發電機勵磁實時監測系統研究與應用

遇亞輝（哈爾濱電機廠責任有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

發電機勵磁實時監測系統研究與應用

遇亞輝
（哈爾濱電機廠責任有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

摘要：近年來，隨著社會用電需求的不斷上升，現代電力系統中發電機單機容量越來越大，大型發電機已占據當今電力生產的主導地位。但由于大型發電機本身造價昂貴、結構復雜，一旦出現損壞不僅需花費大量時間去處理，而且影響到人民生活和生產。因此，做好這些發電機勵磁實時監測系統研究就顯得格外重要。本文從勵磁發電機實時監測系統的應用背景入手，介紹了發電機勵磁系統中的實時監測新方案，以供同行工作參考。

關鍵詞：發電機；勵磁系統；實時監測系統；參數識別

一、發電機勵磁實時監測系統重要性

在生活節奏不斷加速的新時期，人們對電力供應穩定性、安全性要求不斷提升，發電機勵磁實時監測系統作為保證電力供應穩定性、安全性的關鍵，對其進行研究和分析勢在必行。發電機勵磁實時監測系統在目前已經被廣泛的應用在各種不同容量的發電機組中，大大提高了運行人員對發電機組勵磁系統的掌握能力，對發電機運行穩定有著重要作用。同時，發電機勵磁實時監測系統在運行中能收集到不同數據，對電力系統計算模型、故障的預防提供理論依據，因此可以根據這一技術深入的研究可以對電力預防系統故障體系進行革新。

二、發電機勵磁實時監測系統研究

發電機勵磁實時監測系統能在發電機運行狀況下，特別是發電機發生故障的時候準確、真實的記錄發電機兩端的電壓、發電機勵磁電流?、轉子與定子之間的關系等，為事后故障的分析、處理及系統的改進提供必備數據。這樣不但可以避免設備的突然損壞，并避免設備停運所帶來的經濟損失，有充分的發揮了設備的各方面作用。因此，發電機勵磁實時監測系統可謂是保證發電機組安全、可靠運行的最佳手段。

1整體方案的實施

由于發電機勵磁實時監測系統在數據傳輸的時候與向量測量裝置大致相同，因此為了更好的方便這一端口的相互連接，使得發電機勵磁實時監測系統形成類似于向量測量裝置的新結構。具體的結構布局如圖1所示。

第一層主要是分布式發電機勵磁系統測量裝置，它在測量中采用了告訴采集機組相關數據，并且根據數據啟動數值對機組經常出現的一些擾動值進行詳細記錄。

第二層則是數據收集系統，它在數據手機中主要涉及到GESMU數據收集處理器和GESMU數據管理系統兩方面。其中數據收集器主要是在運行中對數據進行匯集和保存，并且通過太網傳輸給數據交換機，并進入專線光端機發送給發電機組，管理人員可以通過這一數據準確的分析出數據表達的內容。

第三層則是由數據管理主站的主機和GESMU高級分析器共同構成的，其中主站接收機在接收到GESMU數據之后，將數據及時的保存到WAMS數據庫之中，并將機組擾動記錄單獨保存下來，在經過高級分析之后將這些數據錄入到錄波文件當中，實現機組參數的識別、分析?？傊?，這一系統本身具備實時監測、實時記錄、實施檢查等功能，因此在正常運行中不但能夠及時的將發電機中各種故障加以處理，而且能滿足國家電力調度中心對《電力系統實時監測系統規范》的新要求，更能適應目前高精度信息采集工作的需要。

圖1 GESMU系統實現方案示意圖

2光變速器性能的應用

勵磁系統也就是我們常說的供給同步發電機勵磁電流的電源以及其他一些附屬設備，這一設備通常都是由兩個不同的部分組成的，其中以勵磁功率單元和勵磁調節器最為關鍵。而在勵磁調節器分析中，光變速器的應用較為普遍，它的具體應用可以從以下幾個方面入手分析。

2.1傳統變送器的應用

在過去的發電機勵磁系統信息實時監測工作中，常采用的檢測方法和檢測原理就是在勵磁系統的基礎上，根據勵磁系統本身工作原理設置電流變送器、電壓變送器將勵磁電流、電壓采集并傳送給PMU。但在經過一段時間的實踐分析之后，我們發現這種檢測系統由于這種勵磁數據采集方式在應用中存在眾多的缺陷，如機組安全防護特征不明顯、容易受變送器周圍環境變化而出現信息傳輸誤差等。因此，在信息采集和傳送的時候我們應高度重視勵磁電流和信號的傳送。基于這種要求，光變傳送器結果逐漸被人們重視，并成為發電機勵磁實時監測系統中常用設備。

2.2光變傳送器的具體應用

在光變傳送器的連接中，通常都是將它和發電機轉子的分流器相連接，且在一端設置一個能夠自我運算的放大器或計算器，另一端則設置一個電流變送器。通過放大器、運算器來對電機轉子上的電流負載能力進行放大和計算，并將運算得出的電流信號及時的調制并傳輸給電光轉換器。這個時候電光轉換器會根據電流量的大小和頻率的高低進行計算并自我實施增益調制。在這個時候，如果電流量過大，那么轉換器在運行中會產生高頻噪音，而電流越低噪音的聲頻也就越低。同時，這個時候的信號是以雙極信號為主的，它的輸出有著單極性特征，這就要求電光轉換器在工作中能及時的將各種哦個信號轉變成為光信號，從而達到科學接受的目的。

結語

落實WAMS的應用是完善發電機勵磁系統檢測方法的主要環節，也是優化檢測技能的關鍵，在工作中要科學開展光變傳送采集系統的安裝，徹底杜絕和隔離高壓側與低壓側電氣問題的產生，并及時的消除發電機在正常運行中所出現的一切線圈乃至內部設施的故障，這樣不僅可以有效保證發電機運行安全，而且能有效提升發電機勵磁系統檢測的實時性、安全性以及測量結果的準確性。

參考文獻

[1]侯運紅.基于虛擬儀器的發電機勵磁狀態監測與故障診斷系統研究[D].西安理工大學，2008.

[2]何龍.基于有限元模型的雙饋感應發電機繞組匝間短路故障特性分析[D].華北電力大學，2014.

中圖分類號：TM31

文獻標識碼：A