師丹

摘要： 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中占有非常重要的作用，其能夠使得發(fā)電系統(tǒng)在整個工作運營狀態(tài)中保持足夠的穩(wěn)定性。下文將根據發(fā)電廠內發(fā)電系統(tǒng)的特點，對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的故障做分析并給出預防策略，以供相關人士參考交流。

關鍵詞：發(fā)電機;勵磁系統(tǒng);故障分析;預防策略

引言：

隨著社會的進步和社會的發(fā)展，全國的電力系統(tǒng)已經實現(xiàn)了全面的互聯(lián)網發(fā)展，互聯(lián)網發(fā)展對于電力系統(tǒng)運營過程中的穩(wěn)定性有了更高的要求。為保障電力系統(tǒng)的安全運行，電力系統(tǒng)提出需要用恒定模型來取代詳細模型以達到穩(wěn)定計算的要求，對于相關勵磁系統(tǒng)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性都需要進行計算。雖然，現(xiàn)階段能夠分析出勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障的大部分原因，但是由于實際的運行過程中缺少可靠的參數，因此會使得勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的原因不夠明確，所以分析其出故障的原因是關鍵。

一、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)簡述

發(fā)電機勵磁系統(tǒng)是供給同步發(fā)電機勵磁電流的電源及其附屬設備的統(tǒng)稱。其主要有勵磁功率單元以及勵磁調節(jié)器兩部分組成。同步發(fā)電機主要是為了實現(xiàn)能量之間的轉換，因此需建立直流磁場，該磁場的直流電就成為發(fā)電機的勵磁電流。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)包括直流勵磁機、無刷勵磁機、交流勵磁機等。從其他電源獲取勵磁電流的發(fā)電機可稱為他勵發(fā)電機，從發(fā)電機本身獲取勵磁電流的發(fā)電機則成為自并勵發(fā)電機[1]。

二、發(fā)電機磁力系統(tǒng)常見的故障以及原因分析

（一）勵磁系統(tǒng)小電流試驗過程中輸出電壓異常波動原因分析

產生故障的現(xiàn)象：將副勵磁器與勵磁調節(jié)器的連接斷開，將中頻率的發(fā)電機作為勵磁系統(tǒng)的輸入電源，使得勵磁調節(jié)器的主回路電流變成過小的電流。此時電流調節(jié)器的電流為0.5A，直流電壓過大，使得調節(jié)器出現(xiàn)過大的噪音。對出現(xiàn)該故障現(xiàn)象的分析：其電流相比晶閘管的電流來講過小，使得一部分的晶閘管電流無法通過。由于晶閘管電流無法正常導流，就會導致調節(jié)器的直流電壓過大，使得電流的輸入與輸出不平均，最終調壓器發(fā)生異常的聲響[2]。

（二）采樣系統(tǒng)故障導致發(fā)電機誤勵磁故障發(fā)生的分析

產生故障的現(xiàn)象：電廠內200兆瓦的機組，在維修期間更換了自動勵磁調節(jié)器，在操作試驗時表現(xiàn)合格。但該調節(jié)器在運行不到半個月的時間后，發(fā)電機在正常運作的過程中出現(xiàn)了無功率變換，從原本的80Mvar直接上升到了200Mvar左右。發(fā)電機受到嚴重的變壓過負荷行為而產生跳閘，整個故障出現(xiàn)的過程中調節(jié)器沒有任何異常反應。對所出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行分析：從故障出現(xiàn)的狀況來看由于勵磁系統(tǒng)中的強勵電流猛然輸出導致發(fā)電機的Mvar不斷攀升，并且在此過程中電流調節(jié)器無異常反應，在調節(jié)器的裝置內部也沒有任何波動，此時造成強勵電流輸出的原因主要有以下幾個方面：

①實際在有強勵電流輸出的外部是有強勵電流信號顯示的，但是由于工作人員的疏忽導致對信號的延遲處理或者未處理。還有可能就是增磁節(jié)點出現(xiàn)了粘連，本身勵磁調節(jié)器是有抗節(jié)點粘連的功能的，此故障發(fā)生后相關工作人員檢查過程中出現(xiàn)未能被發(fā)現(xiàn)節(jié)點粘連的現(xiàn)象[3]。

②同步信號或脈沖觸發(fā)錯誤。觸發(fā)錯誤以及信號錯誤會導致原本正常觸發(fā)的角度發(fā)生移動并且貼近強勵的位置。由于勵磁調節(jié)器自身具備檢測觸發(fā)脈沖的功能，所以當正常觸發(fā)角度被移動時調節(jié)器不發(fā)出任何異常的動靜[4]。

從以上兩點的故障分析中可以體現(xiàn)出，當故障出現(xiàn)時會有兩種考慮因素，因此在判斷故障原因時務必要對問題進行具體的分析，通過綜合的分析和判斷做出應對故障的最佳方式，以更好的、高效的解決故障。

（三）同步信號斷線導致發(fā)電機失磁

故障現(xiàn)狀仍然是具有200兆瓦的電力機組，在正常運轉的過程中兩套勵磁調節(jié)器D、E都發(fā)出故障信號，因此勵磁系統(tǒng)自動將勵磁開關分開，并同時將備用勵磁開關合上。當開關合上時，備用開關又再次跳開，導致發(fā)電機出現(xiàn)失磁的現(xiàn)象，發(fā)電機跳閘解列。

對該故障進行分析：故障發(fā)生后，相關工作人員對調節(jié)器的故障進行記錄。D和E兩套調節(jié)器均發(fā)出故障信號，勵磁系統(tǒng)自身有兩套自動切換裝置分別是主勵和備勵。當D套勵磁調節(jié)器和E套勵磁調節(jié)器同時出現(xiàn)故障后，將自動給主勵磁開關發(fā)送跳閘命令和給備勵磁開關發(fā)送合閘的命令。但是在此次故障發(fā)生后，兩項命令均未能得以實現(xiàn)，這也就使得發(fā)電機出現(xiàn)失磁故障。

（四）發(fā)電機低勵失磁故障分析

發(fā)電機在失磁（低勵）時，由于各方面條件導致會使得電力系統(tǒng)的運行失去原有的穩(wěn)定性，這對于發(fā)電機自身的安全運行造成了一定的影響。一臺發(fā)電機處在失磁或者低勵的狀態(tài)下，出現(xiàn)功率的上下波動，并且電力系統(tǒng)的電壓降低，最終使得現(xiàn)場發(fā)電機與發(fā)電機之間或者各個系統(tǒng)之間存在少部分的失步，使得系統(tǒng)產生震蕩。該電流在勵磁系統(tǒng)中受到耗損 ，一旦當電流超過可承載的值后會使得轉子的溫度過高。在轉子表層的差額電流，還可能會存在于轉子的本體、護環(huán)的接觸面上，最終產生過高的熱量導致灼傷。發(fā)電機在低勵和失磁等現(xiàn)象中會帶有越來越大的功率，由于發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)異常，會使得越來越大的功率沒有辦法得到吸收。所以在發(fā)電機超負荷運行過程中由于電流還在通過，會導致發(fā)電機定子過熱。發(fā)電機的額定容量過大時，當其處在低勵和失磁的階段就會使得電力系統(tǒng)產生很多無功功率。電力系統(tǒng)自身的容量越小，其對于補償功率的能力將會越發(fā)下降。所以發(fā)電機的容量和電力系統(tǒng)的容量的比就會變大，這樣對于整個發(fā)電系統(tǒng)而言是十分不利的。

三、對于發(fā)電機勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障的預防方式

① 對于需要長時間進行運作以及高功率運行的發(fā)電機應當做到的是給予其專門的試驗，以保障系統(tǒng)的安全運行。想要精確的確定發(fā)電系統(tǒng)的運營最大值，應當按照電網對其的運行要求以及發(fā)電機自身的定子鐵心和發(fā)電狀況來判斷。進相運行時，發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)可以使用自動控制模式。對于低勵限制器務必保障其安全可靠性，并且對于該限制器到的調解工作應當根據試驗成果做準確的判定，勵磁調節(jié)器也要進行定期的校核。

②勵磁系統(tǒng)在設置過程中一定要配備有較完整的保護系統(tǒng)，以保障在應對一些極限運行和突發(fā)狀況時系統(tǒng)能夠做出安全、可靠、正確的反應，保障發(fā)電機的正常運作。對于勵磁調節(jié)器的過勵限制以及保護都應當在調節(jié)器出廠時的范圍內進行調整，定期也要對其進行安全的檢查。

③勵磁調節(jié)器的通道發(fā)生故障時相關工作人員要做好及時的維修，保障調節(jié)器能夠以最短的時間再次投入正常的運營。在此過程中發(fā)電廠要嚴令禁止工作人員進行對勵磁的手動調節(jié)，特別是在調節(jié)器需要長期保持運行狀態(tài)時。

四、結束語

針對以上的發(fā)電機現(xiàn)有的特點，本文分析了集中勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀況以及原因，并根據其原因提出了相關的對策建議。目的是為了使得發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的故障現(xiàn)象得到極大程度上的避免，以及對于故障事故發(fā)生的一種有效的預防。本文提出的相關策略和建議，以供相關人士進行經驗借鑒，以大力的推動我國的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)更快更好的發(fā)展。

參考文獻：

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[2]王洋.當前我國火力發(fā)電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)常見故障分析及對策研究[J].百科論壇電子雜志，2018，000（021）：315-320.

[3]王超，張靜.互動儀式鏈視角下醫(yī)療糾紛成因及預防醫(yī)療糾紛關口前移策略初探[J].中國衛(wèi)生法制，2019，27（02）：61-64.

[4]陳志峰，孫鴻儒，潘海斌.600 MW機組發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障導致機組跳閘原因分析[J].內蒙古電力技術，2019（4）：112-116.