摘 要：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中具有重要的作用，他可以極大提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。針對(duì)電廠中發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，本文分析了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中常見(jiàn)的故障原因，并闡述了如何有效的預(yù)防勵(lì)磁系統(tǒng)故障的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁系統(tǒng)；故障；預(yù)防

一、引言

隨著電力系統(tǒng)互聯(lián)特別是全國(guó)電力系統(tǒng)全面聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算分析提出了更高的要求。新的電力系統(tǒng)安全提出了用詳細(xì)模型取代恒定模型進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算的要求，需要計(jì)算涉及勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。雖然，目前電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析軟件都分析出不同的勵(lì)磁系統(tǒng)故障原因，但是實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)由于缺少可信的參數(shù)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中常出現(xiàn)不明故障，因此分析解決故障原因是一個(gè)重要的問(wèn)題。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中具有重要作用，他可以充分提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。針對(duì)火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)，本文科學(xué)分析了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中常見(jiàn)的故障原因，簡(jiǎn)要闡述了如何有效地預(yù)防勵(lì)磁系統(tǒng)事故的發(fā)生。

勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)重要的組成部分，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)起著重要作用。良好的勵(lì)磁系統(tǒng)不僅可以保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性并提供高品質(zhì)的電能，而且可以有效地提高發(fā)電機(jī)及其并網(wǎng)后的電力系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

二、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介：同步發(fā)電機(jī)為了實(shí)現(xiàn)能量間的轉(zhuǎn)換，需要建立一個(gè)直流磁場(chǎng)，而要產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的直流電流就稱為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。根據(jù)勵(lì)磁電流的供給方式可分為兩種勵(lì)磁形式的發(fā)電機(jī)。凡是從其它電源獲得勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)，稱為他勵(lì)發(fā)電機(jī)，從發(fā)電機(jī)本身獲得勵(lì)磁電源的，則稱為自并勵(lì)發(fā)電機(jī)。

（一）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障及原因分析

1、勵(lì)磁系統(tǒng)小電流試驗(yàn)時(shí)輸出電壓異常波動(dòng)原因分析

事故現(xiàn)象：斷開(kāi)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與副勵(lì)磁機(jī)的連接，采用中頻發(fā)電機(jī)升壓作為勵(lì)磁系統(tǒng)的輸入電源，使勵(lì)磁調(diào)節(jié)器主回路流變?yōu)檫^(guò)小電流。當(dāng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出電流為0.5A時(shí)，直流輸出電壓波動(dòng)較大，調(diào)壓器出現(xiàn)電磁噪聲。故障分析：負(fù)載電流小于部分晶閘管的維持電流，使得部分晶閘管不能有效導(dǎo)通。晶閘管不能有效導(dǎo)通引起勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出電壓波動(dòng)較大，造成相輸入電流不平衡，使得調(diào)壓器發(fā)出的聲音非常特別。

2、采樣系統(tǒng)故障導(dǎo)致發(fā)電機(jī)誤勵(lì)磁故障發(fā)生分析

事故現(xiàn)象：某電廠為200MW機(jī)組，在大修期間更換微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，所有試驗(yàn)均正常合格，之后連續(xù)運(yùn)行半個(gè)多月，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中突然出現(xiàn)無(wú)功功率急劇變化，由80Mvar上升至210 Mvar，發(fā)電機(jī)一變壓器組過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作跳閘，事故過(guò)程中勵(lì)磁系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)出任何信號(hào)。事故分析：從事故現(xiàn)場(chǎng)分析，勵(lì)磁系統(tǒng)突然輸出強(qiáng)勵(lì)電流導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無(wú)功功率突然上升，由于事故過(guò)程中勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有發(fā)出任何異常信號(hào)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置內(nèi)部也沒(méi)有任何錄波，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置突然輸出強(qiáng)勵(lì)電流原因通常有：

（1）外部有持續(xù)增強(qiáng)勵(lì)磁信號(hào)，可能是工作人員誤調(diào)所致，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有操作；也可能是增磁節(jié)點(diǎn)粘連，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有抗節(jié)點(diǎn)粘連功能，事故后檢查該功能動(dòng)作正常，增磁節(jié)點(diǎn)也沒(méi)有粘連痕跡。

（2）同步信號(hào)或觸發(fā)脈沖出現(xiàn)錯(cuò)誤，使得原來(lái)正常的觸發(fā)角度突然偏移至強(qiáng)勵(lì)位置，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置具有同步檢測(cè)及觸發(fā)脈沖檢測(cè)功能，且事故發(fā)生過(guò)程中勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有發(fā)出任何異常信號(hào)。

從上述的分析中我們了解到這種故障問(wèn)題的出現(xiàn)，會(huì)有兩種通常出現(xiàn)的可能性，我們要具體情況具體分析判斷，通過(guò)故障做出合理明確的決斷，以此來(lái)解決其問(wèn)題出現(xiàn)的原因。

3、同步信號(hào)斷線引起發(fā)電機(jī)失磁故障分析

故障現(xiàn)象：某電廠200MW機(jī)組，運(yùn)行過(guò)程中A套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和B套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器同時(shí)發(fā)出故障信號(hào)，勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)分開(kāi)主勵(lì)磁開(kāi)關(guān)，合上備勵(lì)開(kāi)關(guān)，但是備勵(lì)開(kāi)關(guān)合上以后，突然備用開(kāi)關(guān)又跳開(kāi)，發(fā)電機(jī)一變壓器組失磁保護(hù)動(dòng)作，發(fā)電機(jī)跳閘解列。

事故分析：事故發(fā)生后，檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障記錄，A套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和B套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器記錄發(fā)生同步信號(hào)檢測(cè)故障，勵(lì)磁系統(tǒng)有主、備勵(lì)自動(dòng)切換裝置，當(dāng)A套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和B套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器同時(shí)故障后，自動(dòng)發(fā)出主勵(lì)磁開(kāi)關(guān)跳閘命令和備勵(lì)磁開(kāi)關(guān)合閘命令。本次故障后，自動(dòng)發(fā)出主勵(lì)磁開(kāi)關(guān)跳閘命令和備勵(lì)磁開(kāi)關(guān)合閘命令但都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁故障。

4、發(fā)電機(jī)低勵(lì)失磁故障分析

發(fā)電機(jī)在失磁（或低勵(lì)）過(guò)程中，在一定條件下，將破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，威脅發(fā)電機(jī)本身的安全運(yùn)行。當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁后，由于該發(fā)電機(jī)有功功率的擺動(dòng)，以及電力系統(tǒng)電壓下降，可能導(dǎo)致相鄰正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間或電力系統(tǒng)的各部分之間失步，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。此電流在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生的損耗，如果超出允許值，將使轉(zhuǎn)子過(guò)熱。流過(guò)轉(zhuǎn)子表層的差頻電流，還可能在轉(zhuǎn)子本體、槽楔、護(hù)環(huán)的接觸面上，發(fā)生嚴(yán)重的局部過(guò)熱甚至灼傷。發(fā)電機(jī)低勵(lì)或失磁前所帶的有功功率愈大，進(jìn)入異步運(yùn)行之后，從電力系統(tǒng)中吸收的無(wú)功功率就愈大。因此，發(fā)電機(jī)在大負(fù)荷下失磁后由于過(guò)電流，將使發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱。發(fā)電機(jī)的額定容量愈大，在低勵(lì)或失磁時(shí)，引起電力系統(tǒng)無(wú)功功率缺額愈大。電力系統(tǒng)的容量愈小，補(bǔ)償這一缺額的能力愈差。因此，發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘恐扔?，?duì)電力系統(tǒng)的影響就愈不利。

（二）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障預(yù)防方法

1、對(duì)有進(jìn)相運(yùn)行或長(zhǎng)期高功率因數(shù)運(yùn)行要求的發(fā)電機(jī)應(yīng)進(jìn)行專門的進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)。按電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求、發(fā)電機(jī)定子端部鐵芯和結(jié)構(gòu)件發(fā)熱情況及廠用電壓的要求來(lái)確定進(jìn)相運(yùn)行深度。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)采用自動(dòng)控制方式，低勵(lì)限制器必須可靠投入，并根據(jù)進(jìn)相試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行整定，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)定期校核。

2、勵(lì)磁系統(tǒng)要配有完備的限制及保護(hù)功能，對(duì)發(fā)電機(jī)各種極限運(yùn)行工況及時(shí)準(zhǔn)確作出反應(yīng)，確保發(fā)電機(jī)機(jī)組安全運(yùn)行。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的過(guò)勵(lì)限制和過(guò)勵(lì)保護(hù)的定值應(yīng)在制造廠給定的允許范圍值內(nèi)，并進(jìn)行定期校驗(yàn)。

3、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的自動(dòng)通道發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)檢修至好用并投入運(yùn)行。嚴(yán)禁發(fā)電機(jī)在手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)（含按發(fā)電機(jī)或交流勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)電流的閉環(huán)調(diào)節(jié)）下長(zhǎng)期運(yùn)行。在手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)運(yùn)行期間，在調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷時(shí)，必須先適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無(wú)功負(fù)荷，以防止發(fā)電機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定性。

4、在電源電壓偏差為-15%～+10%、頻率偏差為-6%～+4%時(shí)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)及其繼電器、開(kāi)關(guān)等操作系統(tǒng)均能正常工作。

5、在機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和其他試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)有機(jī)組低轉(zhuǎn)速時(shí)切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的措施。

三、總結(jié)

以上針對(duì)某電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了幾種發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中常見(jiàn)的故障及其原因，闡述了預(yù)防勵(lì)磁系統(tǒng)故障的發(fā)生方法和要求。為以后的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了預(yù)防事故和處理事故的理論分析和處理經(jīng)驗(yàn)。在發(fā)電機(jī)運(yùn)行階段必須檢查發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)是否符合有關(guān)勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及強(qiáng)勵(lì)作用對(duì)電壓的調(diào)節(jié)影響。

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作者簡(jiǎn)介：韓賀軍，男，吉林長(zhǎng)春人，大唐長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司助理工程師，從事電廠集控機(jī)組運(yùn)行工作。endprint