張正源

（茂名臻能熱電有限公司，廣東 茂名 525000）

1 勵(lì)磁系統(tǒng)的構(gòu)成、種類和作用

1.1 勵(lì)磁系統(tǒng)的構(gòu)成

勵(lì)磁系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成:勵(lì)磁變壓器、可控硅整流單元、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器起勵(lì)單元和滅磁單元。從功能上劃分勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、起勵(lì)單元和滅磁單元用于功率調(diào)節(jié)，是勵(lì)磁控制部分；勵(lì)磁變壓器、可控硅整流單元用于產(chǎn)生直流電流，建立勵(lì)磁磁場，為勵(lì)磁功率輸出部分。

1.2 勵(lì)磁系統(tǒng)的種類

勵(lì)磁系統(tǒng)的分類方法有多種，其中一種分類方法可分為:直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)、交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)、靜止勵(lì)磁系統(tǒng)和諧波勵(lì)磁系統(tǒng)。圖1是這種分類方法的示意圖。

交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)是利用交流勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流器整流后進(jìn)行勵(lì)磁的方式，整流器的形式有多種，如圖1所示。靜止勵(lì)磁系統(tǒng)是利用勵(lì)磁變壓器供電的方式；只利用發(fā)電機(jī)電壓源的為自并勵(lì)方式，既利用電壓源又利用電流源的稱作自復(fù)勵(lì)方式。直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)利用直流勵(lì)磁機(jī)供電，勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)自身的稱為自勵(lì)式，勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)以外的稱為他勵(lì)式。利用嵌在發(fā)電機(jī)定子內(nèi)的諧波繞組供電的稱為諧波勵(lì)磁系統(tǒng)。

圖1 勵(lì)磁系統(tǒng)分類示意圖

1.3 勵(lì)磁系統(tǒng)的作用

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)作用主要有以下幾個(gè)方面:（1）電壓控制，維持發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定。勵(lì)磁電流不變時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓隨無功負(fù)荷增大而下降，所以需要通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流將發(fā)電機(jī)端電壓維持到給定水平。（2）控制和調(diào)節(jié)并聯(lián)機(jī)組之間無功功率的分配。同步發(fā)電機(jī)的有功功率只受調(diào)速器控制，勵(lì)磁電流的變化也只影響無功功率。并聯(lián)運(yùn)行的各發(fā)電機(jī)，改變其中一臺(tái)的勵(lì)磁電流，不僅影響其自身的電壓和無功功率，也影響其他機(jī)組的無功功率，所以勵(lì)磁調(diào)節(jié)需要分配并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組之間的無功功率。（3）提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。靜態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受到小擾動(dòng)恢復(fù)到原來的狀態(tài)。暫態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受到大的擾動(dòng)，能夠恢復(fù)原來狀態(tài)或穩(wěn)定在新的運(yùn)行狀態(tài)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可以在發(fā)生擾動(dòng)時(shí)通過勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)，達(dá)到重新穩(wěn)定的效果。（4）改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件，主要有:①為失磁發(fā)電機(jī)提供無功功率，使其在得到無功補(bǔ)償后，可以恢復(fù)正常運(yùn)行；②通過強(qiáng)勵(lì)調(diào)節(jié)，增加短路電流，提高繼電保護(hù)動(dòng)作的靈敏度；③強(qiáng)勵(lì)還可改善異步電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的條件，補(bǔ)償自啟動(dòng)需要的大量無功功率，加速電網(wǎng)電壓的恢復(fù)速度。

2 提高火電勵(lì)磁系統(tǒng)可靠性的措施

2.1 改善勵(lì)磁系統(tǒng)的技術(shù)運(yùn)行條件

勵(lì)磁系統(tǒng)中勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是實(shí)現(xiàn)良好、快速勵(lì)磁控制的關(guān)鍵部分，所以改善勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行條件的方法之一是采用先進(jìn)可靠的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器類型有模擬型的電磁型、半導(dǎo)體型，還有微機(jī)型的單片微機(jī)型、PLC型、DSP型和PCC型等。模擬型功能單一，擴(kuò)展性差，勵(lì)磁保護(hù)和限制功能不夠完善，容易出現(xiàn)過勵(lì)或欠勵(lì)問題，應(yīng)進(jìn)行改造并采用微機(jī)型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。在微機(jī)型中單片微機(jī)型盡管價(jià)格方面有優(yōu)勢，但因其運(yùn)算速度慢、抗干擾性差，只是早期用的多，目前主要用于小型發(fā)電機(jī)組。PLC型和DSP型功能更完善，可靠性也有改進(jìn)，可考慮選用。PCC型是較理想的一種微機(jī)型，可靠性高、速度快、能實(shí)現(xiàn)完善的控制功能，是技術(shù)改造優(yōu)先選用的機(jī)型。

改善方法之二是為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器提供可靠的電源，應(yīng)采用兩路相互獨(dú)立的電源供電，其中一路可采用廠用直流系統(tǒng)。

改善方法之三是將風(fēng)冷功率整流器的風(fēng)機(jī)單電源改為雙電源，以提高供電可靠性。同時(shí)雙電源工作模式應(yīng)采用發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)切換投入模式。如果采用雙風(fēng)機(jī)方式，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)應(yīng)接至不同的電源。

改善方法之四是大型發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)采用兩個(gè)獨(dú)立的控制通道，兩通道分別使用各自的電壓互感器、電流互感器及穩(wěn)壓電源。兩個(gè)通道并列運(yùn)行或互為備用。

2.2 加強(qiáng)人員培訓(xùn)，提高技術(shù)素質(zhì)

勵(lì)磁專業(yè)是一門綜合性的應(yīng)用學(xué)科，融合了電機(jī)學(xué)、電磁學(xué)、電力電子學(xué)、自動(dòng)控制原理等多個(gè)專業(yè)的技術(shù)內(nèi)容。由于現(xiàn)有勵(lì)磁技術(shù)崗位人員多數(shù)沒有接受過完整的勵(lì)磁專業(yè)培訓(xùn)，而是來自其他相關(guān)專業(yè)；另外，專門介紹勵(lì)磁專業(yè)的書籍相對(duì)比較少，所以勵(lì)磁技術(shù)人員在沒有接受技術(shù)培訓(xùn)的前提下很難全面把握勵(lì)磁技術(shù)的基本原理。維修人員僅僅參照廠家說明書處理勵(lì)磁系統(tǒng)故障，由于缺乏足夠的理論基礎(chǔ)，很難將問題理解和分析透徹；還有不少進(jìn)口設(shè)備說明書的文字是英文，也對(duì)技術(shù)人員的把握增加了難度。很多電廠勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障后需要依靠外面的幫助。因此為了提高勵(lì)磁系統(tǒng)維修和運(yùn)行人員的技術(shù)素質(zhì)，應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)，開展崗位練兵，并鼓勵(lì)技術(shù)交流和學(xué)術(shù)研討，從根本上保障勵(lì)磁設(shè)備的安全運(yùn)行和維護(hù)檢修的質(zhì)量。

2.3 改進(jìn)勵(lì)磁參數(shù)的管理水平

自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)置，對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定影響極大，而且它也是電網(wǎng)穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)。由于設(shè)備廠家軟件程序更新升級(jí)較快，廠家技術(shù)人員在提供現(xiàn)場服務(wù)時(shí)，常會(huì)升級(jí)程序，因而存在重大安全隱患。因此應(yīng)加強(qiáng)勵(lì)磁參數(shù)的管理?？蓞⒄绽^電保護(hù)定值管理方法，由生產(chǎn)管理部門負(fù)責(zé)參數(shù)整定，維護(hù)人員負(fù)責(zé)參數(shù)輸入，運(yùn)行人員負(fù)責(zé)參數(shù)核對(duì)，程序升級(jí)后進(jìn)行完整的檢修試驗(yàn)，確定全部參數(shù)正確無誤后再投入運(yùn)行。

2.4 加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和管理

為了及時(shí)掌握勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，應(yīng)加強(qiáng)巡檢和做好維護(hù)保養(yǎng)工作，并對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障、缺陷和處理情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后根據(jù)分析結(jié)果采取必要的和適當(dāng)?shù)拇胧蕴岣邉?lì)磁系統(tǒng)的可靠性。

為預(yù)防勵(lì)磁系統(tǒng)故障，應(yīng)采取以下措施:（1）加強(qiáng)對(duì)有進(jìn)相運(yùn)行工況要求的發(fā)電機(jī)進(jìn)行專門進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)。（2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)通道發(fā)生故障必須及時(shí)修復(fù)及投入運(yùn)行，嚴(yán)禁長期在手動(dòng)調(diào)節(jié)模式下運(yùn)行。（3）在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)及試驗(yàn)過程中，應(yīng)有低速切斷勵(lì)磁的措施。

結(jié)語

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響日益凸顯。新技術(shù)、新工藝、新器件的使用使發(fā)動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)得到進(jìn)步和完善，然而再先進(jìn)的設(shè)施也需要人的把握，因此人員技術(shù)素質(zhì)、維護(hù)管理水平都要跟得上。

[1]高丹.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2012.

[2]劉淑花.同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)構(gòu)成及調(diào)節(jié)作用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012.

[3]熊尚峰，李大公，肖樂群，等.湖南電網(wǎng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)管理現(xiàn)狀分析 [J].湖南電力，2012.