摘要：文章介绍火电厂发电机励磁系统的基本结构以及不同结构对发电机运行以及电网运行的重要作用，对火电厂发电机励磁系统运行中容易出现的故障现象和原因进行分析，并针对这些故障提出相应的处理和预防措施，以供参考。
关键词：火电厂；发电机励磁系统；问题；对策
1引言
近年来随着我国经济的发展，我国社会用电负荷在不断增加，给目前我国的主要的发电形式之一的火电厂带来较大的压力。因此我国目前在不断提高火电厂建设规模以及装机容量的同时，也在不断提高火电厂电能生产的相关技术水平来提高火电厂的发电质量和电能供应的稳定性。作为火电厂中的三大主机之一，发电机占据重要地位，而且发电机中的励磁系统是给同步发电机提供电源的系统，此系统运行的安全与稳定直接关系发电机乃至整个火电厂运行的安全性和效率。
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基本结构
火电厂同步发电机中的直流磁场是由直流电流来提供的，而励磁系统则是进行直流电流提供的主要系统，主要分为直流发电机供电、交流发电机供电以及无励磁机三种。其中无励磁机的方式就是在上述励磁系统中不进行专门的励磁机的设置，主要是通过同步发电机本身来对励磁电源进行获取，经过整流之后再向发电机本身励磁进行提供，此种方式也被成为自励式静止励磁。此种方式还分为自并励以及自复励两种方式，前者就是将整流变压器连接在发电机的出口位置，经过整流之后来对发电机励磁进行提供。此种方式具有较为简单的结构和较少的设备，便于运行维护和投资费用的降低。而后一种方式则是由电压源和电流源通过叠加的方式来对励磁电源进行获取。而且将励磁变流器串联在发电机的中性点位置，将励磁变压器并联在机端，二者的二次绕组在交流侧进行串联，然后经过可控硅进行整流之后向励磁绕组进行供给。此种励磁方式的励磁功率由定子电流和电压进行决定，而且受到电压与电流之间的相角差的影响。
2.2火电厂发电机励磁系统的作用
火电厂发电机励磁系统主要分为励磁功率输出部分以及励磁控制部分组成，前者的主要作用就是向发电机的磁场绕组进行直流电流的提供，而且在此基础上进行直流磁场的建立。后者就是在系统正常以及异常运行状态中进行励磁电流的调节，实现对发电机安全运行的控制与实现。总结来说，励磁系统对发电机乃至整个发电系统运行稳定性和安全性的作用和影响主要表现在以下几点：一是进行电压控制。就是将发电机的端电压控制在设定的范围之内，不仅确保发电机组正常运行时同步发电机所需要的励磁功率，而且在机组负荷发生变化时，实现对励磁电流大小的自动调节来确保机端锻压或电网中某点的电压控制在设定的范围之内。二是进行无功分配。就是对并联运行发电机组的无功功率进行合理分配，满足发电机电流、功率因数以及无功功率等参数的调节要求。三是维护电力设备安全运行。通过提高系统的静态和动态稳定性的方式，在短路等故障期间进行励磁控制系统良好性能的维持来确保发电系统电压以及加速电压的快速恢复。四是提高电力稳定性。主要是通过励磁系统中装置的自动调节来实现系统短路故障之后对电压的自动和快速恢复，对发电机的自启动条件进行改善。
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3火电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法
3.1发电机升不起压问题及其解决方法
在励磁系统中的剩磁作为诱导因子之下才能确保励磁电压的建立，但是对于新安装的发电机来说，由于其没有运行过，所以其中会存在较少的剩磁，而且此剩磁也比较容易小时，因此无法进行励磁电压的建立，导致出现升不起压的问题。此外，在对发电机的励磁设备进行大修的过程中，将励磁绕组的正负极接线错误就会导致在发电机启动时，会导致电流在流经励磁绕组时所产生的磁通方向与剩磁方向相反，这样就会对剩磁起到抵消作用而导致其消失，也会导致励磁电压无法建立而导致发电机启动时升不起压的问题。因此针对此问题，首先要确保励磁回路接线的正确性，还要在进行电阻试验时将励磁回路断开并且在试验结束之后再进行接通。或者是要注意通入直流电和励磁器正负方向保持一致。此外还要加强对发电机是否起励以及起励电流是否正常、励磁变运行是否良好、功率柜是否正常工作、整流桥触发脉冲切除开关是否断开等进行检查。
3.2汽轮发电机转子两点接地问题及其解决方法
发电机在出现一点接地故障时不会对发电机的正常运行造成干扰，但是当励磁系统或者转子绕组回路中出现两点接地故障时就会导致发电机的断路器出现跳闸。这就需要在由于滑环绝缘、转子槽口绝缘、引线绝缘等出现损坏，或者是由于转子铜线变形以及端部积灰严重等原因而导致出现转子一点接地故障发生上就需要进行故障排查以及处理。此故障主要表现在励磁系统或转子绕组中回路的任何一处有两点接地故障时就，不仅发电机盘上出现相应的警报提示，而且会导致励磁电流的增加以及发电机无功功率的减少和功率因数的进相，主要呈现出发电机振动加剧以及转子和定子电压减小和校正器电流增大等问题。此时就需要将绝缘监察装置安装在发电机励磁回路之中，还要对发电机的励磁回路绝缘安祖进行定期测定，当出现了上述一点接地故障时就要及时进行排除。
3.3发电机失磁
此故障主要表现在发电机正常运行中转子磁场消失而出现转子电流表指针指向0或接近0的位置、校正器电流增大、定子电流增大且摆动、发电机端电压和母线电压比较小且出现摆动现象、无功表会指向负值区域、有功表的指示会降低并出现摆动、转子电压表指示出现异常、功率因数进相、汽轮机转速增大以及频率有所增加等现象。此时如果发电机的容量在电网中占有比较大的比例，就会严重降低电网电压并导致出现电网失步振荡和电压崩溃等大面积停电的故障，因此针对此问题，就需要将发电机与电网解列并进行停机检查。否则就可以在一定条件下进入异步运行，但通常不会超过30min。
4结语
励磁系统在火电厂发电机正常运行中发挥着重要作用，因此在对励磁系统的不同组成结构以及作用进行分析之后，需要针对其不同的常见故障进行相应的处理和预防，并且要加强对励磁系统的定期检查和检修，确保机组的安全和高效运行。
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] 徐明, 许会. 火力发电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2016(30).
论文作者:刘要强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：发电机论文; 励磁论文; 火电厂论文; 系统论文; 电流论文; 电压论文; 转子论文; 《电力设备》2018年第24期论文;