王樹文　任洋　滕巍

摘 要：近年來，社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ钣秒娦枨?，我國加大了電力系統(tǒng)建設力度。而影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的因素相對較多，同步發(fā)電機靜止勵磁裝置作為電力系統(tǒng)內(nèi)部的重要設備，其一旦發(fā)生故障就將降低我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。鑒于此，本文首先對可控硅靜止勵磁裝置原理進行了簡要分析，并對同步發(fā)電機靜止勵磁裝置常見故障與處理措施展開了詳細地探討，希望對我國相關(guān)領域的全面發(fā)展起到促進作用。

關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機；靜止勵磁裝置；故障分析；處理

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A

一、可控硅靜止勵磁裝置原理

本文在對可控硅靜止勵磁裝置原理進行分析的過程中，以自并勵勵磁系統(tǒng)為例進行了分析。發(fā)電機在系統(tǒng)內(nèi)部是產(chǎn)生勵磁功率的主體，直流電流在被提供給轉(zhuǎn)子的過程中，需要對三相可控硅整流橋和整流變壓器進行應用，其中直流電流具有可調(diào)節(jié)性，在這種情況下，就可以促使自并勵勵磁得以實現(xiàn)。

單機運行是發(fā)電機組運行過程中的主要狀態(tài)時，電流的大小就可以被勵磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，此時恒定的電壓就會產(chǎn)生于發(fā)電機端。具體調(diào)節(jié)流程為：在增大發(fā)電機負荷時，會增強電樞反應，此時就會導致下降的現(xiàn)象產(chǎn)生于機端電壓中，在對電壓互感器進行應用的過程中，可以有效傳遞機端電壓，促使其向檢測放大單元流動，在比較這一電壓與給定電壓時，就可以獲取一個偏差信號，將這一信號進行放大處理，就會促使控制電壓信號產(chǎn)生，在對移相進行輸入的過程中就可以對單元進行觸發(fā)，脈沖相位將被移相觸發(fā)，在增大控制電壓信號時，將其向前移動，就可以減小控制角，增大可控硅橋輸出，此時隨之增大的還有勵磁電流，同時提升了發(fā)電機端電壓，最終促使自動負反饋調(diào)節(jié)在電壓中實現(xiàn)。如果減小發(fā)電機負荷，那么將產(chǎn)生同上述相反的調(diào)節(jié)過程。

并網(wǎng)運行是發(fā)電機的主要狀態(tài)，無功功率在發(fā)電機輸出過程中的大小可以被勵磁裝置進行有效地調(diào)節(jié)，在這一過程中電壓在系統(tǒng)中的穩(wěn)定性將有效提升。同時，要想促使安全運行的狀態(tài)產(chǎn)生于發(fā)電機組中，應將空載低頻保護、欠勵限制、空載過電壓和過勵限制設置在勵磁系統(tǒng)中。

二、同步發(fā)電機靜止勵磁裝置常見故障與處理措施

（一）整流變壓器高壓熔絲熔斷

故障表現(xiàn)：若熔絲熔斷現(xiàn)象產(chǎn)生于整流變壓器高壓側(cè)中時，將導致原邊缺相現(xiàn)象存在于變壓器中，由于一定的變化產(chǎn)生于變壓器副邊中，嚴重破壞了同步關(guān)系，此時調(diào)節(jié)器的功能將喪失，那么就會促使失控狀態(tài)成為可控硅的主要狀態(tài)，大幅度的下降現(xiàn)象開始在整流橋輸出中形成。

處理措施：一旦上述問題產(chǎn)生，發(fā)電機將無法機械正常運行，工作人員必須在設備斷電的基礎上，對熔絲進行更換。

（二）發(fā)電機并網(wǎng)運行時無功波動大

同步發(fā)電機處于并列運行狀態(tài)下，一定的變化就會產(chǎn)生于電力系統(tǒng)無功負荷中，那么無功負荷將在各機組間被重新進行分配。如果調(diào)差系數(shù)在自動調(diào)節(jié)勵磁裝置中得到調(diào)整，那么合理地分配將產(chǎn)生于無功負荷中，此時合理的分布也是無功潮流的主要狀態(tài)，最小的損耗將在電網(wǎng)中形成。

從勵磁系統(tǒng)工作原理的角度出發(fā)，要想實現(xiàn)有效的機組運行，必須滿足以下條件：第一，正調(diào)差系數(shù)在發(fā)電機機端并列運行中應保持一致，為無功負荷的合理分配奠定良好的基礎；第二，發(fā)電機在負調(diào)差系數(shù)狀態(tài)下可以并列運行于高壓母線上，此時必須對變壓器進行應用，但是其不可以并列運行于機端。

故障表現(xiàn)：并網(wǎng)現(xiàn)象在發(fā)電機中形成以后，一定無功負荷會產(chǎn)生于發(fā)電機中，在不斷波動的系統(tǒng)電壓下，非常靈敏的無功調(diào)節(jié)會產(chǎn)生于機組中，此時頻繁的擺動會在功率因素表、無功功率表和勵磁電壓表中形成，同其他并列機組相比，其擁有更大的變化幅度，那么就充分說明不合理的整定存在于勵磁裝置的調(diào)差率中。

處理措施：在發(fā)生上述問題時，應首先對發(fā)電機進行檢查，對正負調(diào)差進行確定，即促使0檔為調(diào)差波段開關(guān)的位置，促使發(fā)電機并網(wǎng)，并保證無功負荷存在于發(fā)電機中，在少帶有功的基礎上，將1檔或2檔設置為波段開關(guān)位置，如果下降的無功負荷現(xiàn)象產(chǎn)生于發(fā)電機中，那么說明其處于正調(diào)差，反之則為負調(diào)差。如果機組在機壓母線上并聯(lián)，應對正調(diào)差進行應用，否則將導致頻繁的變化產(chǎn)生于無功中，且幅度也相對較大，嚴重威脅機組安全運行。如果經(jīng)過檢驗，確定其為負調(diào)差，必須馬上進行停機處理，并對調(diào)差電流互感器極性進行更改；如果經(jīng)過檢驗，確定其為正調(diào)差，那么在相同的情況下，應促使調(diào)差系數(shù)在電機中增大，從而合理地分配運行機組的無功。

（三）單相可控硅擊穿

故障表現(xiàn)：如果某相可控硅擊穿，在對負反饋控制原理進行應用的過程中，應保證勵磁電流不發(fā)生改變，促使恒定的現(xiàn)象產(chǎn)生于無功和電壓中。在這一過程中，控硅全開通可以在故障相中實現(xiàn)，此時如果108°為控制角的度數(shù)，會產(chǎn)生最小的故障整流橋輸出，同時維持較高的勵磁電壓。此時控硅一直導通會在故障相中產(chǎn)生，若將控制較設置為108°，勵磁電流將不再受調(diào)節(jié)器控制，其值將遠遠高于額定勵磁電流，而不對稱的現(xiàn)象將產(chǎn)生于整流橋交流側(cè)三相電流中，同時直流分量較大，此時劇增的現(xiàn)象會在勵磁變壓器激磁電流中形成，在飽和的鐵芯背景下，將對高壓繞組絕緣造成威脅，甚至導致設備被燒毀。發(fā)電機強勵是在三相半控橋一相可控硅擊穿的基礎上產(chǎn)生的，此時將導致異常增大的無功電流、機端電壓和勵磁電流產(chǎn)生于發(fā)電機中。如果迅速熔斷現(xiàn)象產(chǎn)生于快速熔斷器中，將導致可控硅退出工作，勵磁電流會再次受調(diào)節(jié)器控制，由于自動調(diào)節(jié)是調(diào)節(jié)器的主要功能，此時將降低控制信號，那么就會促使開放角在兩相可控硅中自動增大，那么發(fā)電機勵磁電流不變或者產(chǎn)生一定程度的下降以后，此時將導致不平衡的現(xiàn)象產(chǎn)生于整流變壓器付邊三相中，其中一相過載，那么無功負載將在發(fā)電機中降低。

處理措施：提升可控硅器件質(zhì)量并將其正確應用于整流橋中至關(guān)重要，同時在對過電壓進行限制的過程中，應對阻容吸收裝置進行裝設。將快速熔斷器應用于硅二極管和可控硅元件中，可以發(fā)揮短路保護的作用，在這種情況下，快速熔斷器在擊穿時將迅速熔斷，確保故障元件退出工作，同時在對熔斷器進行裝設的過程中，可以對回路進行有效監(jiān)視。選擇整流橋、勵磁變壓器時，應保證裕度充足，這樣一來，設備就不會在不對稱運行狀態(tài)下被燒毀。

結(jié)語

綜上所述，同步發(fā)電機靜止勵磁裝置在運行的過程中，很容易發(fā)生整流變壓器高壓熔絲熔斷、發(fā)電機并網(wǎng)運行時無功波動大和單相可控硅擊穿等故障，嚴重影響電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，因此，相關(guān)工作人員必須有針對性的采取有效措施，加大對這一裝置故障的處理力度，最終為提升電能輸送可靠性奠定良好的基礎。

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