火力發(fā)電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)常見問題的分析及處理

付春杰　程鈺

摘要：發(fā)電機是發(fā)電廠三大主機之一，發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機的重要組成部分，是供給發(fā)電機電源的系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)及發(fā)電機本身的安全穩(wěn)定運行有很大的影響，提高火力發(fā)電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的可靠性，降低故障率，可以實現(xiàn)火力發(fā)電廠的高效運行，為電力企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;發(fā)電機;勵磁系統(tǒng);問題;處理

一、勵磁系統(tǒng)介紹

勵磁系統(tǒng)的功能包括無功分配、電壓控制、電力設(shè)備安全運行以及電力穩(wěn)定性等，通過了解靜態(tài)勵磁系統(tǒng)可知，勵磁電源來源于發(fā)電機的機端位置處，系統(tǒng)由可控硅整流器單元、勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁變壓器、滅磁單元及起勵單元構(gòu)成。勵磁變壓器中的輸入電壓從發(fā)電機端的電壓降至整流單元來獲取，晶閘管跨界器、滅磁電阻和磁場斷路器共同構(gòu)成滅磁回路。勵磁系統(tǒng)通過對硅整流器的有效運用來控制勵磁電流，從而完成對同步發(fā)電機端電壓的有效控制。

二、火力發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)常見故障

（一）無法起壓

發(fā)電機在正常運行中，如果勵磁系統(tǒng)缺乏剩磁，那么就不能構(gòu)建勵磁電壓，從而將會直接導(dǎo)致發(fā)電機在啟動運行的時候，無法獲取較好的起壓效果。另外發(fā)電機運行時不能起壓，勵磁系統(tǒng)缺乏剩磁，主要是由于剩磁過少，設(shè)備維修時線路對接出現(xiàn)錯誤，使得設(shè)備在啟動時，快速傳輸電流，造成剩磁消失，從而使得發(fā)電機運行時難以建立電壓。

（二）發(fā)電機勵磁回路接地

發(fā)電廠勵磁回路接地故障常因機組內(nèi)部故障或勵磁系統(tǒng)缺相運行造成，現(xiàn)象表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)測指示一級對地電壓降低或為零，另一極對地電壓升高或為轉(zhuǎn)子電壓，轉(zhuǎn)子接地裝置報警。

（三）發(fā)電機轉(zhuǎn)子失去勵磁電流

發(fā)電機轉(zhuǎn)子失去勵磁電流即是通常所說的“發(fā)電機失磁”現(xiàn)象。發(fā)電機失磁會進一步造成發(fā)電機與電力系統(tǒng)失去同步，轉(zhuǎn)子部分區(qū)域可能出現(xiàn)高溫，對勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重安全影響。除此之外，發(fā)電機失磁也很容易引發(fā)電機振動，對發(fā)電機整體安全造成影響。

發(fā)電機失磁主要表現(xiàn)為定子電流不穩(wěn)定，電壓降低;轉(zhuǎn)子電壓電流異常;斷路時，轉(zhuǎn)子電壓異常升高。此外，伴隨發(fā)生的電流增大會引發(fā)局部過熱，對發(fā)電機自身造成損害。

三、火力發(fā)電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障處理措施

（一）發(fā)電機無法起壓故障處理措施

（1）工作人員在檢修發(fā)電機時，要求勵磁系統(tǒng)的回路接線正確，如果需要拆線，建議在線頭上安放指示牌，防止檢修安裝時接線錯誤，導(dǎo)致勵磁回路不正確。

（2）工作人員通入直流電測量電阻時，應(yīng)斷開勵磁系統(tǒng)勵磁回路，實驗完成后再重新接通勵磁回路;如果不能斷開勵磁回路，需注意直流電與勵磁正反方向的一致性。

（3）建議先檢查火力發(fā)電機起勵情況是否正常，查看電源起勵情況與勵磁變運行現(xiàn)象，檢查功率柜工作狀態(tài)，確保無誤后再進行后續(xù)檢查工序。

（二）發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地故障處理

發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地故障的產(chǎn)生，對發(fā)電機組造成的危害較大。故障維護人員在進行故障處理時，需要對設(shè)備進行日常的維護和巡檢，降低發(fā)電機兩點接地故障發(fā)生概率。發(fā)生故障時，確定接地點在轉(zhuǎn)子外部或內(nèi)部，如在外部則由檢修人員設(shè)法消除，如在內(nèi)部則要盡快停機處理。

另外，在進行發(fā)電機的日常維護工作時，需要對勵磁回路絕緣電阻和發(fā)電機中的轉(zhuǎn)子接地情況進行有效檢測，提升發(fā)電機的運行質(zhì)量，有效避免發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩點接地的故障發(fā)生，以確保發(fā)電機組的穩(wěn)定運行。

（三）改善技術(shù)運行條件

在勵磁系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器是確保勵磁控制及時性與平穩(wěn)性的關(guān)鍵。首先，采用可靠性良好的調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器類型主要包括模擬類型的電磁型、半導(dǎo)體型，以及微機型的單片微機型、PLC型、PCC型等。模擬型的功能太過單一，擴展性不良，勵磁保護與限制功能并不健全，極易出現(xiàn)過勵磁或者欠勵磁等現(xiàn)象，對此，需要實時改造并利用微機型的勵磁調(diào)節(jié)器。在微機型調(diào)節(jié)器中，單片微機型的價格極具優(yōu)勢，但是，預(yù)算速度比較慢，而且抗干擾性較差，因此在早期使用較為頻繁，現(xiàn)階段主要是用在小型的發(fā)電機組中。而PLC型的功能比較健全，可靠性良好，應(yīng)根據(jù)實際情況考慮選用。PCC型則是理想型微機型，具有較高的可靠性，速度較快，可以實現(xiàn)完善的控制功能，是技術(shù)改造優(yōu)先選擇的主要機型。其次，保障勵磁調(diào)節(jié)器電源的穩(wěn)定性與可靠性，采取兩路彼此獨立的電源進行供電，其中一路可以采用廠用直流系統(tǒng)。再次，把風(fēng)冷功率整流器的風(fēng)機單電源改造成雙電源，以此提高供電的穩(wěn)定性與可靠性。雙電源工作模式應(yīng)采用故障自動切換投入模式。在利用雙風(fēng)機的時候，風(fēng)機應(yīng)分別連接不同電源。最后，大型發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)采取兩項獨立控制通道，兩通道分別利用單獨的電壓互感器、電流互感器、穩(wěn)壓電源。通道處于并列運行狀態(tài)或者相互備用。

（四）發(fā)電機失磁故障處理措施

（1）減載處理。將有功負(fù)荷在1.5min內(nèi)降到40%額定負(fù)荷以下，且定子電流不超過額定范圍。

（2）檢查故障點。減載以后尋找勵磁系統(tǒng)具體故障部位，如果15min后依然無法恢復(fù)勵磁系統(tǒng)正常運行，建議將發(fā)電機停機處理。

（3）如果勵磁系統(tǒng)失磁保護動作跳閘，應(yīng)立即查明原因，消除故障后重新升壓并列。勵磁系統(tǒng)失磁時如果火力發(fā)電廠母線電壓低于95%的額定電壓，電動機就會處于過負(fù)荷狀態(tài)，建議使用斷電法，啟動備用供電方案。

（五）自并勵磁系統(tǒng)故障處理方法

在使用實驗檢測對故障進行檢修時，應(yīng)全面掌握感應(yīng)電壓情況。首先，為了提升勵磁變壓器質(zhì)量控制效果，應(yīng)提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次，需要有效檢查電流互感器，并做好重新安裝工作，改變傳統(tǒng)的澆筑式原理，以提升系統(tǒng)的整體運行效果和運行質(zhì)量。再次，還需要有效評估電流互感器的布置情況，確保電流互感器維護工作的有效實施，確保各項維護工作的順利實施和開展。最后，取消絕緣隔板，引發(fā)故障的產(chǎn)生，絕緣隔板并不是主要因素，由于環(huán)氧板自身的吸潮性能較好，應(yīng)做好特殊的分析，以確保安裝位置選擇的合理性。從整體安裝情況上來看，引發(fā)潮濕現(xiàn)象的產(chǎn)生的原因是絕緣隔板未能將自身的絕緣作用充分發(fā)揮出來，受潮濕影響，是導(dǎo)致電氣絕緣效果不好的主要原因。

四、結(jié)論

發(fā)電廠工作人員應(yīng)對勵磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理有清楚的認(rèn)識，掌握基本故障處理技術(shù)，出現(xiàn)問題時能夠迅速處理，避免事故的擴大。此外，勵磁系統(tǒng)設(shè)備受工作環(huán)境的影響，日常運轉(zhuǎn)中會出現(xiàn)磨損老化、接線松動、信號異常、設(shè)備受潮等的問題，發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)做好日常監(jiān)測和維護工作，同時要確保備用設(shè)備能正常切換，還要在停機檢修時對勵磁系統(tǒng)進行全面的隱患排查，對已經(jīng)出現(xiàn)安全隱患、不適合繼續(xù)工作的設(shè)備元件應(yīng)盡快進行維修和替換，對反復(fù)出現(xiàn)的故障要綜合分析，并從根本上解決。

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