摘 要：在當(dāng)前的火力發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是最常出現(xiàn)故障的一個(gè)系統(tǒng)，所以需要相關(guān)人士對(duì)其自身的結(jié)構(gòu)以及作用進(jìn)行充分的掌握，這樣才能對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題加以有效的解決。本文主要針對(duì)一些常見(jiàn)的故障進(jìn)行了總結(jié)，并且提出相應(yīng)的解決方法，希望可以對(duì)今后的電力穩(wěn)定發(fā)展起到積極的意義。

關(guān)鍵詞：火電廠；發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁系統(tǒng)；常見(jiàn)問(wèn)題；解決方法

在我國(guó)的日常生活中不能離開(kāi)電力的支持，電力的穩(wěn)定供應(yīng)才是實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的首要前提條件。因此本文主要對(duì)電力發(fā)電過(guò)程中勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)的故障進(jìn)行了分析，并且找出有效的解決方法。在火力發(fā)電廠的運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)以及鍋爐是主要的設(shè)備，這三種設(shè)備協(xié)調(diào)合作才能產(chǎn)生電能。勵(lì)磁系統(tǒng)的出現(xiàn)，主要目的是為了能夠讓發(fā)電機(jī)在正常的狀態(tài)下得到運(yùn)行，因此在我國(guó)當(dāng)前的電廠工作中具有至關(guān)重要的作用，一旦勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會(huì)直接影響到運(yùn)行的安全，所以本文主要以某機(jī)組的電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)為例，展開(kāi)了詳細(xì)的分析。

1 勵(lì)磁系統(tǒng)的基本構(gòu)造及其作用

1.1 基本構(gòu)造

首先，勵(lì)磁系統(tǒng)是要將機(jī)械能以及其他能量轉(zhuǎn)化為電能的一個(gè)過(guò)程，在轉(zhuǎn)化時(shí)，就必然會(huì)需要在直流磁場(chǎng)中進(jìn)行同步的轉(zhuǎn)化，在發(fā)電機(jī)的作用下，直流電流就會(huì)產(chǎn)生直流磁場(chǎng)，這樣一來(lái)，就形成了勵(lì)磁系統(tǒng)，在提供直流電量的過(guò)程中，主要可以分為三種類(lèi)型，一種是使用直流發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，另外一種是使用交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，還有一種是使用無(wú)勵(lì)磁機(jī)進(jìn)行供電，最后一種方式主要是指并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的在勵(lì)磁方式中設(shè)定一個(gè)勵(lì)磁機(jī)，發(fā)電機(jī)自身就能產(chǎn)生的勵(lì)磁電源。這種方式也被稱(chēng)作是自勵(lì)式的靜止勵(lì)磁。在這其中，又具有兩種類(lèi)型，一種是自并勵(lì)，另外一種是自復(fù)勵(lì)，前者的主要特點(diǎn)在于便于維護(hù)，具有十分簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且也不需要過(guò)多的投資就能得以實(shí)現(xiàn)。后者主要是通過(guò)電壓源以及電流源的疊加形成的一種方式。常見(jiàn)的方式還是自并勵(lì)的勵(lì)磁方式。

1.2 勵(lì)磁系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的作用

在勵(lì)磁系統(tǒng)的控制下，整個(gè)系統(tǒng)可以分為兩部分，一部分是功率的輸出，另外一部分是控制，前者的主要作用是在發(fā)電機(jī)周?chē)纬梢环N直流的磁場(chǎng)，這樣發(fā)電機(jī)就能得到更加安全的運(yùn)行。要想判斷發(fā)電機(jī)是否得到穩(wěn)定性的運(yùn)行，主要是看勵(lì)磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)，筆者認(rèn)為可以從以下四個(gè)方面進(jìn)行分析。

首先是電壓控制，在勵(lì)磁系統(tǒng)中，電壓控制的主要作用是將發(fā)電機(jī)端的電壓進(jìn)行設(shè)定，確保系統(tǒng)在正常的狀態(tài)下得到順利的運(yùn)行。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)組的負(fù)荷出現(xiàn)較大的變化，那么勵(lì)磁系統(tǒng)就能自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的電流大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣電壓就能維持在穩(wěn)定的水平上，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的正常工作。其次是無(wú)功分配。也就是說(shuō)在勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，必須要確保整個(gè)發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率處在一個(gè)平均分配的環(huán)境中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)于發(fā)電機(jī)組的電流也能進(jìn)行更加高效的控制，要想滿(mǎn)足系統(tǒng)應(yīng)用的要求，就必須要對(duì)電流、功率以及其他的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行約定。第三是要保證電力設(shè)備能夠安全的運(yùn)行，并且對(duì)其進(jìn)行合理的維護(hù)，因?yàn)樵谙到y(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，可以保證系統(tǒng)處在一種靜態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài)之中，一旦出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，也能及時(shí)的將故障加以切除，并且盡快的將電壓調(diào)節(jié)在合理的范圍之上，保證電力設(shè)備能夠更加安全的運(yùn)行。第四，如果沒(méi)有勵(lì)磁系統(tǒng)，電力的穩(wěn)定性很難得以實(shí)現(xiàn)，這就需要在裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)下，對(duì)所產(chǎn)生的短路故障加以自動(dòng)恢復(fù)，保證電壓的正常運(yùn)行，發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)條件也因此得到進(jìn)一步的完善。

綜上所述，在發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的過(guò)程中，離不開(kāi)勵(lì)磁系統(tǒng)的幫助，所以在今后的火力發(fā)電廠中，要想實(shí)現(xiàn)更快更好的輸出電力能源，就要對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的約束，在滿(mǎn)足條件的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)迅速、可靠等一系列的特點(diǎn)。

2 勵(lì)磁系統(tǒng)中常見(jiàn)的問(wèn)題與解決方法

2.1 發(fā)電機(jī)無(wú)法起壓

如果勵(lì)磁系統(tǒng)中缺少剩磁，那么就不能在系統(tǒng)中建立起相應(yīng)的勵(lì)磁電壓，通常在新安裝的發(fā)電機(jī)中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，其中只含有很少一部分剩磁，所以在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)消失，發(fā)電機(jī)也因此就不能達(dá)到起壓的效果。在發(fā)電機(jī)維修的過(guò)程中，如果接線出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么當(dāng)再次對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)的過(guò)程中，剩磁方向與磁通方向正好相反，因此電壓也就不能建立起來(lái)，這樣所引發(fā)的結(jié)果是原本就很少的剩磁出現(xiàn)消失的跡象。通過(guò)對(duì)直流電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，如果在測(cè)定直流電阻以及對(duì)自動(dòng)勵(lì)磁進(jìn)行調(diào)整的過(guò)程中，勵(lì)磁回路沒(méi)有在第一時(shí)間斷開(kāi)，那么在此基礎(chǔ)上施加直流電流，也會(huì)產(chǎn)生方向相反的情況，只要方向相反，那么剩磁也就會(huì)因此而消失。

針對(duì)上述的故障，筆者認(rèn)為最好的方法就是要及時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修，尤其是要關(guān)注勵(lì)磁回路的連線是否正確，在進(jìn)行檢修的過(guò)程中，需要事先在線頭上掛一個(gè)指示牌，以防止出現(xiàn)回路的現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)于電阻的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，還應(yīng)該及時(shí)的切斷回路電流，當(dāng)完成檢測(cè)時(shí)，再將其重新安裝起來(lái)。在不能斷開(kāi)的情況下，則應(yīng)該確保直流電與勵(lì)磁機(jī)具有統(tǒng)一的正負(fù)方向，檢查相關(guān)發(fā)電機(jī)的功能是否正常。

2.2 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地

在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)滑環(huán)絕緣、轉(zhuǎn)子槽口絕緣、引線絕緣損壞，轉(zhuǎn)子銅線變形嚴(yán)重和端部積灰嚴(yán)重等情況發(fā)生時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子有可能出現(xiàn)一點(diǎn)接地的事故。一點(diǎn)接地事故發(fā)生時(shí)，機(jī)組尚可以繼續(xù)運(yùn)行，但是當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)或者轉(zhuǎn)子繞組回路中的任何一處有兩點(diǎn)接地出現(xiàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)的斷路器就會(huì)跳閘。因此，為保證機(jī)組的正常運(yùn)行，在發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)就必須迅速查找接地點(diǎn)并及時(shí)消除。勵(lì)磁系統(tǒng)或者轉(zhuǎn)子繞組中回路的任何一處有兩點(diǎn)接地出現(xiàn)時(shí)，就會(huì)有發(fā)電機(jī)盤(pán)上相應(yīng)提示光字牌亮，勵(lì)磁（轉(zhuǎn)子）電流劇烈升高，發(fā)電機(jī)無(wú)功功率減小、功率因數(shù)可能進(jìn)相，發(fā)電機(jī)劇烈振動(dòng)，轉(zhuǎn)子、定子電壓減小以及校正器電流增大等現(xiàn)象出現(xiàn)。

由以上現(xiàn)象可以看出，勵(lì)磁系統(tǒng)或者轉(zhuǎn)子繞組中回路兩地接地危害很大，因此當(dāng)有一點(diǎn)接地發(fā)生時(shí)，就需要及時(shí)查找故障點(diǎn)并設(shè)法消除。為了防止勵(lì)磁系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地故障，應(yīng)該在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路中安裝絕緣監(jiān)察裝置，并且定期對(duì)運(yùn)行中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路絕緣電阻進(jìn)行測(cè)定，有一點(diǎn)接地出現(xiàn)就及時(shí)消除。

2.3 發(fā)電機(jī)失磁

發(fā)電機(jī)失磁是指發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中由于失去勵(lì)磁電流致使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消失的現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)失磁往往都是因?yàn)閯?lì)磁系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致的。發(fā)電機(jī)失磁故障出現(xiàn)時(shí)會(huì)伴隨以下現(xiàn)象：轉(zhuǎn)子電流表指針指向0（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路斷開(kāi)）或接近0（勵(lì)磁回路開(kāi)路，有剩磁殘留）的位置，校正器電流增大；定子電流顯著增大并擺動(dòng)；發(fā)電機(jī)端電壓及母線電壓較小并擺動(dòng)；無(wú)功表指示到負(fù)值區(qū)域，有功表指示降低并擺動(dòng)；轉(zhuǎn)子電壓表指示異常；功率因數(shù)進(jìn)相；汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速增大、頻率略有增加等。

當(dāng)發(fā)電機(jī)容量在電網(wǎng)中所占比例比較大的情況下，發(fā)電機(jī)失磁后會(huì)造成電網(wǎng)電壓嚴(yán)重降低，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)失步振蕩及電壓崩潰，造成大面積停電事故的發(fā)生，此時(shí)失磁發(fā)電機(jī)需要立即與電網(wǎng)解列，并進(jìn)行停機(jī)檢查。在發(fā)電機(jī)容量在電網(wǎng)中所占比例較小的情況下，當(dāng)電網(wǎng)可以供給失磁發(fā)電機(jī)所需的無(wú)功功率而不至使電網(wǎng)電壓降低過(guò)多時(shí)，失磁發(fā)電機(jī)可不必立即與電網(wǎng)解列，允許在一定條件下進(jìn)人異步運(yùn)行，但一般不能大于30min。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，要想讓發(fā)電機(jī)組在安全穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行，首先需要考慮的問(wèn)題就是勵(lì)磁系統(tǒng)是否存在一定的故障，只有充分發(fā)揮其自身所具有的作用，每隔一段時(shí)間就進(jìn)行檢修，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要在第一時(shí)間進(jìn)行處理，這樣才能從根本上解決問(wèn)題，相關(guān)電力工作者需要明確自身的職責(zé)，做好檢查工作，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力更好的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：王袁超（1986-），男，畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事發(fā)電集控運(yùn)行工作，助理工程師。