值班员听到整流柜处有放电声音，3号整流柜处出现弧光并起火，运行人员立即将励磁系统断电并迅速灭火。
3 发电机励磁系统故障成因及对策
3.1 自耦调压器过热的分析与处理
开关合上，将TECHNOLOGY运行维护技术耦调压器升压，同时用钳形电流表监测调压器一次电流，发现调压器升压不到40V，一次电流便达到10A以上，以致调压器严重过热，无法进行正常试验。分析与处理：调压器升压到40V时，可控制硅不导通，电压调节器直流回路不工作，调压器负载只有三相可控硅交流回路，一次电流过大，说明可控硅交流回路作为调压器的负载存在问题，导致一次电流增大。用数字万用表检查回路，发现接至中控室的电压表和电流表回路有接地，使整流桥的负端接地，将接至中控室的表线拆除（即拆除端子XT：77和XT：78接线）[2]。将调压器升压，一次电流恢复正常。结论：整流桥中二极管公共侧接地，形成零式整流，使调压器二次负载极小，导致一次电流增大，接地消除，回路恢复正常。
3.2 自耦调压器烧毁的分析与处理
试验前因有其它设备需要调整，将开关K断开，没多久发现调压器冒烟，迅速将总电源开关断开。对自耦调压器进行全面检查，发现调压器A相已烧毁。故障分析与处理：调压器烧毁前电源开关K已断开，调压器没有接入电源为什么会烧毁？此时判断可能是电源开关有问题，检查电源开关K，发现开关K的A相在开关断开状态时仍在接通状态，说明调压器A相烧毁与开关A相开关没有分断电源有关。当时直流回路处于断开状态，即使A相回路没有断开，但B相、C相回路却是断开的，整流桥中没有回路，不至于烧毁调压器。至此，A相烧毁说明A相有接地，A相电源与地形成回路烧毁调压器，然后将调压器升压，同时用钳形电流表对一次电流时行监测，三相电流正常且三相平衡（此前A相电流大于B相、C相电流）。结论：整流桥A相接地，将调压器烧毁，A相接地消失，回路恢复正常；电气设备（尤其二次配电盘内接线及小元器件）要定期清理灰尘，以免造成电气部件接地，影响设备正常运行。
3.3 电压调节器内部回路故障分析与处理
以上两项故障均是电压调节器外部故障，故障消除后，正式做开环特性试验。调压器渐渐升压，同时用示波器观察直流侧输出波形，此过程波形正常。调压器二次电压升至额定100V时，调整脉冲移项单元上的可调电阻，使波形宽度一致，然后操作增减磁按钮，波形不可调。首先判断自动电压给定电位器RPA有问题，RPA（由其负责提供基准电压UZ）由伺服电机驱动，操作增减磁按钮，伺服电机转动，带动RPA转动，从而改变调节器脉冲相位的输出，以控制可控硅导通角的大小[3]。输出波形不可调，很可能是RPA出现了问题。将RPA外线拆除进行测量，发现PRA电阻不可调，更换电位器。重新试验，操作增减磁按钮，输出波形仍不可调，由测量比较放大单元的作用判断有可能是测量放大单元有问题。检查测量比较放大单元：用试验插件板接上测量比较放大单元板，用万用表测量各处电压UF、UG、UC、UR，三极管VT1焊下测量，当模拟机电压在70%～110%之间变化时，直流输出电压连续可调，波形对称。结论：V15、VT1虚焊，测量比较放大单元没有电压输出，无法产生移相触发脉冲，最终导致直流侧输出波形不可调。
4 总结
在电气运行工作中，发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。例如发电机的开机升压、停机降压及其日常发电机电压的调整都通过励磁系统完成，因此强化发电机励磁系统故障成因及对策研究十分重要。
参考文献：
[1]张国瑞.发电机励磁系统故障成因及对策[J].中国新技术新产品，2017（24）：57-58.
[2]张朕滔.发电机组励磁系统故障诊断与容错控制[D].重庆理工大学，2015.
[3]王峥，龚学会，王帆.发电机励磁控制系统故障诊断的神经网络模型[J].高电压技术，2015（11）：2501-2505.
作者简介：
刘锐 男 身份证号：42022219920927xxxx
论文作者:刘锐
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
标签：调压器论文; 发电机论文; 励磁论文; 电压论文; 回路论文; 故障论文; 可调论文; 《电力设备》2017年第35期论文;