火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見故障探究

王銀

摘要：電力是關(guān)系到人們?nèi)粘Ｉ詈蛧窠?jīng)濟(jì)快速發(fā)展的支柱性行業(yè)，將勵磁系統(tǒng)應(yīng)用到電力中具有舉足輕重的作用，有助于確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。勵磁系統(tǒng)作為一類供給同步發(fā)電機(jī)電源的系統(tǒng)，是構(gòu)成發(fā)電機(jī)的重要組成部分，其安全可靠運行，對確保發(fā)電廠和發(fā)電機(jī)正常運轉(zhuǎn)具有重要作用。

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

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響也越來越大。發(fā)電作為電力生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)之一，關(guān)于火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的故障問題，也引起了設(shè)備維護(hù)人員及研究人員的重視。如何有效的處理火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障，并且保障發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運行，成為當(dāng)前火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)維護(hù)中主要面臨的問題。

1勵磁系統(tǒng)介紹

火力發(fā)電廠是當(dāng)今社會電能的主要來源。勵磁系統(tǒng)泛指給同步發(fā)電機(jī)提供勵磁電流的電源以及其相關(guān)設(shè)備，是火力發(fā)電廠的核心設(shè)備。沒有它，就無法將能量最終轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋畲畔到y(tǒng)分為勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個主要部分。前者的作用是向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵磁電流，后者根據(jù)工業(yè)需求控制前者的輸出。

2發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的作用

勵磁系統(tǒng)由勵磁控制和勵磁功率輸出兩部分構(gòu)成，不僅能為火力發(fā)電廠提供交流電流，并且還完成了對發(fā)電機(jī)支流磁場的建立。通過有效控制勵磁，有助于確保發(fā)電機(jī)的正常運行，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障后，能有效調(diào)節(jié)勵磁電流，確保發(fā)電機(jī)的安全運行。發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，電壓控制功能。為了確保發(fā)電機(jī)的正常運行，做好電壓控制工作具有必要性。應(yīng)保證系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，為發(fā)電機(jī)提供勵磁功率，并結(jié)合不同的負(fù)荷情況，有效調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，以實現(xiàn)對電壓給定水平的有效維持。第二，合理分配無功功率。需要對勵磁系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組的無功功率進(jìn)行合理分配，充分發(fā)揮調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，以實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組中功率因數(shù)、電流及無功功率參數(shù)的有效控制。第三，確保電力設(shè)備的安全運行和提高電力穩(wěn)定性。在電力設(shè)備運行過程中，要提升系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性和靜脈穩(wěn)定性。一旦發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障情況，需要及時將故障切斷，有效維護(hù)電力系統(tǒng)中的電壓，以便加速電壓的快速恢復(fù)，確保電力設(shè)備運行的安全性和穩(wěn)定性。

3火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見故障及處理措施

火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)在工作中出現(xiàn)的故障問題主要有以下三種：發(fā)電機(jī)勵磁電壓無法建立、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場消失、汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點接地。

3.1發(fā)電機(jī)勵磁電壓無法建立

勵磁系統(tǒng)工作時，首先要建立起勵磁電壓，隨后產(chǎn)生勵磁電流。勵磁電壓需要借助剩余磁化強度來起勵。如果剩磁過小或者消失，勵磁系統(tǒng)就無法開始工作。

這種故障通常出現(xiàn)在新發(fā)動機(jī)身上。因為新發(fā)動機(jī)尚未運行過，剩余磁化強度偏低，不足以激勵起勵磁電壓。此外，很多不合規(guī)范的操作也會導(dǎo)致剩余磁化強度的消失。通常是由于接線錯誤導(dǎo)致勵磁接線組的正負(fù)極反接，后續(xù)工作產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的磁場與剩磁方向相反，或是由于實驗和工作中操作不當(dāng)，往勵磁系統(tǒng)中通過了相反方向的電流，導(dǎo)致剩余磁化強度被抵消。

一旦出現(xiàn)此類故障，首先要調(diào)查起勵電源、功率柜等相關(guān)設(shè)備的工作情況。隨后對勵磁系統(tǒng)接線進(jìn)行排查，查看是否出現(xiàn)錯誤接線并改正。同時調(diào)查最近的實驗和工作記錄，查找與不當(dāng)操作相關(guān)的原因。在找出故障原因之后，應(yīng)當(dāng)對線路進(jìn)行恢復(fù)處理。

日常工作中，工作人員要加大重視，嚴(yán)格按照要求和規(guī)范操作，避免出現(xiàn)人工操作失誤導(dǎo)致的故障現(xiàn)象?？紤]到勵磁系統(tǒng)接線較為復(fù)雜，在檢修和使用過程中，要在各條線路上做好指示標(biāo)記，以免接線混亂。

3.2發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失去勵磁電流

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失去勵磁電流即是通常所說的“發(fā)電機(jī)失磁”現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)失磁會進(jìn)一步造成發(fā)電機(jī)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(jī)失磁也很容易引發(fā)電機(jī)振動，對發(fā)電機(jī)整體安全造成影響。

發(fā)電機(jī)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(jī)自身造成損害。一旦出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)迅速組織人員進(jìn)行故障排查，以免影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

此種故障的緊急處理方式為：在有限時間內(nèi)降低有功功率至規(guī)定值。如果發(fā)電廠內(nèi)的電壓受到影響，不能支持檢修進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)盡快啟用備用電源。隨后對發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面排查，尋找導(dǎo)致失磁的原因并修復(fù)，將發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)恢復(fù)同步。

3.3發(fā)電機(jī)勵磁回路轉(zhuǎn)子兩點接地

通常情況下，發(fā)電機(jī)勵磁回路如果發(fā)生一點接地故障，對發(fā)電機(jī)不會造成安全威脅。但如果繼續(xù)發(fā)生第二點接地，就會導(dǎo)致電流迅速增大。故障電流過大，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子自身的損壞，隨后還會導(dǎo)致勵磁回路中的電流也增加，導(dǎo)致勵磁系統(tǒng)整體受到嚴(yán)重?zé)齻？梢姡D(zhuǎn)子兩點接地故障的后果非常嚴(yán)重。

為了防止兩點接地的問題出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)都會安裝接地保護(hù)。在出現(xiàn)一點接地問題時，就會發(fā)出警報，但設(shè)備仍會運行。如果相繼發(fā)生兩點接地，保護(hù)系統(tǒng)會自動執(zhí)行措施，切斷電源，防止危害繼續(xù)擴(kuò)大。為保障機(jī)組正常運行，在出現(xiàn)一點接地的故障時，就應(yīng)當(dāng)采取措施，消除問題。

轉(zhuǎn)子接線處都有可能出現(xiàn)接地故障。一旦出現(xiàn)問題，就要迅速查找到接地點并恢復(fù)正常接線。日常工作中，為了避免此類問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)加大日常監(jiān)測和維護(hù)，并對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行評估，對易發(fā)生接地故障的位置進(jìn)行特殊處理。為了加快故障的處理速度，還可以安裝相關(guān)絕緣監(jiān)測裝置，自動對接地故障進(jìn)行處理。

無論是出現(xiàn)哪種故障，工作人員在檢修時都應(yīng)當(dāng)做好記錄，整理成系統(tǒng)的檔案，為日后的故障處理積累豐富的經(jīng)驗，提高發(fā)電廠整體發(fā)電效率。

結(jié)語：

火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)在實際運行過程中，勵磁系統(tǒng)故障現(xiàn)象較為常見，對發(fā)電機(jī)和電能的安全穩(wěn)定運行造成了較大影響。因此，需要有效解決火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障，做好勵磁系統(tǒng)接線檢測工作，確保絕緣監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置的合理性，降低勵磁系統(tǒng)故障發(fā)生概率，防止更大范圍電力故障現(xiàn)象的產(chǎn)生，確保發(fā)電企業(yè)的穩(wěn)定性，將故障引發(fā)的損失控制在一定范圍內(nèi)，確保電力企業(yè)各項工作的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛慶彬.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見故障分析[J].自動化應(yīng)用，2017（12）：128-130.

[2]王偉.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見故障分析[J].中國設(shè)備工程，2018（12）：42-43.

[3]姜旭，王春華，周毅博.優(yōu)化電網(wǎng)運行的發(fā)電機(jī)組勵磁調(diào)差系數(shù)研究[J].電氣應(yīng)用，2018，37（01）：14-19.

[4]李漢儒，李寶山，趙冬云.自并勵靜止勵磁系統(tǒng)在發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J].冶金動力，2014（12）：5-8.

[5]蔡軍.提高發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)可靠性的有效措施[J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（04）：216-217.