關于火力發(fā)電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障的研究探討

摘 要：在當前的火力發(fā)電廠中，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)是最常出現故障的一個系統(tǒng)，所以需要相關人士對其自身的結構以及作用進行充分的掌握，這樣才能對經常出現的問題加以有效的解決。本文主要針對一些常見的故障進行了總結，并且提出相應的解決方法，希望可以對今后的電力穩(wěn)定發(fā)展起到積極的意義。

關鍵詞：火電廠；發(fā)電機；勵磁系統(tǒng)；常見問題；解決方法

在我國的日常生活中不能離開電力的支持，電力的穩(wěn)定供應才是實現社會發(fā)展的首要前提條件。因此本文主要對電力發(fā)電過程中勵磁系統(tǒng)常見的故障進行了分析，并且找出有效的解決方法。在火力發(fā)電廠的運行中，發(fā)電機、汽輪機以及鍋爐是主要的設備，這三種設備協(xié)調合作才能產生電能。勵磁系統(tǒng)的出現，主要目的是為了能夠讓發(fā)電機在正常的狀態(tài)下得到運行，因此在我國當前的電廠工作中具有至關重要的作用，一旦勵磁系統(tǒng)出現故障，就會直接影響到運行的安全，所以本文主要以某機組的電機勵磁系統(tǒng)為例，展開了詳細的分析。

1 勵磁系統(tǒng)的基本構造及其作用

1.1 基本構造

首先，勵磁系統(tǒng)是要將機械能以及其他能量轉化為電能的一個過程，在轉化時，就必然會需要在直流磁場中進行同步的轉化，在發(fā)電機的作用下，直流電流就會產生直流磁場，這樣一來，就形成了勵磁系統(tǒng)，在提供直流電量的過程中，主要可以分為三種類型，一種是使用直流發(fā)電機進行供電，另外一種是使用交流發(fā)電機進行供電，還有一種是使用無勵磁機進行供電，最后一種方式主要是指并沒有專門的在勵磁方式中設定一個勵磁機，發(fā)電機自身就能產生的勵磁電源。這種方式也被稱作是自勵式的靜止勵磁。在這其中，又具有兩種類型，一種是自并勵，另外一種是自復勵，前者的主要特點在于便于維護，具有十分簡單的結構，并且也不需要過多的投資就能得以實現。后者主要是通過電壓源以及電流源的疊加形成的一種方式。常見的方式還是自并勵的勵磁方式。

1.2 勵磁系統(tǒng)在火力發(fā)電廠中的作用

在勵磁系統(tǒng)的控制下，整個系統(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)電機周圍形成一種直流的磁場，這樣發(fā)電機就能得到更加安全的運行。要想判斷發(fā)電機是否得到穩(wěn)定性的運行，主要是看勵磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)，筆者認為可以從以下四個方面進行分析。

首先是電壓控制，在勵磁系統(tǒng)中，電壓控制的主要作用是將發(fā)電機端的電壓進行設定，確保系統(tǒng)在正常的狀態(tài)下得到順利的運行。如果發(fā)現機組的負荷出現較大的變化，那么勵磁系統(tǒng)就能自動對系統(tǒng)的電流大小進行調節(jié)，這樣電壓就能維持在穩(wěn)定的水平上，由此實現發(fā)電機的正常工作。其次是無功分配。也就是說在勵磁系統(tǒng)運行的過程中，必須要確保整個發(fā)電機組的無功功率處在一個平均分配的環(huán)境中，對系統(tǒng)進行有效的調節(jié)，同時對于發(fā)電機組的電流也能進行更加高效的控制，要想滿足系統(tǒng)應用的要求，就必須要對電流、功率以及其他的相關參數進行約定。第三是要保證電力設備能夠安全的運行，并且對其進行合理的維護，因為在系統(tǒng)正常運行的過程中，可以保證系統(tǒng)處在一種靜態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài)之中，一旦出現短路的現象，也能及時的將故障加以切除，并且盡快的將電壓調節(jié)在合理的范圍之上，保證電力設備能夠更加安全的運行。第四，如果沒有勵磁系統(tǒng)，電力的穩(wěn)定性很難得以實現，這就需要在裝置的自動調節(jié)系統(tǒng)下，對所產生的短路故障加以自動恢復，保證電壓的正常運行，發(fā)電機的啟動條件也因此得到進一步的完善。

綜上所述，在發(fā)電機安全運行的過程中，離不開勵磁系統(tǒng)的幫助，所以在今后的火力發(fā)電廠中，要想實現更快更好的輸出電力能源，就要對勵磁系統(tǒng)進行嚴格的約束，在滿足條件的基礎上才能實現迅速、可靠等一系列的特點。

2 勵磁系統(tǒng)中常見的問題與解決方法

2.1 發(fā)電機無法起壓

如果勵磁系統(tǒng)中缺少剩磁，那么就不能在系統(tǒng)中建立起相應的勵磁電壓，通常在新安裝的發(fā)電機中經常出現這樣的問題，其中只含有很少一部分剩磁，所以在短時間內就會消失，發(fā)電機也因此就不能達到起壓的效果。在發(fā)電機維修的過程中，如果接線出現錯誤，那么當再次對發(fā)動機進行啟動的過程中，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，這樣所引發(fā)的結果是原本就很少的剩磁出現消失的跡象。通過對直流電進行實驗的過程中，如果在測定直流電阻以及對自動勵磁進行調整的過程中，勵磁回路沒有在第一時間斷開，那么在此基礎上施加直流電流，也會產生方向相反的情況，只要方向相反，那么剩磁也就會因此而消失。

針對上述的故障，筆者認為最好的方法就是要及時對發(fā)電機進行檢修，尤其是要關注勵磁回路的連線是否正確，在進行檢修的過程中，需要事先在線頭上掛一個指示牌，以防止出現回路的現象。同時，對于電阻的檢測實驗中，還應該及時的切斷回路電流，當完成檢測時，再將其重新安裝起來。在不能斷開的情況下，則應該確保直流電與勵磁機具有統(tǒng)一的正負方向，檢查相關發(fā)電機的功能是否正常。

2.2 汽輪發(fā)電機轉子兩點接地

在發(fā)電機運行過程中，當滑環(huán)絕緣、轉子槽口絕緣、引線絕緣損壞，轉子銅線變形嚴重和端部積灰嚴重等情況發(fā)生時，汽輪發(fā)電機組轉子有可能出現一點接地的事故。一點接地事故發(fā)生時，機組尚可以繼續(xù)運行，但是當勵磁系統(tǒng)或者轉子繞組回路中的任何一處有兩點接地出現時，發(fā)電機的斷路器就會跳閘。因此，為保證機組的正常運行，在發(fā)生一點接地時就必須迅速查找接地點并及時消除。勵磁系統(tǒng)或者轉子繞組中回路的任何一處有兩點接地出現時，就會有發(fā)電機盤上相應提示光字牌亮，勵磁（轉子）電流劇烈升高，發(fā)電機無功功率減小、功率因數可能進相，發(fā)電機劇烈振動，轉子、定子電壓減小以及校正器電流增大等現象出現。

由以上現象可以看出，勵磁系統(tǒng)或者轉子繞組中回路兩地接地危害很大，因此當有一點接地發(fā)生時，就需要及時查找故障點并設法消除。為了防止勵磁系統(tǒng)和轉子繞組發(fā)生兩點接地故障，應該在發(fā)電機勵磁回路中安裝絕緣監(jiān)察裝置，并且定期對運行中發(fā)電機的勵磁回路絕緣電阻進行測定，有一點接地出現就及時消除。

2.3 發(fā)電機失磁

發(fā)電機失磁是指發(fā)電機在運行過程中由于失去勵磁電流致使轉子磁場消失的現象，發(fā)電機失磁往往都是因為勵磁系統(tǒng)發(fā)生故障導致的。發(fā)電機失磁故障出現時會伴隨以下現象：轉子電流表指針指向0（發(fā)電機轉子回路斷開）或接近0（勵磁回路開路，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；發(fā)電機端電壓及母線電壓較小并擺動；無功表指示到負值區(qū)域，有功表指示降低并擺動；轉子電壓表指示異常；功率因數進相；汽輪機轉速增大、頻率略有增加等。

當發(fā)電機容量在電網中所占比例比較大的情況下，發(fā)電機失磁后會造成電網電壓嚴重降低，甚至導致電網失步振蕩及電壓崩潰，造成大面積停電事故的發(fā)生，此時失磁發(fā)電機需要立即與電網解列，并進行停機檢查。在發(fā)電機容量在電網中所占比例較小的情況下，當電網可以供給失磁發(fā)電機所需的無功功率而不至使電網電壓降低過多時，失磁發(fā)電機可不必立即與電網解列，允許在一定條件下進人異步運行，但一般不能大于30min。

結束語

總而言之，要想讓發(fā)電機組在安全穩(wěn)定的環(huán)境中運行，首先需要考慮的問題就是勵磁系統(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，每隔一段時間就進行檢修，在出現問題時要在第一時間進行處理，這樣才能從根本上解決問題，相關電力工作者需要明確自身的職責，做好檢查工作，以實現我國電力更好的發(fā)展。

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作者簡介：王袁超（1986-），男，畢業(yè)于哈爾濱理工大學自動化專業(yè)，現從事發(fā)電集控運行工作，助理工程師。