摘要：介绍了火电厂发电机励磁系统的基本结构，功能和应用现状，分析了运行中容易发生的故障类型。并针对不同的故障进行了原因分析且提出了相应的故障处理措施，以供参考。
关键词：火电厂；发电机；励磁系统；故障；处理
1引言
在火电厂的发电机中，励磁系统的主要功能是执行电压控制，无功配电，确保电力设备和电力系统的安全稳定运行。其静态励磁系统中的电源主要来自于发电机的机端，而且主要有励磁变压器、调节器、可控硅整流器单元、起励单元和灭磁单元等功能模块组成。其中的自励式静止励磁的方式就是不需要专门的励磁机的设置，在发电机中进行励磁电源获取并整流之后，向发电机本身进行励磁的提供。此种励磁方式不仅结构比较简单、所需要的设备数量较少，因而减少了投资以及运行中的维护工作量。但是也由于其在火电厂中的重要作用，一旦其出现故障也会对发电机的正常运行造成较大的影响。这就需要在分析其励磁系统结构的同时，研究其运行中的常见故障并寻求相应的处理和预防措施。
2火电厂发电机励磁系统基本结构
针对目前发电企业中所常用的同步发电机来说，其中比较重要的组成部分之一就是发电机励磁系统，其主要的作用就是可以对发电机的可靠和稳定运行进行保障并进行高品质电能的提供，可以实现对发电机及其并网之后电力系统的技术经济指标进行有效提高。具体地说，由于发电企业中所应用的同步发电机需要进行能量之间的转换，则为了实现上述目的就是需要进行一个直流磁场的建立，而此直流磁场是由直流电流产生的，此直流电流就是发电机的励磁电流。根据不同的励磁电流供应方式，目前常用的同步发电机也主要按照不同的励磁形式来分为他励发电机以及自并励发电机两种，前者就是从其他电源来对励磁电流进行获取的发电机，后者主要是从发电机本身获得激励功率。
3火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析
3.1发电机无法起压的故障
此故障主要表现在发电机在启动过程中无法达到起压的效果，这主要是由于发电机励磁系统中缺少剩磁而引起的，由于缺少剩磁因此也就无法进行励磁电压的建立。而导致缺少剩磁的原因，则主要就是由于剩磁过少，而且在对设备进行检修的过程中出现了接线错误的问题，这就会在发动机启动的瞬间在出现电流传输时就会导致剩磁消失的问题，从而导致上述故障的发生。
3.2发电机失磁的故障
此问题在实际运行中主要会表现出发电机运行中校正器电流增大的现象，而且还会出现转子电压表异常指示的问题，表现出转子电压表的指针为0。此外还有汽轮机的转速和频率都会增加，表现出发电机运行异常的现象。而导致出现此问题的主要原因就是励磁系统出现了故障，也就会引发发电机出现失磁故障。
3.3自并励静止励磁系统故障
以某火电厂为例，在该故障发生时，检测到励磁高压中的主相电流互感器具有电流的突然变化，并且在短时间内达到饱和极限的现象，40ms之后又发生了主变差动保护动作，且在10ms之后出现了灭磁开关动作，导致机组跳机。分析其原因，在对故障录波进行检查之后得出，上述事故起始点回路中的电流互感器中存在短路电流，也就是励磁变电流互感器和高压绕组中存在短路故障。而且也出现了励磁变电动力超过稳定极限的情况，导致上半部分绝缘开裂，高压绕组也发生了变形和移位的问题。
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3.4无刷励磁系统故障
以某火电厂为例，其采用的是无刷励磁的方式，在此装置运行一年的时间内出现了30次故障，而且还出现了发电厂锅炉爆炸现象。因此在停机维修的过程中，发电厂重新尝试并网。但是此时却出现了机组突然跳机的现象，故障信号以失磁为主。而且也伴随着无功功率的大幅度下降，也就是电压快速下降的问题。这时对机组进行继续冲转3000转之后，在自动模式AVR下继续投入励磁，但是在线电压升高到13kV之后，出现了AVR通道跳闸的问题。在操作人员的手动应急处理过程中，进行了4次复归操作但都没有成功，也就是由于工作人员的错误处理而造成了机组中两接地点同时接地问题的出现，引发了失磁的问题。
4火力发电厂发电机励磁系统故障的处理措施
4.1发电机无法起压故障的处理
针对此故障，首先就需要设备检修人员对发电机的励磁线路的连接情况进行检查，针对其中错误的接线进行修复，而且在检修过程中需要对回路电路进行切断，且在检修和修复完毕之后对回路进行恢复。此外在上述线路检修的过程中，也需要对接线的顺序和位置进行梳理，在测试合格之后才能正式通电并再次进行发电机的启动。
4.2发电机失磁故障的处理
正是有此故障最大的危害就会降低电网电压而降低供电质量，而且在电压快速降低的过程中还会导致电网中出现震荡的问题，严重时会出现大范围停电事故的发生，它对用户安全使用电力构成威胁。针对此故障，就需要设备检修人员针对故障设备来进行隔离停机，并且针对隔离停机的设备将其脱离发电机组，通过发电机维护检修方式来对失磁发电机进行维修处理。
4.3自并励静止励磁系统故障处理
针对此故障，首先应该利用大修机会开展感应电压试验工作来对励磁变压器的质量进行检查和确认。此外，要全面评估电流互感器的布置情况，并做好后期维护工作。检查整流器元件的均流和电压均衡，确保均流系数大于0.85。而且将绝缘隔板取消，避免其受潮而爬电的问题。
4.4无刷励磁系统故障处理
针对此问题，首先就是要改进AVR，在检查其使用功能之后，对装置进行有效保护和参数优化来提升其整体性能。而且结合回路电缆来实时更换PMG，保证机组的正常运行。此外还与厂家进行联系来保证机组运行参数设置的规范性，保证励磁系统运行的稳定性。在改造完AVR装置之后，还要改造故障录波器，通过对独立录波器的安装和调试来确保其满足技术规范以及发电厂的实际运行要求。
5结语
鉴于火电厂发电机中的励磁系统对发电机组乃至整个火电厂发电系统的安全和稳定运行的重要作用，针对其运行中容易出现的发电机无法起压、发电机失磁、自并励静止励磁系统故障以及无刷励磁系统故障等不同的故障类型，要结合发电机励磁系统基本结构来分析其原因，在采取相应措施处理的同时，还要避免同类故障再次发生，切实提高发电机励磁系统运行的安全性和稳定性。
参考文献：
[1] 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).
[2] 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.
[3] 马伟莉. 浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析[J]. 中国科技投资, 2017(18).
论文作者:王玉兰
论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期
论文发表时间:2019/9/10
标签：发电机论文; 励磁论文; 故障论文; 系统论文; 火电厂论文; 剩磁论文; 电流论文; 《科技新时代》2019年7期论文;