摘要：在火力发电厂的正常工作过程中，励磁系统在电力系统中起着关键作用，是确保机械能和其他能量转换为电能的关键。励磁系统的科学应用对于电厂乃至整个电力系统的安全平稳运行具有重要意义，它在日常的工作运行中，可以有效防止事故范围扩大，对维持电力系统的安全运行起着重要作用。因此我们在日常的使用励磁系统进行能量转换的过程中应该不断吸取经验，避免故障的发生，最大化地发挥它的作用。
关键词： 火力发电厂 发电机 励磁系统
目前，发电厂设备的复杂程度和自动化水平不断提高，国家电力系统急切地需要提高发电效率，减少人工劳动量，从而提高系统的安全可靠性。而励磁系统在这个要求下被研究出来，在这个方面起着绝对作用，有效解决了这些难题。励磁系统的安全性和可靠性对整个火力发电厂的安全和高效运行起着重要作用。
一、励磁系统概述
励磁系统在发电场中的主要作用就是实现机械能等其它各种能量向电能转换。励磁系统可被划分为直流励磁系统、交流励磁系统和无励磁系统三种。无励磁机由发电机本身供电，然后通过整流技术提供给发电机励磁，没有专门的励磁机。自复励是通电压和电流的集成来为发电机供应相应的励磁电源。该方法的励磁功率与定子电流和电压以及电流与电压间的相角差的大小有关联。而自并励则是与发电机出口相连的整流变压器获取励磁电流，再通过整流流程提供给发电机励磁。使用这种方法操作简单且成本较少，是一个不错的方法。
二、火力发电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法
2.1发电机升不起压
如果励磁系统中没有足够的剩磁，则不能建立励磁电压，因为励磁系统需要通过剩余磁力的作用产生励磁电压。在刚刚投入生产的发电机中剩磁较少，这种发电机就很容易出现励磁电压无法建立的情况，导致发电机升不起压。同样，在通直流电压的试验中，也需要注意，在不断开激励电路的前提下，若直流电流产生的磁通方向与剩余磁力的方向相反，剩磁可能会减弱甚至消失。此外，在发电机维护期间，需要拆卸发电机以修理励磁设备。如果在此过程中将励磁绕组正负极方向搞错，出现接线失误，就会导致在重新启动发电机的过程中，由励磁绕组中的电流运动产生的磁通量的方向与磁芯的原磁方向相反，这也导致剩余磁力减弱甚至消失。这也会导致剩磁的减弱甚至消失，进而使得发电机生不起电压，电压无法建立，如图所示。
所以为了避免这种故障的发生，在进行通直流电试验的过程中，必须把回路切断，在试验结束后再重新接通励磁回路。如果励磁回路不能切断，就必须保证通入的直流电流与励磁器的正负极方向相同。同时，要确保发电机通电，确保励磁电源，励磁变换运行正常，电源柜处于良好工作状态，整流桥触发脉冲开关为切断状态。同时，在发电机翻新过程中，必须确保励磁电路的正极和负极正确接线。必要时可以贴上相应的标识，这样可以更清晰明了的判断正负极，确保不会发生故障。
2.2 发电机失磁
大多数发电机的失磁现象是由励磁系统的故障引起的。发电机失磁往往会伴随着出现以下现象：转子电流表接近0，这是由于励磁电路开路，有残余剩磁；转子电流表指向0，这是由发电机转子电路的断开引起的；母线和发电机处电压变小并且有摇摆迹象；转子电压表异常；汽轮机转速变大等。
发电机失磁现象的后果非常严重，特别是当发电机容量占电网总容量的很大一部分时，这种时候要更加注意失磁故障的出现。如果发电机失去其磁力，将导致电网电压显着下降。在这种情况下，必须立刻断开发电机和电网的联系，并及时关闭以进行测试。当发电机占电网总容量的一小部分时，电网可以为发电机提供足够的无功功率，从而产生损耗，从而导致电网电压不会降低太多。此时，失磁发电机还可以在某些条件下执行异步操作一段时间，这不会对发电厂的正常工作产生太大的影响。
3.2 汽轮发电机转子两点接地
在发电机运行期间，如果滑环、引线或转子槽是绝缘的，或者转子铜线变形或末端灰尘太重，这将导致汽轮发电机转子接地。出现接地现象不严重，那么机组还可以正常运行。然而，当转子绕组电路或励磁系统中的接地现象变得更严重时，当发生两点接地时，发电机的断路器将跳闸并切断电源。当在任何地方有两个点接地时，励磁转子电路将继续上升，发电机盘上的灯板将亮。此时，发电机将剧烈振动，转子和定子的电压将减小，校正器的电流也也会发生相应的大幅上升。
可见，转子绕组及励磁系统出现两地接地造成的危害是巨大的，所以当有一点接地时就必须要提高警惕，尽快排查出故障发生的位置并解除故障。同时，为了避免这种故障，有必要采取预防措施。绝缘检测装置可以安装在发电机的励磁电路中，并且在发电机运行期间周期性地测量励磁电路的绝缘电阻，只要出现一点接地就必须尽快排查清除故障发生位置，尽快排除故障，避免两点接地带来的绝大损失。
三、励磁系统故障的预防措施
3.1 在制造过程经常进行检验
导电杆端面及连接铜牌面在装配前必须保证清洁，所以应该在装配前检查好其清洁度是否符合要求，严格保证其表面没有异物存在。除此之外，还必须保证导电杆和连接铜牌之间接触充分，保证其平面之间保持平行。如果条件允许，还可以增加检验点的设置用来检查止动措施是否完善以及用力扳手检查螺丝的松紧度。
3.2 完善设计
导电杆与连接铜牌之间有严格的要求，可以通过改进连接方法，增加连接铜母线的接触面积来完善设计。还可以规定螺钉的松紧力范围，用来进行装配过程的使用力矩扳手检验工作。
四、结论
简而言之，保持励磁系统的质量和正常运行不仅可以确保发电机和整个火力发电厂的安全可靠性，它还提高了发电机所连接的整个电力系统的技术水平和经济指标，定期检查和维护励磁系统并进一步完善励磁系统的设计结构是励磁系统故障的有效预防方法。可见，励磁系统在电力系统中的作用不可忽视。对励磁系统的维护不仅体现在定期检测中，还应表现在工作中的每时每刻，提高对励磁系统安全措施的防范意识。
参考文献：
[1]蒋建旭. 火力发电厂机组励磁系统的工业应用与研究[D]. 华北电力大学, 2017.
[2]袁伟洧. 电厂发电机励磁机常见故障分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2016(31).
论文作者:吕游,牛小鹏,刘帅,刘斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/15
标签：发电机论文; 励磁论文; 系统论文; 转子论文; 电压论文; 火力发电厂论文; 剩磁论文; 《电力设备》2018年第26期论文;