關于發電機過電壓保護動作的分析與探討

【摘要】電能是現代社會主要的能源之一，水電站能夠提供大部分的電能，但是水電站發電機出現過電壓現象會危害水電站發電機的性能，降低水電站電能的生產效率，本文就水電站發電機過電壓保護功能和勵磁系統進行分析，并針對其中的問題提出相關解決意見，希望能夠減少因為過電壓對發電機造成的影響。

【關鍵詞】發電機；過電壓保護；解決意見

引言

電能對人們的正常生活具有重要作用，發電機能夠給人們提供其需求的電能，但是發電機自身也存在安全問題，運用安全性與穩定性不達標的發電機進行發電工作時，出現過電壓現象，會導致轉子繞組損壞等問題，影響發電機的正常工作，對過電壓保護等保護裝置進行深入了解，做好過電壓保護工作，對推動發電機的安全運行具有重要作用。

1、過電壓形成原因

1 .1 發電機運行過程中，因為發電機定子繞組接地、整流裝置故障、轉子滑壞直接短路等原因需要切斷勵磁電源。突然切斷勵磁電源的行為會使發電機轉子繞組儲存大量的能量，轉子繞組中的電磁能如果不能被及時清除，轉子繞組兩端就會因為這些能量就會形成過電壓，過電壓會對轉子繞組造成損壞，甚至擊穿轉子的絕緣層。正確清除發電機轉子繞組中殘留的電磁能，降低過電壓對發電機轉子繞組造成的危害，能夠保證發電機的安全運行。

1 .2 發電機的勵磁系統發生故障，勵磁電流與勵磁電流控制器手動控制模件產生的控制電流不具有對應關系，勵磁電流處于強勵輸出狀態，發電機中就會出現勵磁電流過大的現象，發電機轉子上電壓升高，出現過電壓現象，危害到發電機轉子繞組。

1 .3 線路出現過電壓現象，如果沒有進行及時處理，線路的過電壓會通過變壓器進入到發電機轉子繞組中，導致發電機中出現過電壓現象。線路中的過電壓應當及時進行處理，避免其危害到發電機，損壞發電機的轉子繞組，進而對發電機的正常工作造成影響。

2、發電機過電壓保護和勵磁系統

2 .1 發電機過電壓保護功能

發電機工作過程中出現過電壓不僅會導致發電機轉子繞組損壞，還會引起發電機無法正常工作的現象發生。過電壓保護功能能夠實時監測發電機機端電壓互感器二次測，如果測量電壓超過了整定值且達到了整定時間，發電機就會啟動過電壓保護動作，自動進行跳閘停機操作，從而對發電機轉子繞組絕緣進行保護。

2 .2 勵磁系統

勵磁系統是指能夠給同步發電機提供勵磁電流的電源和其附屬設備，勵磁系統由多個部分構成。勵磁功率單元就是其中之一，勵磁功率單元主要功能是給發電機轉子提供勵磁電流。勵磁電流是發電機發電的關鍵，有了勵磁電流的存在轉子才能進行轉動，進而切割磁感線產生電流。勵磁調節器是勵磁系統的另一個組成部分，勵磁調節器對勵磁功率單元進行調控，調整勵磁功率單元輸出的勵磁電流，勵磁系統對發電機的正常運行具有重要作用，控制著整個發電機工作過程。勵磁系統對發電機的調控工作能夠避免發電機工作中過電壓現象的出現，保證了發電機的正常運行。

3、發電機過電壓保護動作的分析

3 .1 保護裝置回路檢查工作

發電機過電壓保護測量電壓是采取發電機機端電壓互感器二次測的結果來判斷是否出現過電壓現象，并根據判斷結果進行反饋，采取相關操作來保護發電機的正常工作，因此要做好裝置回路檢查工作，對發電機端電壓互感器一次回路、二次回路進行檢查，根據檢查數據看一次回路、二次回路的功能是否正常，能否完成正常的電流回路，一旦出現異常需要及時進行維修，保證一次回路、二次回路的正常運行，能夠在出現過電壓的情況下及時進行跳閘停機操作，讓轉子繞組絕緣的安全得以保障。

3 .2 實際勵磁電流反饋回路檢查工作

發電機的轉子電流實際值會在檢流電阻上產生壓降，因此要做好電流值的監測工作，運用變送器對電流值進行監測，根據監測數據與轉子的實際電流值進行比對。如果監測數據與轉子的實際電流相差較大，監測數據不能準確的反應轉子電流的大小，就會導致手動控制模件出現錯誤判斷，勵磁電流反饋回路也就會因此發出錯誤的調節指令，發電機也就會出現過電壓現象，要做好發電機的過電壓保護工作，首先就要對變送器進行加壓實驗，保證其數據能夠準確的反映轉子的實際電流，讓發電機的過電壓保護功能能夠正常運行，在發電機運行過程中對發電機進行保護。

3 .3 勵磁電流控制器功能測試

勵磁電流控制器手動控制模件主要用于產生控制電壓，控制電壓與勵磁電流之間有一定的數值關系，通過給定幾組勵磁電流，對控制電壓進行測量，并且記錄控制電壓的數據，將記錄的控制電壓數據與給定的勵磁電流進行統計分析，看給定的勵磁電流與控制電壓是否滿足對應關系。如果控制電壓與給定的勵磁電流不能滿足其對應的關系，勵磁電流就可能處于強勵輸出狀態，強勵輸出狀態會引起發電機的勵磁電流過大的現象發生，進而會出現過電壓的現象。只有保證控制電壓滿足與勵磁電流之間的對應關系，才能使勵磁電流處于正常的工作狀態，過電壓保護功能也就能在發電機的工作過程中對發電機進行相關的保護工作。

3 .4 勵磁系統可控硅功能檢查工作

對發電機的可控硅功能進行檢查，查看可控硅功能是否正常，對可控硅陽極陰極之間正反電阻、門極陰極之間正反電阻、門極陽極正反電阻進行監測。確保可控硅陽極陰極之間正反電阻均為無窮大，可控硅門極陰極之間正向電阻值較小，反向電阻值較大，陽極門極之間正向反向電阻差距不大且符合正常的數據要求，功能不達標的可控硅不能保證過電壓保護工作的正常運行，保證可控硅功能正常，是發電機能夠安全運行的基礎。

4、結束語

隨著社會的不斷進步，人們的正常生活對電能的需求也是越來越大，水電站的地位也是不斷上升，保證水電站發電機的安全有效運行，能夠為人們提供足夠的電能，滿足人民群眾對電能的需求，處理好發電機使用中出現的過電壓現象，使用發電機前做好一定的安全檢查工作，能夠保證發電機的正常運行，提高發電機的使用質量，推動水電站的發展。

參考文獻：

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