發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障成因及對策

張國瑞

摘 要：勵磁系統(tǒng)為發(fā)電機(jī)中的主要部分，在電力系統(tǒng)正常運行以及事故產(chǎn)生過程中，勵磁系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，不僅能保證發(fā)電機(jī)更可靠，實現(xiàn)合理性能，也能提高發(fā)電機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所以，在文章中，基于相關(guān)案例的分析，對整個過程的系統(tǒng)故障進(jìn)行詳細(xì)解決，以提高系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；勵磁系統(tǒng)；故障；可靠性

中圖分類號：TM312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、案例分析

某電站位于遼河支流上，為壩后式電站，存在3臺機(jī)組。其中，總裝機(jī)容量為7030kW，每年設(shè)計的發(fā)電量為1600萬kWh。三號機(jī)組裝機(jī)容量為630kW，機(jī)端電壓為6.3kV。電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)的勵磁方式主要分為兩類：（1）直流發(fā)電機(jī)勵磁；（2）半導(dǎo)體靜止式勵磁。當(dāng)維護(hù)QF-6-2背壓式汽輪發(fā)電機(jī)期間，對勵磁系統(tǒng)的常見故障進(jìn)行了詳細(xì)分析，并總結(jié)一些經(jīng)驗獲取有效的處理方法。如圖1所示，為勵磁系統(tǒng)給的接線原理圖。該機(jī)組的勵磁裝置是一種簡單的模擬半控橋式靜止自并勵磁系統(tǒng)，是基于一臺接自段的勵磁變壓器，將其做為勵磁電源，并利用晶閘管整流裝置，將其發(fā)給發(fā)電機(jī)勵磁。當(dāng)機(jī)組啟動后，會基于增加的交流電源勵沖磁。但是，在實際運行中，也會產(chǎn)生一些故障，影響發(fā)電機(jī)的運行，所以，需要對其產(chǎn)生的故障進(jìn)行詳細(xì)分析。

二、發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障分析及提高可靠性的對策

（一）勵磁機(jī)的逆勵磁故障分析

一般情況下，發(fā)電機(jī)處于正常狀態(tài)。當(dāng)其中的交流電壓逐漸上升的時候，電壓表和電流表顯示的數(shù)值相反。并且，針對發(fā)電機(jī)在運行過程中的實際發(fā)展情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)勵磁電流表上的指針以及電壓表上的指標(biāo)也存在明顯的相反現(xiàn)象，在定子回路上的電流表、電壓表，發(fā)現(xiàn)他們的指針方向一致。根據(jù)實際情況，對逆勵磁情況的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)其具體上主要分為兩種。升壓時，會產(chǎn)生逆勵磁現(xiàn)象，因為新發(fā)電機(jī)還未運行，勵磁較弱。在試驗期間，對正負(fù)極接錯，抵消了剩余勵磁的方向。同時，在發(fā)電機(jī)運行的時候，由于勵磁電流小，會增加負(fù)荷，增加電樞電流。在這種執(zhí)行條件下可以發(fā)現(xiàn)，勵磁磁場整體比較弱，無論在期間使用的是手動方式還是自動方式對其調(diào)整，都不會使勵磁增加，但會對勵磁機(jī)的磁場抵消掉。

（二）發(fā)電機(jī)升不起電壓的故障分析

對于新電機(jī)實際轉(zhuǎn)速運行情況的分析，分析其產(chǎn)生的電壓升高現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象可以降低勵磁電。當(dāng)發(fā)電機(jī)無法升起電壓的時候，要分析勵磁回路中產(chǎn)生的斷線情況，并對電刷位置是否一致進(jìn)行檢查，研究接觸的是否良好。當(dāng)這些問題都未發(fā)現(xiàn)的時候，發(fā)現(xiàn)勵磁電壓表上的數(shù)值比較小，勵磁的正負(fù)極方向是相反的，因此，對勵磁繞組正負(fù)極進(jìn)行調(diào)整十分必要當(dāng)維修發(fā)電機(jī)的時候，還需要對其存在的錯誤接線情況進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，詳細(xì)研究勵磁繞組的正負(fù)極。完成維修工作中，對其再次運行，發(fā)現(xiàn)在勵磁機(jī)繞組中的電流通過的方向也是相反，并消除掉其存在的剩磁，也無法對電壓進(jìn)行建立?；趯νㄖ绷麟娫囼灥姆治觯瑢崿F(xiàn)自動勵磁裝置試驗工作中，不能斷開勵磁回路，保證不會消失剩余磁。因此，在對其充磁期間，可以引入外加電源。同時，要降低其產(chǎn)生相關(guān)故障，還要對發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，實現(xiàn)勵磁回路接線工作更準(zhǔn)確，還需要為接線工作提供標(biāo)識牌，這樣不僅不會在勵磁接線工作中導(dǎo)致一些錯誤的產(chǎn)生，盡管對直流電阻實施測量，也能斷開勵磁回路，實現(xiàn)測量和接通。電刷位置的安裝工作也要更規(guī)范，因為規(guī)范的對換向器接觸進(jìn)行維護(hù)，能降低電路的斷開現(xiàn)象。

（三）發(fā)電機(jī)失磁故障的分析

隨著發(fā)電機(jī)的不斷運行，勵磁電流和轉(zhuǎn)子磁場消失后，會在期間產(chǎn)生失磁現(xiàn)象。導(dǎo)致該現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因為轉(zhuǎn)子電流表上的數(shù)值為零。當(dāng)校正裝置和復(fù)勵電流逐漸增加情況下，其產(chǎn)生的定子電流也會增加，引發(fā)擺動現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁后，其存在的定子電流也會減少，當(dāng)產(chǎn)生一定數(shù)值后，會逐漸增大，也會超出一定數(shù)值。該現(xiàn)象下，需要在電網(wǎng)中吸取無功，維護(hù)發(fā)電機(jī)的正常運行，增加定子電流。如果轉(zhuǎn)子電壓的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)的，由于短路現(xiàn)象的影響，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失磁，降低電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)子開路的時候，也會出現(xiàn)失磁現(xiàn)象，提升電壓?；诠β时淼闹甘?，當(dāng)發(fā)電機(jī)處于失磁現(xiàn)象下，發(fā)電電網(wǎng)發(fā)出無功，發(fā)電機(jī)電流和電壓的數(shù)值也之間增加。這些現(xiàn)象的存在說明產(chǎn)生周期性擺動，尤其是在提升汽輪流速下，也會增加其頻率，從而無法促進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

對其產(chǎn)生的失磁問題進(jìn)行分析和解決，需要針對電網(wǎng)發(fā)電機(jī)容量的研究，當(dāng)其中的電壓不斷降低的時候，引發(fā)震蕩、電壓崩潰等現(xiàn)象。所以，要脫離失磁發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)，在運行過程中也不能對其檢查。針對電網(wǎng)中的比重情況，也可以為電網(wǎng)增加無功，這樣才能對電網(wǎng)電壓進(jìn)行控制。失磁發(fā)電機(jī)的時候，也不能馬上將其與同電玩解列，保證在充分條件下運行，異步運行時間在半個小時以下。對于水輪式和綁線式汽輪發(fā)電機(jī)，如果其存在勵磁缺現(xiàn)象，受自身結(jié)構(gòu)特點的影響，不能將其放在無磁條件下運行，需要及時與電網(wǎng)解列。當(dāng)整體式轉(zhuǎn)子的汽輪發(fā)電機(jī)勵磁失去的時候，不能將其與電網(wǎng)解列，需要基于相關(guān)措施，保證勵磁能夠盡快恢復(fù)。在具體執(zhí)行過程中，可以先檢查自動滅磁開關(guān)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)開關(guān)不存在跳閘現(xiàn)象的時候，要將其禁止。也要對自動勵磁裝置進(jìn)行調(diào)整。還要實現(xiàn)滅磁開關(guān)閉合，這樣在整體上才能達(dá)到恢復(fù)勵磁的作用。所以，對其進(jìn)行調(diào)整，需要對磁場內(nèi)的變阻器接頭接觸現(xiàn)象進(jìn)行研究，轉(zhuǎn)動磁場的變阻器手輪，對其詳細(xì)分析，以保證能在總體上恢復(fù)勵磁。

結(jié)語

基于文章中的分析和研究，通過實踐經(jīng)驗，分析勵磁系統(tǒng)在運行期間常常產(chǎn)生的故障，為其提出有效的解決方法，不僅能維護(hù)機(jī)組的安全、可靠運行，也能為其提供理論參考。

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