摘要：黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司1#、2#發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用型號為TFL-100-4的交流無刷勵(lì)磁機(jī)，自勵(lì)勵(lì)磁方式。3#、4#機(jī)采用靜止可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，使用武漢武水電氣技術(shù)有限責(zé)任公司研制的以美國INTEL公司的80C198（80C196）單片微機(jī)為核心，輔以幾片大規(guī)模集成電路而組成的WWLT1-01微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，該裝置采用完全雙通道技術(shù)，雙機(jī)混合工作模式，具有維護(hù)方便，可靠性能高等優(yōu)點(diǎn)。每臺發(fā)電機(jī)都有自己的一套勵(lì)磁系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)，主要由發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供勵(lì)磁電流。通過這個(gè)磁場產(chǎn)生直流電流，統(tǒng)稱為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。已完成同步發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換，建立其直流磁場，根據(jù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁電流的供給方式，我們分為自動(dòng)勵(lì)磁和他勵(lì)勵(lì)磁。其中，從發(fā)電機(jī)本身獲得勵(lì)磁電流的，稱之為自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)；由發(fā)電機(jī)其他電源裝置給其勵(lì)磁系統(tǒng)提供勵(lì)磁電流的，稱為他勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)，它們都有自己的工作特性。現(xiàn)就微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的工作特性在電廠中的應(yīng)用作一分析說明。

關(guān)鍵詞：工作特性 勵(lì)磁系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)

1 微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置獲取勵(lì)磁電流的三種方式

1.1 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)：直接從發(fā)電機(jī)本身取得勵(lì)磁電

源，經(jīng)可控硅整流后傳輸發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁，在勵(lì)磁系統(tǒng)方式中不單獨(dú)設(shè)置專用的勵(lì)磁機(jī)，稱自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。

1.2 交流勵(lì)磁機(jī)獲取勵(lì)磁電流的方式，將其輸出的交流電流經(jīng)可控硅裝置整流后供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流，主要通過裝在發(fā)電機(jī)大軸上的勵(lì)磁碳刷，稱之為他勵(lì)磁方式，又稱為他勵(lì)靜止勵(lì)磁方式，主要是由于在過程中采用靜止可控硅的整流裝置。

1.3 直流發(fā)電機(jī)獲取勵(lì)磁電流的方式：勵(lì)磁機(jī)與發(fā)電機(jī)同軸相連，這種專用的直流發(fā)電機(jī)稱之為直流勵(lì)磁機(jī)，主要依據(jù)專用的直流發(fā)電機(jī)給其提供勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組主要通過裝在大軸上的滑環(huán)及固定碳刷從勵(lì)磁機(jī)獲得直流電流。具有降低廠用電等優(yōu)點(diǎn)，也是較成熟的一種勵(lì)磁方式，這種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式具有獨(dú)立的勵(lì)磁電流，工作穩(wěn)定可靠。主要缺點(diǎn)體現(xiàn)在，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流速度慢，日常維護(hù)保養(yǎng)工作量大，在火力發(fā)電廠大型機(jī)組中很少采用。只適合50MW及以下的小型汽輪發(fā)電機(jī)組，也就是我廠現(xiàn)有1#、2#、3#、4#發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式。

2 汽輪發(fā)電機(jī)組微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置與其勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁電流的工作特性

2.1 無功負(fù)荷的調(diào)節(jié)分配方式：運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)根據(jù)其額定容量，按照比例進(jìn)行無功電流分配。一般情況大容量的發(fā)電機(jī)主要承擔(dān)較多無功負(fù)荷，而小容量的則承擔(dān)較少的無功負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)無功負(fù)荷能自動(dòng)分配方式，主要通過自動(dòng)高壓調(diào)節(jié)其勵(lì)磁裝置，以改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流特性，維持其發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓控制在正常范圍內(nèi)，還可以對其發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)其并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的合理調(diào)節(jié)分配。

2.2 勵(lì)磁系統(tǒng)的無功功率的調(diào)節(jié)方式：當(dāng)發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，一般認(rèn)為是與無限大容量電源的母線并聯(lián)運(yùn)行，如果要改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁電流，其它參數(shù)如感應(yīng)電動(dòng)勢、定子電流、定在電壓等將跟著變化。相應(yīng)的發(fā)電機(jī)無功電流也跟隨其變化。當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組與無限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為了改變汽輪發(fā)電機(jī)組的無功功率，必須調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此時(shí)改變的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是通常所說的“調(diào)壓”，而是改變了送入系統(tǒng)的無功功率。在日常的無功功率調(diào)節(jié)中，當(dāng)系統(tǒng)未進(jìn)行并網(wǎng)以前，調(diào)節(jié)無功功率主要是調(diào)整其電壓。當(dāng)系統(tǒng)并網(wǎng)后，調(diào)節(jié)無功功率主要是調(diào)節(jié)其功率因素。

2.3 勵(lì)磁系統(tǒng)的電壓的調(diào)節(jié)方式：為了達(dá)到用戶對電能質(zhì)量的要求，在保持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓不變的情況下，通過調(diào)節(jié)無功電流的變化調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓將隨無功電流的不斷增大而逐漸降低，當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁電流在恒定不變時(shí)，在汽輪發(fā)電機(jī)組自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，可以以電壓為被調(diào)量的控制系統(tǒng)。依靠發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的電流來進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到發(fā)電機(jī)端電壓保持在正常范圍內(nèi)。

2.4 勵(lì)磁系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)方式：在維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電流恒定的條件下，按下電流調(diào)節(jié)鍵即進(jìn)入電流手動(dòng)調(diào)節(jié)模式。

3 發(fā)電機(jī)微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的主要方法

黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電公司發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，在改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流時(shí)，一般不會(huì)直接從其轉(zhuǎn)子回路中進(jìn)行，因?yàn)樵摶芈分兴查g電流較大，不便于直接進(jìn)行勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，一般主要采用改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，以滿足其調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流。最常用的工作方法是靠改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路的電阻，改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流，改變整流可控硅的主要導(dǎo)通角。其中，在改變可控硅導(dǎo)角的方法上，根據(jù)本廠發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、定子電流、功率因數(shù)變化，相應(yīng)改變可控硅整流器導(dǎo)角完成。可控硅整流裝置主要由晶體管，可控硅電子元件構(gòu)成，具有輸出功率大、體積小、靈敏、快速、準(zhǔn)確、無失靈區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。這種勵(lì)磁系統(tǒng)裝置能在事故情況下，高效、準(zhǔn)確地抑制發(fā)電機(jī)的過電壓，實(shí)現(xiàn)其快速滅磁功能。

4 發(fā)電機(jī)微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的組成部件及輔助設(shè)備

發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)主要的組成部件有機(jī)端電壓互感器、機(jī)端電流互感器、勵(lì)磁變壓器、可控硅裝置；勵(lì)磁柜裝置需要提供以下電流，低壓廠用交流380V電源、廠用直流220V控制電源，低壓廠用直流220V合閘電源；同時(shí)需要提供以下空端子排節(jié)點(diǎn)，在自動(dòng)開機(jī)、自動(dòng)停機(jī)、并網(wǎng)（一常開，一常閉）增，減等情況下；必須提供以下模擬信號，發(fā)電機(jī)機(jī)端勵(lì)磁電壓183.3V，發(fā)電機(jī)機(jī)端勵(lì)磁電流7.71A，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流母線電壓220V，勵(lì)磁裝置輸出以下繼電器接點(diǎn)信號，勵(lì)磁變過流，失磁，勵(lì)磁裝置異常等模擬信號。

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁控制、保護(hù)裝置及信號回路主要靠滅磁開關(guān)，滅磁電路、滅磁開關(guān)跳閘、勵(lì)磁變過電流、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電阻故障、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置部分參數(shù)異常、可控硅變送器等部件組成。勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁電阻，一般根據(jù)其額定勵(lì)磁電壓的大小分為線性滅磁電阻和非線性滅磁電阻兩類。

5 發(fā)電機(jī)微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行中的檢查項(xiàng)目

發(fā)電勵(lì)磁系統(tǒng)正常運(yùn)行中，運(yùn)行人員一般要對其電壓、電流是否超過允許額定值，有無突然增加或減少現(xiàn)象；勵(lì)磁機(jī)的各部分溫度、聲音是否正常進(jìn)行檢查；重點(diǎn)檢查刷握、卡簧、碳刷等部件：其檢查步驟及內(nèi)容如下：碳刷與轉(zhuǎn)軸有無打火花現(xiàn)象，表面有無油垢積聚，刷架與刷握有無積灰；電刷邊緣是否破裂，是否磨損到最短長度；電刷的刷辯是否完整，有無斷裂或斷股情況，電刷與刷架的連接是否良好，有無因刷辯碰到機(jī)殼而引起短路或接地情況；有無電刷在刷握內(nèi)有卡澀或無法擺動(dòng)的現(xiàn)象。

6 發(fā)電機(jī)微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備在正常運(yùn)行中的維護(hù)保養(yǎng)方法

勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行中對碳刷維護(hù)，除查看有無電刷碎裂、刷辯斷股外，還應(yīng)檢查其卡簧的壓力是否均勻，并要進(jìn)行調(diào)整，已防止碳刷打火造成短路。如在監(jiān)盤當(dāng)中發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁電壓、電流值變動(dòng)異常，應(yīng)采取調(diào)整卡簧、更換碳刷對其進(jìn)行處理。在帶電情況下進(jìn)行處理時(shí)要防止短路、接地等現(xiàn)象，必須將其保護(hù)裝置的失磁保護(hù)退出進(jìn)行更換。

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式得到了不斷的更新與完善。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)，新工藝的出現(xiàn)，特別是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)方面，已廣泛使用微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。這種調(diào)節(jié)裝置將有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電腦微控最佳調(diào)節(jié)，而且維護(hù)方便、簡單，使用周期延長。至2003年6月份，我廠一、二期四臺發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置采用微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置投運(yùn)以來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)保養(yǎng)簡單易行，給公司節(jié)約了大量的維修保養(yǎng)費(fèi)用。得到公司各級設(shè)備管理人員的認(rèn)可。

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作者簡介：張偉（1983-），男，助理工程師，2003年參加工作。