淺談同步發電機勵磁系統及常見故障分析

林燕峰

摘要：在發電系統運行的時候，勵磁系統發揮出了非常的重要的作用。同步發電機勵磁系統是目前我國電廠的主要應用設備，一旦該系統出現故障，直接影響到了電廠的整體運行效益安全。下文就同步發電機勵磁系統及常見的故障進行分析。

關鍵詞：同步發電機;勵磁系統;常見故障

引言：

在電廠發電運行的時候，同步發電機勵磁系統發揮出了一定的優勢，通過勵磁系統的合理調控，有效的提高了發電機運行的安全性與可靠性。

一、同步發電機勵磁系統概述

（一）組成部分

同步發電機勵磁系統主要與由功率單元和調節器組成，該系統主要是為同步發電機供給一定的電源，從而確保同步發電機的穩定運行。因此在研究勵磁系統的時候，通常將勵磁系統與同步發電機歸屬到一起。

在電廠同步發電機運行的時候，勵磁系統的功率單元，為發電機的轉子提供穩定可靠的電源。而勵磁功率單元的具體輸入電流大小和輸入的周期變化，則是由勵磁調節器進行控制。因此勵磁系統中的調節器模塊起到了核心的調控作用，調節器安全穩定的運行，則可以保障功率單元輸入信號和時間周期的穩定，從而有效的保障同步發電機轉子運行的可靠性[1]。

（二）主要特點

第一勵磁系統可以自動的調節發電機的電壓，因為在發電機組運行的時候，產生的電能存在一定的波動，為了保障發電機對外輸出電壓的穩定性，則需要同步發電機勵磁系統對變電器的電壓進行合理的調控。并且將具體的調節狀態實時的反饋到控制系統當中，確保勵磁系統可以進行智能自動化的處理。當同步發電機運行工況下降的時候，發電的電壓會出現一定的降低，這時就會產生無功電流。若是勵磁系統供給的電流沒有發生相應的變化，隨著無功電流的持續增加，產生的無功功率也會增加，從而造成了資源的浪費。 為了更好的開發電力資源，對外輸出穩定可靠的電力，勵磁系統需要實時的調整同步發電機轉子的勵磁電流，這樣就可以使得發電機的電壓處于一個穩定的區間內，提高發電機組的整體工作效率與安全。

第二是同步發電機勵磁系統與發電機組處于并聯的狀態下，且兩者并聯的母線容量是非常大的。發電機是否產生無功電流與勵磁電流存在著直接的關系，在無功電流、勵磁電流變化的時候，發電機的電動勢也產生了一定的變化，由此可見，當發電機與勵磁系統并聯時，兩者的多項工作指標都是關聯的。在兩者并聯的工作環境下，調節器調整勵磁電流就可以間接的影響到發電機的無功功率，這樣在同步發電機運行的時候，電壓調節工作就被很好的替代，提高了同步發電機組的整體工作效率[2]。

第三就是發電機組的無功負荷，每一組的發電機都有設計的額定工作容量，當發電機組并聯運行的時候，勵磁系統結合所有發電機組的額定容量。根據電廠運行的工作標準，結合發電機組的額定容量，進行無功負荷的科學分配，從而更好的提高同步發電機組的運行安全性與穩定性。

二、同步發電機勵磁系統的常見故障分析

（一）發電機出現滅磁失效故障

在同步發電機勵系統工作的時候，都是應用可控硅橋逆變器進行滅磁工作，在實際發電機運行的時候，一旦電網進入到解列的工作環境，此時勵磁系統需要將發電機組的磁場控制到最低。在調整磁場強弱的時候，可以充分的發揮出可控硅橋的工作價值，從而使得勵磁工作從整流階段轉變為逆變階段，從而逐漸的將轉子內部的能量消耗完。在實際檢測的過程中若是發現勵磁系統無法完成消磁工作，需要盡快的從以下幾個方面進行入手，排除滅磁失敗的具體原因。

當同步發電機組的交流電源出現故障時，調節器無法給發電機提供穩定持續的電壓，這時很容易出現相位錯位的情況，在逆變消磁的過程中出現了一系列的異常變化，進而導致了發電機滅磁失效的故障[3]。

在勵磁系統控制調節的過程中，由于可控硅橋的運行性能出現了一定的變化，沒有充分的發揮出自身的工作效能，從而出現了發電機組滅磁不徹底的問題。

在勵磁系統可控硅回路運行的時候，若是同步發電機勵磁系統無法給可控硅橋提供穩定的脈沖信號，則很可能導致可控硅橋運行短路或者是不運行。由于可控硅橋的運行無法達到發電機組的正常標準，因此在整流轉變逆變系統的時候，發動機轉子的能量無法進行徹底的消除，給下次開啟運行埋下了一定的安全隱患。

（二）勵磁計量儀器波動較大故障

在同步發電機勵磁系統運行的時候，勵磁計量表的指針有輕微的擺動屬于正常的工作情況，若是勵磁計量表的指針出現較大擺動時，則說明同步發電機的運行出現了一定的故障，需要相關的工作人員檢查排除安全隱患[5]。

在觀察勵磁計量表的時候，若是發現計量表的指針向滿刻度的方向進行大幅度的擺動，在一定的時間內計量表的指針又回到了穩定的工作環境下，這樣的情況反復無常的出現。工作人員發現適當的增加勵磁工作強度或者是減少勵磁工作強度，勵磁計量表的指針可以進行很好的調整，因此檢查的工作人員就可以判斷出，勵磁計量儀器波動較大的故障原因，是移相脈沖的波動而引發的一種不穩定工況。

在排除該故障的時候，可以對脈沖的工作電壓進行檢查，然后對同步勵磁系統的供給電源進行檢查。在檢查工作完成之后，需要對檢查的數據進行定量的分析研究，從而判斷出兩者的勵磁計量值是否處于標準要求。

當勵磁系統的整流波動較大時，勵磁計量表的指針擺動的非常明顯，為了檢查出勵磁系統整流波動較大的具體原因，可以利用專業的設備檢查勵磁可控硅的性能是否出現正常。其他的工作人員則可以利用示波器檢測，整流波中的脈沖信號是否存在安全隱患。在檢測脈沖信號的時候，可以觸發脈沖信號行車的機理，然后觀察脈沖變壓器的主副信號源是否處于正常的工作環境下，從而根據收集的脈沖信息，判斷出可控硅的發出脈沖信號的可靠性[6]。

在分析脈沖信號的時候，可以依據同步發電機的實際工作電壓進行相位數據的對比，觀察分析脈沖信號的數值是否處于正常的情況下。在對移相角度、幅值、頻率等參數進行了系統全面的分析之后，得出了一些的工作結論。

勵磁計量儀器在對可控硅脈沖信號檢測時發生指針波動較大的問題，主要是各個勵磁設備運行工作環境的變化。由于地面震動、設備線路的氧化、電子元件的安裝質量、痕接安全性等，都會間接的影響到勵磁系統的運行情況。為了避免此類問題的出現，在發現故障時需要第一時間的排除，并且還需要提高日常的防控工作質量。在同步發電機勵磁系統運行的期間，需要對相關的調節器和功率設備進行一定的維護與調試，對性能下降的設備需要技術的更新換代，確保同步發電機勵磁系統可以安全穩定的運行。

三、結束語

綜上所述，在同步發電機勵磁系統運行的時候，由于工作環境的復雜和自動化控制要求的環境特殊，在勵磁系統運行的時候，常出現一些運行故障，直接影響到同步發電機系統的安全與穩定，因此需要采取相應的預防控制方案，提高電廠的運行整體效率。

參考文獻：

[1]喬艷兵.火力發電廠發電機勵磁系統常見故障分析[J].通信電源技術，2019，3602：286-288.

[2]薛慶彬.火力發電廠發電機勵磁系統常見故障分析[J].自動化應用，2017，12：128-130.

[3]劉卓.淺析同步發電機機端勵磁系統故障分析及處理方法[J].城市建設理論研究（電子版），2017，35：3-4.

[4]王偉.火力發電廠發電機勵磁系統常見故障分析[J].中國設備工程，2018，12：42-43.

[5]杜偉.火力發電廠發電機勵磁系統常見故障分析[J].科技風，2018，32：173.

[6]周文龍.發電機勵磁系統常見故障分析與處理探究[J].現代制造技術與裝備，2016，09：129-130.