摘要：电力是关系到人们日常生活和国民经济快速发展的支柱性行业，将励磁系统应用到电力中具有举足轻重的作用，有助于确保电力供应的稳定性。近年来，我国电力资源消耗量呈现出逐年下降的趋势，以燃煤为原料的火力发电厂在电力企业中占据主导地位。锅炉产生的高温高压蒸汽有助于带动汽轮机的转动，发电机能将汽轮机产生的机械能快速转化为电能。励磁系统作为一类供给同步发电机电源的系统，是构成发电机的重要组成部分，其安全可靠运行，对确保火力发电厂和发电机正常运转具有重要作用。
关键词：火力发电厂; 发电机; 励磁系统; 故障探究
1概述
火力发电厂是当今社会电能的主要来源。励磁系统泛指给同步发电机提供励磁电流的电源以及其相关设备，是火力发电厂的核心设备。没有它，就无法将能量最终转变为电能。励磁系统分为励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分。前者的作用是向发电机转子提供励磁电流，后者根据工业需求控制前者的输出。
励磁系统在维持发电机端电压、合理分配无功功率、保障电力设备安全运行和提高电力稳定性四个方面都有着重要的作用。一旦励磁系统出现故障，火力发电厂就无法稳定提供电能，从而影响到社会的方方面面。因此，如何应对励磁系统在日常工作中出现的故障，成为行业内积极探索的一个问题。
2火电厂发电机励磁系统的作用
励磁系统由励磁控制和励磁功率输出两部分构成，不仅能为发电机厂提供支流电流，并且还完成了对发电机支流磁场的建立。通过有效控制励磁，有助于确保发电机的正常运行，当发电机出现故障后，能有效调节励磁电流，确保发电机的安全运行。发电机励磁系统的作用主要表现在以下四个方面。第一，电压控制功能。为了确保发电机的正常运行，做好电压控制工作具有必要性。应保证系统在正常运行状态下，为发电机提供励磁功率，并结合不同的负荷情况，有效调节励磁电流的大小，以实现对电压给定水平的有效维持。第二，无功分配。需要对励磁系统中发电机组的无功功率进行合理分配，充分发挥调节系统的作用，以实现对发电机组中功率因数、电流及无功功率参数的有效控制。第三，确保电力设备的安全运行。在电力设备运行过程中，要提升系统的动态稳定性和静脉稳定性。一旦发电系统出现短路故障情况，需要及时将故障切断，有效维护电力系统中的电压，以便加速电压的快速恢复，确保电力设备运行的安全性。
3火力发电厂发电机励磁系统常见故障
火力发电厂发电机励磁系统在工作中出现的故障问题主要有以下三种:发电机励磁电压无法建立、发电机转子磁场消失、汽轮发电机转子两点接地。
3.1发电机励磁电压无法建立
励磁系统工作时，首先要建立起励磁电压，随后产生励磁电流。励磁电压需要借助剩余磁化强度来起励。如果剩磁过小或者消失，励磁系统就无法开始工作。
这种故障通常出现在新发动机身上。因为新发动机尚未运行过，剩余磁化强度偏低，不足以激励起励磁电压。此外，很多不合规范的操作也会导致剩余磁化强度的消失。通常是由于接线错误导致励磁接线组的正负极反接，后续工作产生的电流产生的磁场与剩磁方向相反，或是由于实验和工作中操作不当，往励磁系统中通过了相反方向的电流，导致剩余磁化强度被抵消。
一旦出现此类故障，首先要调查起励电源、功率柜等相关设备的工作情况。随后对励磁系统接线进行排查，查看是否出现错误接线并改正。同时调查最近的实验和工作记录，查找与不当操作相关的原因。在找出故障原因之后，应当对线路进行恢复处理。
日常工作中，工作人员要加大重视，严格按照要求和规范操作，避免出现人工操作失误导致的故障现象。考虑到励磁系统接线较为复杂，在检修和使用过程中，要在各条线路上做好指示标记，以免接线混乱。
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3.2发电机转子失去励磁电流
发电机转子失去励磁电流即是通常所说的“发电机失磁”现象。发电机失磁会进一步造成发电机与电力系统失去同步，转子部分区域可能出现高温，对励磁系统产生严重安全影响。除此之外，发电机失磁也很容易引发电机振动，对发电机整体安全造成影响。
发电机失磁主要表现为定子电流不稳定，电压降低;转子电压电流异常;断路时，转子电压异常升高。此外，伴随发生的电流增大会引发局部过热，对发电机自身造成损害。一旦出现，应当迅速组织人员进行故障排查，以免影响范围进一步扩大。
此种故障的紧急处理方式为:在有限时间内降低有功功率至规定值。如果发电厂内的电压受到影响，不能支持检修进行，应当尽快启用备用电源。随后对发电机进行全面排查，寻找导致失磁的原因并修复，将发电机与电力系统恢复同步。
3.3发电机励磁回路转子两点接地
通常情况下，发电机励磁回路如果发生一点接地故障，对发电机不会造成安全威胁。但如果继续发生第二点接地，就会导致电流迅速增大。故障电流过大，会导致转子自身的损坏，随后还会导致励磁回路中的电流也增加，导致励磁系统整体受到严重烧伤。可见，转子两点接地故障的后果非常严重。
为了防止两点接地的问题出现，发电机都会安装接地保护。在出现一点接地问题时，就会发出警报，但设备仍会运行。如果相继发生两点接地，保护系统会自动执行措施，切断电源，防止危害继续扩大。为保障机组正常运行，在出现一点接地的故障时，就应当采取措施，消除问题。
转子接线处都有可能出现接地故障。一旦出现问题，就要迅速查找到接地点并恢复正常接线。日常工作中，为了避免此类问题的发生，应当加大日常监测和维护，并对发电机转子进行评估，对易发生接地故障的位置进行特殊处理。为了加快故障的处理速度，还可以安装相关绝缘监测装置，自动对接地故障进行处理。
无论是出现哪种故障，工作人员在检修时都应当做好记录，整理成系统的档案，为日后的故障处理积累丰富的经验，提高发电厂整体发电效率。
3.4自并励磁系统故障
发电厂在实际运行过程中，通过检测发电励磁互感器出现明显的电流突变情况，并且在较短时间内促使励磁互感器达到了饱和状态，差动保护动作于40ms后出现。在10ms后，励磁开关呈关闭状态，引发跳机情况的产生。通过对系统故障进行分析可知，事故发生在B相回路位置处，短路电流存在于电流互感器中，高压绕组和电流互感器也会参与其中，引发故障的产生。另外，励磁变电动力在实际的运行过程中，会出现超出系统稳定所能够承受的极限，导致绝缘装置出现明显的开裂和高压绕组出现移位等现象。
4结语
发电厂工作人员应对励磁系统结构和原理有清楚的认识，掌握基本故障处理技术，出现问题时能够迅速处理。此外，电磁设备受工作环境的影响，日常运转中会出现磨损老化的问题。发电厂还应当做好日常监测和维护工作，对已经出现安全隐患、不适合继续工作的设备进行维修和替换。
参考文献
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论文作者:陈梦雪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/23
标签：发电机论文; 励磁论文; 系统论文; 火力发电厂论文; 电流论文; 故障论文; 转子论文; 《电力设备》2019年第10期论文;