申仁杰
摘要:隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電能對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響也越來越大。發(fā)電作為電力生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)之一,關(guān)于火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的故障問題,也引起了設(shè)備維護(hù)人員及研究人員的重視。如何有效的處理火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障,并且保障發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行,成為當(dāng)前火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)維護(hù)中主要面臨的問題。
關(guān)鍵詞:火力發(fā)電廠;發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng);故障;探究
一、基本結(jié)構(gòu)
為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械能或者其他能量與電能的相互轉(zhuǎn)換,同步發(fā)電機(jī)需要有一個(gè)直流磁場,直流電流為發(fā)電機(jī)提供所需要的直流磁場,提供直流電流的系統(tǒng)就是勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。勵磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵磁電流;而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元的輸出。而提供直流電的方式又分為直流發(fā)電機(jī)供電、交流發(fā)電機(jī)供電和無勵磁機(jī)三種。其中,無勵磁機(jī)是指在勵磁方式中不設(shè)置專門的勵磁機(jī),而通過發(fā)電機(jī)本身獲取勵磁電源,經(jīng)過整流后再供給發(fā)電機(jī)本身勵磁,該方式被稱為自勵式靜止勵磁。自勵式靜止勵磁又分自并勵和自復(fù)勵2種方式,自并勵方式通過接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵磁電流,經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵磁,這種勵磁方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備少、投資省和維護(hù)工作量少。自復(fù)勵方式的勵磁電源由電壓源和電流源疊加而成。其中,并聯(lián)在機(jī)端的勵磁變壓器與串聯(lián)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的勵磁變流器(SL稱串聯(lián)變壓器)的二次繞組在交流側(cè)相串聯(lián),然后經(jīng)可控硅整流后,供給勵磁繞組。這種勵磁方式的勵磁功率不僅取決于定子電流和電壓,而且取決于電壓和電流間的相角差。
二、火力發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)常見故障
(一)無法起壓
發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行中,如果勵磁系統(tǒng)缺乏剩磁,那么就不能構(gòu)建勵磁電壓,從而將會直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在啟動運(yùn)行的時(shí)候,無法獲取較好的起壓效果。另外發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)不能起壓,勵磁系統(tǒng)缺乏剩磁,主要是由于剩磁過少,設(shè)備維修時(shí)線路對接出現(xiàn)錯誤,使得設(shè)備在啟動時(shí),快速傳輸電流,造成剩磁消失,從而使得發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)難以建立電壓。
(二)發(fā)電機(jī)勵磁回路接地
發(fā)電廠勵磁回路接地故障常因機(jī)組內(nèi)部故障或勵磁系統(tǒng)缺相運(yùn)行造成,現(xiàn)象表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子絕緣監(jiān)測指示一級對地電壓降低或?yàn)榱悖硪粯O對地電壓升高或?yàn)檗D(zhuǎn)子電壓,轉(zhuǎn)子接地裝置報(bào)警。
(三)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)予失去勵磁電流
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子失去勵磁電流即是通常所說的“發(fā)電機(jī)失磁”現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)失磁會進(jìn)一步造成發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)失去同步,轉(zhuǎn)子部分區(qū)域可能出現(xiàn)高溫,對勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重安全影響。除此之外,發(fā)電機(jī)失磁也很容易引發(fā)電機(jī)振動,對發(fā)電機(jī)整體安全造成影響。
發(fā)電機(jī)失磁主要表現(xiàn)為定子電流不穩(wěn)定,電壓降低;轉(zhuǎn)子電壓電流異常;斷路時(shí),轉(zhuǎn)子電壓異常升高。此外,伴隨發(fā)生的電流增大會引發(fā)局部過熱,對發(fā)電機(jī)自身造成損害。
三、火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障處理措施
(一)發(fā)電機(jī)無法起壓故障處理措施
(1)工作人員在檢修發(fā)電機(jī)時(shí),要求勵磁系統(tǒng)的回路接線正確,如果需要拆線,建議在線頭上安放指示牌,防止檢修安裝時(shí)接線錯誤,導(dǎo)致勵磁回路不正確。(2)工作人員通入直流電測量電阻時(shí),應(yīng)斷開勵磁系統(tǒng)勵磁回路,實(shí)驗(yàn)完成后再重新接通勵磁回路;如果不能斷開勵磁回路,需注意直流電與勵磁正反方向的一致性。(3)建議先檢查火力發(fā)電機(jī)起勵情況是否正常,查看電源起勵情況與勵磁變運(yùn)行現(xiàn)象,檢查功率柜工作狀態(tài),確保無誤后再進(jìn)行后續(xù)檢查工序。
(二)發(fā)電機(jī)失磁故障處理措施
(1)減載處理。將有功負(fù)荷在1.5min內(nèi)降到40%額定負(fù)荷以下,且定子電流不超過額定范圍。(2)檢查故障點(diǎn)。減載以后尋找勵磁系統(tǒng)具體故障部位,如果150min后依然無法恢復(fù)勵磁系統(tǒng)正常運(yùn)行,建議將發(fā)電機(jī)停機(jī)處理。(3)如果勵磁系統(tǒng)失磁保護(hù)動作跳閘,應(yīng)立即查明原因,消除故障后重新升壓并列。勵磁系統(tǒng)失磁時(shí)如果火力發(fā)電廠母線電壓低于95%的額定電壓,電動機(jī)就會處于過負(fù)荷狀態(tài),建議使用斷電法,啟動備用供電方案。
(三)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障處理措施
火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)或轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地事故時(shí),發(fā)電機(jī)盤上會亮起相應(yīng)的提示字牌。此外,發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地時(shí),勵磁電流明顯升高,發(fā)電機(jī)組無功功率大幅度降低且發(fā)電機(jī)劇烈振動,轉(zhuǎn)子電壓或定子電壓降低現(xiàn)象也會出現(xiàn)。對于發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)兩點(diǎn)接地故障,工作人員可以從以下兩方面入手進(jìn)行處理。(1)加強(qiáng)發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的日常檢查,按照固定時(shí)間維護(hù)發(fā)電機(jī)組設(shè)備,防止轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地故障出現(xiàn)。(2)在勵磁回路中放置絕緣監(jiān)測設(shè)備,針對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)接地現(xiàn)象進(jìn)行故障處理。維修人員在日常系統(tǒng)維護(hù)中可以通過勵磁回路絕緣電阻檢測,判斷發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)子當(dāng)前接地情況,確保發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行,提高火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。
四、結(jié)語
火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中,勵磁系統(tǒng)故障現(xiàn)象較為常見,對發(fā)電機(jī)和電能的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了較大影響。因此,需要有效解決火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障,做好勵磁系統(tǒng)接線檢測工作,確保絕緣監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置的合理性,降低勵磁系統(tǒng)故障發(fā)生概率,防止更大范圍電力故障現(xiàn)象的產(chǎn)生,確保發(fā)電企業(yè)的穩(wěn)定性,將故障引發(fā)的損失控制在一定范圍內(nèi),確保電力企業(yè)各項(xiàng)工作的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]薛慶彬.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見故障分析[J].自動化應(yīng)用,2017(12):128-130.
[2]蔣建旭.火力發(fā)電廠機(jī)組勵磁系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用與研究[D].華北電力大學(xué),2017.
[3]鄒皖.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見問題及解決方法探討[J].機(jī)電信息,2013(18):45-46.
[4]高丹.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的分析[J].自動化應(yīng)用,2012(07):20-21+36.