同步電機勵磁系統(tǒng)的故障及解決措施

王小強

涼山礦業(yè)股份有限公司 四川會理 615100

隨著科學(xué)技術(shù)研究的不斷深入，大功率半導(dǎo)體硅元件和單片機技術(shù)得到了快速的發(fā)展，同時也加快了勵磁系統(tǒng)的建設(shè)力度，提高了同步電機勵磁系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和質(zhì)量。一般而言，勵磁系統(tǒng)中會嵌入自動勵磁調(diào)節(jié)器，這個調(diào)節(jié)器與同步電機并聯(lián)機組的穩(wěn)定性之間存在直接聯(lián)系。由于我國工業(yè)市場正在向著現(xiàn)代化的方向進行過渡和轉(zhuǎn)型，這就使得絕大部分先進的機械設(shè)備和科學(xué)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到同步機組運行過程中。對于同步電機組而言，其運行狀態(tài)、過程以及日常生產(chǎn)工作都與勵磁系統(tǒng)存在直接聯(lián)系，同時，對于勵磁系統(tǒng)而言，其在運行過程中受到的影響因素較多，一旦勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么不僅會給系統(tǒng)的運行安全帶來不利影響，還會產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，相關(guān)企業(yè)要定期對同步電機勵磁系統(tǒng)進行故障排查，一旦產(chǎn)生故障問題要采取針對性措施進行解決，這樣才不會給企業(yè)的正常經(jīng)營發(fā)展造成阻礙[1]。

1 勵磁系統(tǒng)常見故障

1.1 勵磁系統(tǒng)接地

對于同步電機勵磁系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的故障而言，其最常見到的故障便是勵磁系統(tǒng)的接地工作，在正式運行同步電機勵磁系統(tǒng)之前，會對系統(tǒng)進行綜合檢查，而且勵磁系統(tǒng)接地工作現(xiàn)象也是比較容易檢查出來的。一般而言，勵磁系統(tǒng)運行過程中是不允許系統(tǒng)接地的，由于勵磁系統(tǒng)自身擁有較低的絕緣電阻值，一旦出現(xiàn)接地工作現(xiàn)象，整個勵磁系統(tǒng)中唯一不變的參數(shù)便是勵磁回路，此時，機組的發(fā)電機仍然會繼續(xù)運行，這就會產(chǎn)生勵磁系統(tǒng)運行過程中線圈燃燒的現(xiàn)象，或者因勵磁系統(tǒng)接地工作而產(chǎn)生系統(tǒng)不平衡，從而便會導(dǎo)致電機產(chǎn)生振動現(xiàn)象，這都會降低同步電機機組的整體運行效率和質(zhì)量。因此，工作人員要對勵磁系統(tǒng)接地故障進行排除，這樣才能為同步電機機組的正常運行提供保障。

1.2 勵磁系統(tǒng)的電壓不能被建立

對于新安裝的或維修過的發(fā)電機而言，其在啟動且轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速以后，如果工作人員繼續(xù)升高電壓，那么便會降低勵磁機組的整體電阻，從而就會產(chǎn)生勵磁電壓和發(fā)電機電壓無法升高的現(xiàn)象，一旦達不到額定的電壓，整個機組就無法正常的運行。對于勵磁系統(tǒng)的電壓無法正常建立這個故障而言，其產(chǎn)生的原因與勵磁系統(tǒng)磁極鐵芯存在直接聯(lián)系。對于勵磁系統(tǒng)磁極的鐵芯而言，如果其存在剩余的磁通量，那么電壓就無法升高到機組的額定運行電壓，這樣就會產(chǎn)生故障。此外，對新安裝和維修過的機組，如果沒有對其進行試行，那么其組內(nèi)只會含有非常小的磁性，甚至?xí)驗槠渌恍┯绊懸蛩囟a(chǎn)生磁性消失現(xiàn)象，同時，工作人員一般會采用將磁場正負極反接的方式對同步電機勵磁系統(tǒng)進行檢查，一旦反接，就會使得同步電機機組的磁性完全消失，這樣就無法完全建立起同步電機勵磁系統(tǒng)的啟動電壓，從而就會導(dǎo)致同步電機無法正常運行[2]。

1.3 勵磁系統(tǒng)的電刷很容易產(chǎn)生火花

就目前而言，絕大部分同步電機勵磁系統(tǒng)都會安裝一個電刷，安裝的方式為下刷式。同步電機勵磁系統(tǒng)在運行過程中，電刷溫度與工作時間存在正比關(guān)系，工作時間越長，電刷表面的溫度越高，一旦電刷表面溫度達到一定值，且勵磁系統(tǒng)依然運行，那么與電刷摩擦的表面便會產(chǎn)生強烈的火花，這些火花會受到同步電機機組的電力和磁場的影響，從而產(chǎn)生冒火現(xiàn)象，這就會使得電機機組的部分線路被燒毀，一定程度上不僅會損害機組設(shè)備，阻礙同步電機勵磁系統(tǒng)的正常運行，情況嚴(yán)重時還會威脅工作人員的生命安全。此外，在同步電機勵磁系統(tǒng)運行過程中，如果電樞繞組短路、匝間會線短路、電樞繞組和整流器接頭松動，這都會產(chǎn)生電刷高溫冒火的現(xiàn)象。

1.4 勵磁系統(tǒng)會逆勵磁

對于同步電機機組啟動過程而言，其必須經(jīng)過一段時間的緩沖才能到達最終的正常運行狀態(tài)。一般而言，行業(yè)內(nèi)將同步電機機組緩慢運行過程稱為緩沖狀態(tài)，當(dāng)發(fā)電機組到達正常運行狀態(tài)時，工作人員會對機組進行升壓，在此操作過程中，機組的電壓會持續(xù)升高，這就會產(chǎn)生勵磁電壓表和勵磁電流表指針出現(xiàn)反方向運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。此外，對于發(fā)電機的運行過程而言，雖然升壓過程會產(chǎn)生勵磁電壓表和電流表反方向轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，但是整個電動機機組的電壓數(shù)值都會維持正常的狀態(tài)，雖然逆勵磁現(xiàn)象在同步電機勵磁系統(tǒng)運行過程中發(fā)生的概率較小，但產(chǎn)生的危害影響是十分巨大的。因此，在同步電機機組啟動之前，技術(shù)人員要充分考慮到逆勵磁現(xiàn)象，結(jié)合現(xiàn)象產(chǎn)生的原因制定針對性的解決措施，這樣才能降低損失，提高同步電機勵磁系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和效率[3]。

2 勵磁系統(tǒng)相應(yīng)的一些解決措施

2.1 針對勵磁系統(tǒng)接地的改進措施

在啟動同步電機機組之前，首先要安排專業(yè)的人員對勵磁系統(tǒng)進行綜合檢查，主要檢查勵磁機的線路和磁性開關(guān)的絕緣性是否良好，這樣才不會產(chǎn)生接地現(xiàn)象。此外，對于發(fā)電機的正常運行狀況而言，其與同步電機勵磁系統(tǒng)的控制操作存在直接聯(lián)系。一般而言，在控制發(fā)電機運行和停止過程中，發(fā)電機組都會產(chǎn)生大量的水蒸氣，這就會使得大量雜物積聚在電機勵磁系統(tǒng)內(nèi)部，一旦雜物堆積過多，就有很大可能性會出現(xiàn)勵磁系統(tǒng)接地現(xiàn)象。因此，對發(fā)電機進行停止和運行操作切換過程而言，要確保機組內(nèi)處于干燥的狀態(tài)，如果產(chǎn)生水蒸氣，要安排專業(yè)的人員對系統(tǒng)內(nèi)部進行及時的清理，確保不會出現(xiàn)雜物長時間堆積在系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)象，這樣才能降低勵磁系統(tǒng)接地故障現(xiàn)象發(fā)生的可能性。

2.2 針對勵磁電壓不能被建立的改進措施

在啟動同步電機機組之前，首先要檢查勵磁系統(tǒng)的接線是否良好，如果存在接線不正確或接觸不良的現(xiàn)象，就要及時進行調(diào)整。此外，對勵磁系統(tǒng)電刷安裝的位置是否正確以及接觸是否良好進行檢查，如果以上指標(biāo)均檢查正常，那么工作人員就要對勵磁機電壓表的指示情況進行檢查。對于勵磁機的電壓表而言，其呈現(xiàn)反方向的指示表示同步電機勵磁系統(tǒng)的線圈極性反接，此時，工作人員要將線圈的正負極進行對換，對換完成以后，勵磁電壓表的指針沒有任何變化，這就說明同步電機機組內(nèi)部的磁性已經(jīng)完全消失。總而言之，對于勵磁電壓無法被正常建立這個故障而言，首先要對勵磁系統(tǒng)的接線狀況進行檢查，如果接線錯誤，要及時調(diào)整，同時還要將變動的線路做好明確的標(biāo)記，最后還要對電刷的狀況進行綜合檢查。

2.3 針對勵磁機電刷冒火的改進措施

對于勵磁機電刷冒火改進措施而言，首先要安排專業(yè)的技術(shù)人員對發(fā)電機組的轉(zhuǎn)動電流進行檢查。一般而言，發(fā)電機機組的轉(zhuǎn)動電流不得超過額定電流，檢查過程中，如果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動電流的數(shù)值大于額定電流數(shù)值，就要對同步電機機組進行降流處理，同時，在檢查過程中，也要重點檢查勵磁機組的滑動接觸部分是否符合實際的使用需求。此外，對于同步電機勵磁系統(tǒng)的運行過程而言，如果出現(xiàn)電壓力不夠或不均勻的現(xiàn)象，要及時對電刷的彈簧進行調(diào)整，將實際的電壓力大小和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進行對比，在此基礎(chǔ)上調(diào)整電刷的壓力。除此以外，對于電刷的安裝工作而言，首先要選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)且質(zhì)量合格的電刷，如果電刷質(zhì)量不合格，那么在電刷運行過程中就可能會提高火花現(xiàn)象發(fā)生的可能性，這不僅會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，還會阻礙同步電機機組的正常運行。電力企業(yè)還應(yīng)當(dāng)安排工作人員對同步電機勵磁系統(tǒng)整流器進行檢查，如果整流器表面存在較多雜物，要及時清理，確保整流器在運行過程中處于清潔的狀態(tài)，一旦整流器表面存在粉塵與灰塵堆積嚴(yán)重的現(xiàn)象，這也會導(dǎo)致電刷冒火。

2.4 針對勵磁機會逆勵磁的改進措施

對于逆勵磁現(xiàn)象而言，其產(chǎn)生的主要原因是，當(dāng)發(fā)電機升壓且與勵磁機并列運行過程，勵磁機的磁性突然下降，此時，工作人員會利用電源來轉(zhuǎn)變系統(tǒng)的磁性方向，從而便會產(chǎn)生逆勵磁現(xiàn)象。首先，工作人員應(yīng)當(dāng)完全了解逆勵磁現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。其次，在同步電機機組運行之前對其進行綜合檢查。最后，對于檢查過程而言，如果發(fā)現(xiàn)磁性較弱，要及時對系統(tǒng)添加磁性，這樣才不會阻礙同步電機勵磁系統(tǒng)的正常運行。

3 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)濟社會的快速發(fā)展雖然為電力企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間，但也對其提出了更高的要求。對于勵磁系統(tǒng)而言，其是發(fā)電機機組最重要的組成部分之一，優(yōu)越的勵磁系統(tǒng)在一定程度上能夠提高同步機組的運行質(zhì)量和效率。因此，電力企業(yè)要定時安排工作人員對勵磁系統(tǒng)進行全方位的檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時采取針對性的措施進行解決，這樣才不會給同步電機組的正常運行帶來不利影響，從而為電力行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。