摘要：励磁系统对提高电力系统的稳定性具有重要作用。当励磁系统发生故障时，正确识别故障原因并进行处理，可以保证发电机组的正常运行。
关键词：发电机组；励磁系统；分析原因；故障处理
一、概述
以某电厂为例，根据设备运行维护经验和现场实践，对水厂励磁系统故障进行了分析总结，并提出了励磁系统故障处理方法和改进措施。
励磁系统是同步发电机励磁电流电源及其附属设备的统称。励磁系统一般由励磁调节器和励磁功率单元组成。励磁调节是为了控制励磁单元的输出而给出的调节准则和输入信号。励磁功率单元为同步发电机转子提供励磁电流。励磁系统对于提高电力系统并联机组的稳定性具有重要意义。但励磁系统故障频繁，影响水厂正常电网发电，影响农业灌溉和水厂经济效益。
二、励磁系统存在的主要问题
水力发电的过程中,除了水轮机、发电机是电力系统的重要组成部分,发电机励磁系统在发电机发电可以发挥决定性的作用,励磁系统的好坏,工作状态是否正常,可以确定发电机产生电能,电能质量、工作状态是否正常。因此，为了保证水轮发电机的连续输出功率，对励磁系统故障的处理是非常重要的。
励磁系统故障的原因及处理:
1、励磁不能成功，发电机端子电压不能建立
当发电机在启动或维护后，重新启动前长时间关闭时，就会出现这种现象。
(1)励磁主电路有开路或接触不良
针对这种情况，需要对整个励磁断路器进行检测，排除断点恢复连接，并对触点进行打磨，使其接触良好。
(2)起动功率不足
这种情况可以从机组启动励磁时的励磁电压和励磁电流来判断。按下启动按钮后，如果励磁电压下降太多，电流不能继续，说明励磁电源不足。检查励磁电源，测量励磁电池或交流可变直流电源，使其恢复正常。
(3)启动电源极性连接颠倒。测量后更换仪表。
(4)调整系统故障
励磁控制系统的故障比较复杂。在直流电机励磁控制系统中，磁场变阻器箱、调速电机和一系列继电器控制回路的逻辑控制是检测的主要对象。特别是电刷的电蚀、压力环里的压力调整,等等,可调节励磁系统,必须是一个功能单元的分析电子调节器,整个过程从检测放大器单元、电压元,移相触发单元,限流单元,最低励磁限制单元,例如在微机控制励磁系统中，必须对测量单元、调节通道、操作单元、供电系统以及连接总线、接口板等进行逐一测试和辩证处理。
2、开机后发现电机末端电压一直在上升，未按要求稳定，导致发电机过电压甚至跳闸。
这些故障大多发生在微机控制励磁和电子调节器控制励磁。原因如下:
(1) 微机系统的控制部分或电子调节器系统的自动控制部分失控。
(2) 励磁是由于发电机安装或电子调节器系统的自动控制部分失去控制而引起的。
(3) 操作过程中PT故障。
(4) 在以可控硅整流桥为主的整流场(包括微机控制场和电子调节器场)中，主电路出口处连续流管的打开或接触不良也会导致励磁失控。最突出的现象是当开口角度突然减小时，会产生单导通现象(示波器可观察到相应的输出波形)。单机运行时，特别是无负载或轻负载时，可控桥式输出电流不断上升，导致发电机过电压。鉴于这些现象必须停止，相关部分必须进行测试和更新。
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3、自动控制系统方面故障
（1）自动控制系统是励磁系统的控制中心,它的功能来执行与客户和系统测试电压、电流信号的比较操作,根据操作发电机输出的控制命令,实现稳定的单一运行时发电机输出电压、发电机与电网系统和关闭可以改变自动调整无功负载,在维持电网的稳定性作出了很大的贡献。
（2）微机励磁自动控制包括检测、运行等环节，电子调节励磁由检测、电子调节器和输出执行继电器组成。每个单元在整个控制系统中都有自己独特的功能。控制系统运行时间长，部分部件老化，各单元之间存在连接协调问题，导致控制系统不能正常工作。常见的错误包括:电源故障微机系统,CPU过热事故,触摸控制失败等。工作能力一定程度上是由于长期加载发热,加上工作环境电力尘埃和振动原因是容易烧坏,所以它是频繁发生的故障点,通过对电源电压、电流、和脚的CPU芯片相关单元板、模拟板、开关板,脉板和三板及每条病害数据线，最后找到故障点，并进行故障排除。
（3）电子稳压器激励型监管失败,激发的电子调节器控制,通常是由于长期因素,如发热、有缺陷的绝缘、振动,导致单个组件老化,烧坏或焊点出现鸡爪痕,调整电位计的操作更多,接触压力不足造成的磨损叶片衰老,可以从迹象入手,最终解决问题。
4.桥式整流器故障
可控硅三相交流完全可控整流器桥或半可控整流器桥,是微机励磁的核心部分和电子调节器激发,两种类型的控制设计,负责可控硅整流桥整流变压器交流到大小可以控制从直流电,发电机励磁绕组产生磁场。在发电的过程中,尤其是在全负载功率的条件下,在当前相当大,因此发热尤为严重,经常需要强制空气冷却风扇,这是因为长期高工作负载和外部不稳定的影响,整流桥臂的硅整流管(可控硅管、二极管等),在整流桥和出口流管整流器产生高故障点。一般来说,当硅管烧掉了,快速保险丝将发出一个信号,但硅管燃烧快速保险丝没有发出一个信号也很多情况下,这种情况通常必须停止检查,使用示波器和万用表检测,找出替代受损的部分。
5、直流励磁机式励磁系统的主回路的故障
对于主电路直流励磁机励磁类型,相对于微机励磁的类型和电子控制制品激发显然是容易,从直流发电机,除了连接问题,集电环和碳刷往往是失败,因为集电环和碳刷是机械之间的直接接触,长期处于运动状态的磨削,集电环和碳刷通常都穿,消融,碳沉积等,导致接触不良、励磁回路绝缘下降等不利条件;碳刷磨损短后，必须及时调整换向器碳刷握簧的预紧力。更多的故障。此外，用于调节励磁电压大小的磁场变阻器也处于运行电机电路的动态工作状态。各接触器、刷触头接触点必须根据工作时间和实际使用情况及时接地，调整、测量接触电阻值，确保接触处于良好状态。由于励磁主回路通过大的直流电流，所以很容易发热。因此，除了上面提到的接触点外，接头必须紧固，否则很容易在这些地方形成较大的压降，导致发热。烧毁电路中的部件也削弱了发电机的有效励磁电流。
三、加强对励磁系统的日常监控
为了保证励磁系统的正常运行，应加强对励磁系统的日常监控。励磁系统的日常监控可以从励磁开关和励磁通道两个方面入手。
1、加强励磁开关的监控
通过对励磁系统的故障分析，发现该开关的辅助接触点小于1s。此外，继电器的接触和开关的辅助接触可能会导致励磁装置的调节器在励磁系统中由于接触不良或误分类而导致励磁装置的调节器切断励磁。监控系统没有记录下开关辅助触点的断开小于1s。当开关信号触点小于1s时，监控系统没有信号响应。原因是监测系统对开关辅助触点采用状态变量监测，即减少采样监测。为防止开关引起的励磁系统故障，应将开关的辅助触点从低速采样的状态变量调整为高速采样的事故变量监测。
2、加强对激励通道的监控
对于励磁通道监控，可以通过记录励磁通道的运行状态和分析励磁系统的状态来实现一种实用的励磁通道监控方法。可以用原励磁系统+CJN01 X3;K18继电器作为激励通道监控，-k501插入式开关继电器-k3的空触点作为通道监控控制，实现激励通道监控和后台记录。
四、结束语
总之, 励磁装置的共同特征是将交流电或直流电变成可控的直流电,给发电机的励磁线圈,电流刺激产生磁场,推动发电机的电枢绕组切割磁力发电。正是基于这一原理，如何从交流电变成直流电，如何控制输入电流和输出电流，只要认真进行专研，任何励磁故障都可以解决。
参考文献：
[1] 钱瑞麟. 发电机励磁的调节.[M]. 国防工业出版社，2006.1.
[2] 刘遂生. 中小型同步发电机励磁系统.[M].四川科学技术出版社.2010.3.
论文作者:葛厚霖
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
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