摘要：本文探究了火力发电厂励磁系统基木功能与结构。在此基础上，提出了提高火力发电厂励磁系统可靠性的对策措施，以进一步促进整个电厂的安全有序运行。
关键词：火力发电厂；励磁系统；可靠性
1 前言
火力发电是现阶段重要的发电方式之一，直接关系到能源的安全，在火力发电过程中，电厂励磁系统的稳定性将会影响到整改电厂的运行安全，因此，加强对其可靠性研究，对促进电厂安全，保护电力能源安全具有十分重要的意义。
2 励磁系统基木结构
励磁系统主要功能有：电压控制、无功分配、维护电力设备安全运行、提高电力稳定性。在静态励磁系统中，励磁电源取自发电机机端。同步发电机的磁场电由励磁变压器、可控硅整流器和磁场断路器供给。励磁变压制各发申机端电压降至整流单元所需的输入电压。灭磁同路主要由磁场断路器、灭磁电阻和晶闸管跨接器组成。除励磁调节器外，一些接口电路如快速输入/输出模块和功率信号接口模块也被用来提供测量和控制信号的电隔离。
2.1 电压控制
对于一个励磁控制系统来说，电压控制就是维持发电机端电压在设定位置。为实现这一目的，首先就要设定电压，要有一个给定信号Ug，以便明确电压控制值；其次要测量电压，看发电机端电压是多少，这里由发电机电压互感器PT和调节器中的测量板组成，将Ut变为Uc；最后，由调节器比较给定值和测量值，当测量值小于给定值时，励磁装置增加励磁电流If使发电机端电压上升，当测量值大于给定值时，励磁装置减少If使发电机端电压下降
2.2 无功分配
在发电机负载运行时，根据所带负载的性质，空载电势EO同发电机端电压Ut的关系发生了变化。当发电机带感性负载时，电枢反应具有去磁性质，随养负载的增加，必须增大励磁电流；当发电机带容性负载时，电枢反应具有助磁性质，随养负载的增加，必须减少励磁电流。在发电机并网运行时，系统母线电压控制养发电机端电压Ut，当调节励磁电流If使EO发生变化时，发电机的定子电流和功率因数也随之变化，即发电机的无功功率随If变化。同步发电机的V形曲线，就是反映了励磁电流同定子电流的关系
2.3 多维护电力设备安全运行
在短路故障期间以及故障切除后，性能良好的励磁控制系统可以尽量维持电力系统的电压、加速电压的恢复，从而改善了系统中电动机的运行条件，有利于电力设备的运行。类似地，它改善了并列运行的同步发电机在失磁后转入异步运行时电力系统的工作条件。此外，励磁系统还可以提高带时限的继电保护装置的工作灵敏性和动作准确性
2.4 中提高电力稳定性
带PSS的快速励磁系统能够阻尼系统的低频振荡，从而提高了电力系统动态稳定性。电力系统中发生短路故障时，靠快速继电保护切除故障，以减少加速而积；而故障切除后，快速励磁和强励可以增大发电机电势，因而增大输出的电磁功率，增大了制动而积，防止发电机摇摆角过度增大，以利于暂态稳定性的提高。
3 提高火力发电厂励磁系统可靠性的有效措施
3.1 修正调节与控制电路
（1）自动电压调节
机箱内部单元之间是以背板为载体进行有机连接的，这样一来，不仅能够减少外部配线，还可以提升励磁系统的稳定性与可靠性。励磁调节器与限制功能的实现，则是依赖于主控机箱软件，并以发电机机端励磁PT信号与内部电压给定信号差值作为重要依据，通过PID校正器进行电压调节，根据CT定子电流检测无功分量，严格按照设定调差系统实现无功补偿。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆门控单元脉冲输出则是在发大脉冲后，直接与发屏，闸管相接处，并对整流桥的输出电流进行有效控制，从而实现闭环调节。
（2）励磁电流调节
包含电流调节通道且全面以软件模块为载体的通道中，硬件设施和电压调节之间能够实现共享。励磁电流调节主要是在励磁电流测值与内部电流给定信号差值的基础上，利用PID校正器进行适度调整。调压调节通道基于发电机机端电压，以此作为控制量，保障发电机机端电压能够长时间处于稳定、可靠状态下，电流调节通道主要是基于励磁电流，以其作为控制量，保障励磁电流足够稳定与可靠。
（3）通道跟踪与控制
调节器可以无扰动顺利切向备用通道中去，并通过详细比较分析两个通道控制电压之间的明显差异，实时调整跟踪通道的给定值，从而全程跟踪目标。在跟踪过程处于正常状态的时候，正确时指不灯常亮。另外，在跟踪中合理设置动态跟踪回路，以保障在故障切换的时候，发电机调节的稳定性。在发生故障时，不需要进行设置，属于自动切换的形式。通道控制器能够实时监控观察通道中的运行状况，并将内外部信号状态相连接，及时发出相应的控制指令，严格按照既定工作模式恰当选择输出控制脉冲。
3.2 改善技术运行条件
在励磁系统中，调节器是确保励磁控制及时性与平稳性的关键。首先，采用可靠性良好的调节器。调节器类型主要包括模拟类型的电磁型、半导体型，以及微机型的单片微机型，PLC型，PCC型等。模拟型的功能太过单一，扩展性不良，励磁保护与限制功能并不健全，极易出现过励磁或者欠励磁等现象，对此，需要实时改造并利用微机型的励磁调节器。在微机型调节器中，单片微机型的价格极具优势，但是，预算速度比较慢，而且抗十扰性较差，因此在早期使用较为频繁，现阶段主要是用在小型的发电机组中。而PLC型的功能比较健全，可靠性良好，应根据实际情况考虑选用。PCC型则是理想型微机型，具有较高的可靠性，速度较快，可以实现完善的控制功能，是技术改造优先选择的主要机型。其次，保障励磁调节器电源的稳定性与可靠性，采取两路彼此独立的电源进行供电，其中一路可以采用厂用直流系统。再次，把风冷功率整流器的风机单电源改造成双电源，以此提高供电的稳定性与可靠性。双电源工作模式应采用故障自动切换投入模式。在利用双风机的时候，风机应分别连接不同电源。最后，大型发电机励磁调节器应采取两项独立控制通道，两通道分别利用单独的电压互感器、电流互感器、稳压电源。通道处于并列运行状态或者相互备用。
3.3 改进参数管理水平
合理设置自动励磁调节器参数，直接影响着发电机组运行与电力系统的稳定性与可靠性，同时也是电网稳定控制的重要基础。因为设备厂家软件程序更新升级比较快，相关技术人员在提供现场服务的时候，经常会升级程序，所以存在比较严重的安全隐患。对此，应强化对励磁参数的多元化管理，根据继电保护定值管理方式，由生产管理部门整定参数，而维护人员则输入参数，运行人员核对参数，在程序升级之后，整体检修试验，进一步确定参数正确之后，投入运行。
3.4 加强设备维护与管理
想要实时掌控励磁系统运行状况，必须加强巡检与维护保养工作的重视，并统计分析励磁系统故障与具体处理状况，根据相应讨论分析结果，采取具有针对性的、有效的措施，从而提高励磁系统的可靠性。不仅要加强对有进项运行工况要求的发电机进行专业进项运行试验，还要在机组启动、停止、试验中，低速切断励磁，同时要及时修复励磁调节器自动通道发生故障，促使其投入运行，禁止长时间处于手动调节模式运转。
4 结语
在火力发电过程中，要定期对励磁系统进行全面检修维护，如果发现问题，及时采取措施加以处理，保证机组运行的安全性与高效性。同时，还需要加强对相关工作人员综合素质的重视，只有这样，才能够保证设施设备的正常运行，进而促使火力发电厂励磁系统的稳定运行。
参考文献：
[1]王成龙.探究提高火电励磁系统可靠性的措施[J].中国新技术新产品，2018（01）：14-17.
[2]李云涛.关于火力发电厂发电机励磁系统的分析[J].自动化应用，2016（02）：51-53.
论文作者:王克强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：励磁论文; 发电机论文; 端电压论文; 电流论文; 调节器论文; 系统论文; 电压论文; 《基层建设》2019年第16期论文;