淺析發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)運行管理分析

(廣西壯族自治區(qū)青獅潭水力發(fā)電廠，廣西 桂林 541200)

0 引言

作為主要的電力生產(chǎn)機構，發(fā)電廠在社會發(fā)展中的重要性不言而喻，發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)的存在，可以實現(xiàn)電壓控制和無功分配，在保證電力生產(chǎn)及傳輸穩(wěn)定性的同時，也能夠保障電力設備的運行安全。勵磁系統(tǒng)具備運轉可靠、反應迅速、調整過程穩(wěn)定等特點，對發(fā)電廠整體運行效果具有直接影響，必須得到足夠的重視。

1 發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)組成

發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)的基本原理是基于電磁感應定律以及電磁力定律，在對勵磁系統(tǒng)進行構建的過程中，要求技術人員選擇恰當?shù)膶щ娂皩Т挪牧希瑯嬛梢韵嗷ミM行電磁感應的電路和磁路，產(chǎn)生電磁功率，從而實現(xiàn)能量轉換的目的。一般來講，發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)應該包括調節(jié)通道、模擬量總線板、開關量總線板、人機界面以及接口電路等，如果依照設備功能，大致可以分為兩部分：一是勵磁功率單元，包含了整流裝置和交流電源，能夠為發(fā)電機勵磁繞組提供相應的直流勵磁電流；二是勵磁調節(jié)器，可以對發(fā)電機的電壓以及運行工況變化進行監(jiān)測，依照相關標準和要求，自動對勵磁功率單元輸出的勵磁電流數(shù)值進行調節(jié)，確保其能夠滿足勵磁系統(tǒng)的實際運行需求。勵磁調節(jié)器具備了較為完善的故障檢測功能，可以實現(xiàn)對于電源系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的全方位檢測，借助自檢與互檢的相互配合，保證事故檢測與通道切換的順利進行，有助于提高勵磁系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2 發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)運行存在的問題及原因分析

性能優(yōu)秀的勵磁系統(tǒng)在正常運行的情況下，可以依照負荷電流及電壓的實時變化情況，就勵磁電流進行調整，確保其能夠具備充足輸出功率。而當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會引發(fā)較為明顯的電壓下降，勵磁系統(tǒng)在檢測到異常數(shù)據(jù)時，會將發(fā)電機勵磁電流提高到最大值，保證發(fā)電機的穩(wěn)定安全運行。不過，發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)在實際運行過程中，會受到很多因素的影響，存在不少問題，這些問題的存在會對勵磁系統(tǒng)功能的發(fā)揮產(chǎn)生阻礙。

2.1 無法起壓

在發(fā)電機正常運行時，如果勵磁系統(tǒng)剩磁缺乏，將無法完成勵磁電壓的構建，也會導致發(fā)電機啟動環(huán)節(jié)的起壓效果難以保障。對其原因進行分析，主要是因為剩磁不足，設備維護環(huán)節(jié)出現(xiàn)了接線事故，導致設備啟動時電流快速傳輸，剩磁無法滿足勵磁電壓構建的需求。

2.2 發(fā)電機失磁

電廠發(fā)電機運行環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)失磁問題，將會造成發(fā)電機失步，在轉子阻尼繞組、表面以及轉子繞組中產(chǎn)生相應的差頻電流，出現(xiàn)附加溫升的情況，嚴重時會引發(fā)轉子局部高溫，影響發(fā)電機的運行安全。導致發(fā)電機失磁的主要原因有幾點：①勵磁變故障跳閘。若勵磁變壓器存在絕緣缺陷，或者缺乏有效維護導致其在運行中出現(xiàn)絕緣惡化，隨之產(chǎn)生的放電現(xiàn)象會造成勵磁變保護動作跳閘，失磁保護動作則會引發(fā)機組跳閘。②勵磁滑環(huán)打火。若碳刷壓簧的壓力不均勻，會導致部分碳刷出現(xiàn)電流分布不均的情況，在電流過大的碳刷中引起發(fā)熱現(xiàn)象，碳化及滑環(huán)接觸面的污染會導致兩者間接觸電阻的增大，引發(fā)打火問題。③勵磁調節(jié)系統(tǒng)故障。發(fā)電機勵磁調節(jié)系統(tǒng)EGC板故障會引發(fā)發(fā)電機勵磁調節(jié)器轉子過電壓保護動作，繼而導致失磁保護動作跳閘。

2.3 轉子兩點接地

以火電廠中的汽輪發(fā)電機為例，特殊的作業(yè)環(huán)境會導致發(fā)電機在運行中容易出現(xiàn)積灰問題。如果積灰嚴重同時發(fā)電機轉子槽口的絕緣出現(xiàn)損壞，則會導致發(fā)電機出現(xiàn)一點或者兩個點接地故障，如果這個故障發(fā)生在轉子繞組和勵磁系統(tǒng)中，會對發(fā)電機正常運行產(chǎn)生阻礙。一方面會導致發(fā)電機無功功率下降；另一方面則會造成勵磁電流升高，儀表盤指示燈常亮，在得不到及時處理的情況下，就會對整個電網(wǎng)的運行安全產(chǎn)生威脅。

3 發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)運行問題的處理

3.1 做好電路調整

一是電壓調節(jié)。在機箱內(nèi)部，各單元之間的連接是在背板的基礎上實現(xiàn)的，這種連接方式可以在減少外部配線的同時，提升勵磁系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。借助主控機箱軟件，可以實現(xiàn)勵磁調節(jié)器功能以及限制功能，對照發(fā)電機端勵磁PT信號以及內(nèi)部電壓給定信號的差值，利用PID校正器完成電壓調節(jié)工作。在這個過程中，應結合CT定子電流，對無功分量進行檢測，依照設定好的調差系統(tǒng)完成無功補償；二是電流調節(jié)。硬件設施與電壓調節(jié)可以在電流調節(jié)通道或者以軟件模塊為載體的通道中實現(xiàn)高度共享，勵磁電流調節(jié)強調在內(nèi)部電流給定信號與勵磁電流測量值差值的基礎上，借助PID校正器完成調整。調壓調節(jié)通道需要將發(fā)電機端電壓作為控制量，確保其能夠長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，電流調節(jié)通道則強調基于勵磁電流控制量來保證電流的穩(wěn)定性；三是通道控制。勵磁調節(jié)器可以在無擾動的情況下切換到備用通道，對比兩通道控制電壓的差異，就跟蹤通道的給定值進行實時調節(jié)，以此來實現(xiàn)對于目標的全程跟蹤。在跟蹤過程中，需要做好動態(tài)跟蹤回路的合理設置，這樣才能確保故障切換時發(fā)電機的穩(wěn)定調節(jié)，通道控制器可以完成對于通道內(nèi)運行情況的實時監(jiān)控和觀察，推動內(nèi)外信號連接，保證控制指令的及時發(fā)送和執(zhí)行。

3.2 優(yōu)化參數(shù)管理

技術人員應做好自動勵磁調節(jié)器參數(shù)的合理設置，因為調節(jié)器參數(shù)設置不僅關系著勵磁系統(tǒng)作用的發(fā)揮，也會對發(fā)電機組以及電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生直接影響。在科學技術飛速發(fā)展背景下，設備生產(chǎn)上對于軟件程序的更新速度不斷加快，技術人員會在提供現(xiàn)場服務的同時進行程序升級，但是如果操作不當，很容易引發(fā)安全問題。對此，電力部門應進一步加強對于勵磁參數(shù)的管理，采取多元化管理的方式，參考繼電保護中的定值管理方法，由電力生產(chǎn)部門進行參數(shù)整定，維護人員及運行人員分別負責參數(shù)的輸入及核對，保證勵磁系統(tǒng)的正常運行。

3.3 重視設備維護

發(fā)電廠應高度重視勵磁系統(tǒng)的維護保養(yǎng)工作，就勵磁系統(tǒng)故障以及故障處理策略進行統(tǒng)計分析，依照分析結果采取有效的處理和應對措施，提升勵磁系統(tǒng)的可靠性。在運行維護環(huán)節(jié)，應做好發(fā)電機的專項進項運行試驗，并在機組啟動、停止以及試驗過程中，低速切斷勵磁，對勵磁調節(jié)器自動通道中存在的故障進行及時修復，確保其作用和性能可以充分發(fā)揮出來，避免設備和系統(tǒng)長期處于手動調節(jié)模式。

4 結語

在新的發(fā)展環(huán)境下，我國電網(wǎng)逐漸實現(xiàn)了全面覆蓋，勵磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要性也在不斷凸顯。有關部門應該重視起來，積極引入先進的工藝技術和電力設備，對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)進行完善，定期開展勵磁系統(tǒng)的檢修工作，對發(fā)現(xiàn)的問題進行及時處理，切實保證勵磁系統(tǒng)運行的高效性和安全性。另外，發(fā)電廠也應該建立起高素質專業(yè)化的人員隊伍，對勵磁系統(tǒng)進行操控管理，確保設備的正常穩(wěn)定運行，推動電力行業(yè)的健康發(fā)展。