火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障探究

申仁杰

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響也越來(lái)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(lì)磁系統(tǒng)的故障問(wèn)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(lì)磁系統(tǒng)故障，并且保障發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)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(wèn)題。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng);故障;探究

一、基本結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械能或者其他能量與電能的相互轉(zhuǎn)換，同步發(fā)電機(jī)需要有一個(gè)直流磁場(chǎng)，直流電流為發(fā)電機(jī)提供所需要的直流磁場(chǎng)，提供直流電流的系統(tǒng)就是勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流;而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。而提供直流電的方式又分為直流發(fā)電機(jī)供電、交流發(fā)電機(jī)供電和無(wú)勵(lì)磁機(jī)三種。其中，無(wú)勵(lì)磁機(jī)是指在勵(lì)磁方式中不設(shè)置專門(mén)的勵(lì)磁機(jī)，而通過(guò)發(fā)電機(jī)本身獲取勵(lì)磁電源，經(jīng)過(guò)整流后再供給發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁，該方式被稱為自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。自勵(lì)式靜止勵(lì)磁又分自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)2種方式，自并勵(lì)方式通過(guò)接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流，經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，這種勵(lì)磁方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備少、投資省和維護(hù)工作量少。自復(fù)勵(lì)方式的勵(lì)磁電源由電壓源和電流源疊加而成。其中，并聯(lián)在機(jī)端的勵(lì)磁變壓器與串聯(lián)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的勵(lì)磁變流器（SL稱串聯(lián)變壓器）的二次繞組在交流側(cè)相串聯(lián)，然后經(jīng)可控硅整流后，供給勵(lì)磁繞組。這種勵(lì)磁方式的勵(lì)磁功率不僅取決于定子電流和電壓，而且取決于電壓和電流間的相角差。

二、火力發(fā)電廠勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障

（一）無(wú)法起壓

發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行中，如果勵(lì)磁系統(tǒng)缺乏剩磁，那么就不能構(gòu)建勵(lì)磁電壓，從而將會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)候，無(wú)法獲取較好的起壓效果。另外發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)不能起壓，勵(lì)磁系統(tǒng)缺乏剩磁，主要是由于剩磁過(guò)少，設(shè)備維修時(shí)線路對(duì)接出現(xiàn)錯(cuò)誤，使得設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)，快速傳輸電流，造成剩磁消失，從而使得發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)難以建立電壓。

（二）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地

發(fā)電廠勵(lì)磁回路接地故障常因機(jī)組內(nèi)部故障或勵(lì)磁系統(tǒng)缺相運(yùn)行造成，現(xiàn)象表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)測(cè)指示一級(jí)對(duì)地電壓降低或?yàn)榱?，另一極對(duì)地電壓升高或?yàn)檗D(zhuǎn)子電壓，轉(zhuǎn)子接地裝置報(bào)警。

（三）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)予失去勵(lì)磁電流

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失去勵(lì)磁電流即是通常所說(shuō)的“發(fā)電機(jī)失磁”現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)失磁會(huì)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(duì)勵(lì)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(dòng)，對(duì)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(shí)，轉(zhuǎn)子電壓異常升高。此外，伴隨發(fā)生的電流增大會(huì)引發(fā)局部過(guò)熱，對(duì)發(fā)電機(jī)自身造成損害。

三、火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障處理措施

（一）發(fā)電機(jī)無(wú)法起壓故障處理措施

（1）工作人員在檢修發(fā)電機(jī)時(shí)，要求勵(lì)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(shí)接線錯(cuò)誤，導(dǎo)致勵(lì)磁回路不正確。（2）工作人員通入直流電測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁回路，實(shí)驗(yàn)完成后再重新接通勵(lì)磁回路;如果不能斷開(kāi)勵(lì)磁回路，需注意直流電與勵(lì)磁正反方向的一致性。（3）建議先檢查火力發(fā)電機(jī)起勵(lì)情況是否正常，查看電源起勵(lì)情況與勵(lì)磁變運(yùn)行現(xiàn)象，檢查功率柜工作狀態(tài)，確保無(wú)誤后再進(jìn)行后續(xù)檢查工序。

（二）發(fā)電機(jī)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(guò)額定范圍。（2）檢查故障點(diǎn)。減載以后尋找勵(lì)磁系統(tǒng)具體故障部位，如果150min后依然無(wú)法恢復(fù)勵(lì)磁系統(tǒng)正常運(yùn)行，建議將發(fā)電機(jī)停機(jī)處理。（3）如果勵(lì)磁系統(tǒng)失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘，應(yīng)立即查明原因，消除故障后重新升壓并列。勵(lì)磁系統(tǒng)失磁時(shí)如果火力發(fā)電廠母線電壓低于95%的額定電壓，電動(dòng)機(jī)就會(huì)處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)，建議使用斷電法，啟動(dòng)備用供電方案。

（三）汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障處理措施

火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)或轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地事故時(shí)，發(fā)電機(jī)盤(pán)上會(huì)亮起相應(yīng)的提示字牌。此外，發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地時(shí)，勵(lì)磁電流明顯升高，發(fā)電機(jī)組無(wú)功功率大幅度降低且發(fā)電機(jī)劇烈振動(dòng)，轉(zhuǎn)子電壓或定子電壓降低現(xiàn)象也會(huì)出現(xiàn)。對(duì)于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)兩點(diǎn)接地故障，工作人員可以從以下兩方面入手進(jìn)行處理。（1）加強(qiáng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的日常檢查，按照固定時(shí)間維護(hù)發(fā)電機(jī)組設(shè)備，防止轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障出現(xiàn)。（2）在勵(lì)磁回路中放置絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備，針對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)接地現(xiàn)象進(jìn)行故障處理。維修人員在日常系統(tǒng)維護(hù)中可以通過(guò)勵(lì)磁回路絕緣電阻檢測(cè)，判斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)子當(dāng)前接地情況，確保發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行，提高火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

四、結(jié)語(yǔ)

火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，勵(lì)磁系統(tǒng)故障現(xiàn)象較為常見(jiàn)，對(duì)發(fā)電機(jī)和電能的安全穩(wěn)定運(yùn)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(lì)磁系統(tǒng)故障，做好勵(lì)磁系統(tǒng)接線檢測(cè)工作，確保絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置的合理性，降低勵(lì)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(xiàng)工作的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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