火電廠發電機勵磁系統常見故障分析及處理方法

[摘要]勵磁系統安全可靠性是確保發電機以及火力發電廠安全高效運行的關鍵。本文闡述了火電廠發電機勵磁系統的作用，分析了火電廠發電機勵磁系統常見故障，提出了火電廠發電機勵磁系統故障的處理方法。

[關鍵詞]發電機勵磁系統;作用;常見故障;處理方法

勵磁系統故障是火電廠發電機系統中比較容易出現的故障類型，并且會對火電廠的正常用電和發電機的安全穩定造成較大的威脅。隨著電力市場的快速發展和火電廠裝機容量的不斷擴大，對發電機勵磁系統的運行維護工作提出了更高更新的要求。因此，深入分析發電機勵磁系統常見故障及處理方法是需要研究的課題。

1、火電廠發電機勵磁系統的作用

火電廠發電機中的勵磁系統主要由勵磁功率單元和勵磁調節器兩部分組成，其在火電廠中主要的作用就是向發電機提供直流電流，而且在發電機中建立直流磁場。因此通過對勵磁系統的有效控制則可以保證發電機的正常運行，當發電機出現故障之后也可以通過對勵磁電流的調節來確保其安全運行。因此，火電廠中發電機勵磁系統的作用主要有以下幾個方面：首先就是電壓控制。發電機勵磁系統可以按照負荷情況的不同來對勵磁電流進行調節，保證和維持電壓的給定水平，實現對電壓的有效控制以及保證系統的正常運行。其次就是無功分配。通過發電機勵磁系統來合理分配發電機組中的無功功率，起到對發電機組中的功率因數、電流以及無功功率參數的有效控制和調節作用。最后就是保證電力設備的安全運行。發電機勵磁系統可以在發電系統短路時進行故障切斷來維持電力系統中的電壓，提高電壓恢復的速度，實現發電系統動態穩定性和靜態穩定性的提升。

2、火電廠發電機勵磁系統常見故障分析

2.1自并勵磁系統故障。此故障主要表現在發電勵磁互感器中存在電流突變的現象，而且還會使得勵磁互感器在較短的時間內達到飽和狀態，同時在延遲40ms之后會出現差動保護動作。在10ms之后勵磁開關會關閉并導致跳機的問題。而在上述故障發生時通常會在B相回路的位置出現，并電流互感器中會出現短路電流，在高壓繞組和電流互感器的影響下導致故障的出現。此外，在實際運行中會導致勵磁變電動力超出其系統穩定時的極限數值，這就會造成絕緣裝置開裂以及高壓繞組移位的問題。

2.2發電機轉子兩點接地的故障。發電機勵磁系統在長時間運行中發生積灰問題以及轉子槽口位置的絕緣損壞問題，就容易導致接地故障的出現。而通常其在出現一點接地時不會對正常運行造成影響，但是一旦出現兩點接地，就會對發電機的正常運行造成干擾。勵磁系統或者轉子繞組中回路的任何一處有兩點接地出現時，就會有發電機盤上相應提示光字牌亮，勵磁轉子電流劇烈升高，發電機無功功率減小、功率因數可能進相，發電機劇烈振動，轉子、定子電壓減小以及校正器電流增大等現象出現。不僅會影響電網的運行安全，而且還會對電力用戶的安全造成威脅。

2.3發電機升不起電壓的故障。勵磁系統勵磁電壓的建立需要依靠剩磁做誘導因子，當勵磁系統沒有剩磁時，勵磁系統就無法建立起勵磁電壓。沒有運行過的新安裝發電機，剩磁很少，很容易消失，因此發電機升不起電壓。當在發電機大修期間解體檢修勵磁設備時，假如由于接線錯誤，將勵磁繞組正負接反，就會造成再次啟動發電機時，鐵芯原有的剩磁方向與勵磁繞組中流過電流產生的磁通方向相反，導致剩磁減弱甚至完全消失，這樣電壓就無法建立起來。另外，在進行通直流電試驗的過程中，例如進行直流電阻測定或自動勵磁調整裝置試驗時，沒有斷開勵磁回路，當加人的直流電流所產生的磁通方向與剩磁方向相反時，同樣會造成剩磁消失。

2.4發電機失磁故障。當發電機發生失磁故障時：①轉子電流表指示為零或接近于零，校正器及復勵電流增加，定子電流顯著增加并擺動。②當發電機失磁后，定子電流開始下降，隨即又逐步增大且可能超過額定值，因為此時需要從電網中吸取大量的無功，以維持發電機異步運行，而引起定子電流的增大。③發電機端電壓及發電機母線電壓降低并擺動。④有功表指示降低并擺動，無功表指示到負。⑤轉子電壓表指示異常，此時如是轉子短路造成失磁，則電壓下降;如是轉子開路造成失磁，則電壓升高。⑥功率因數表指向進相。因為發電機失磁運行期間，向電網發出容性無功，即發電機電流超前端電壓，發電機出現進相運行。

3、火電廠發電機勵磁系統故障的處理方法

3.1自并勵磁系統故障的處理方法。在此故障發生時需要通過實驗來對其故障進行檢測以及對感應電壓情況進行掌握。針對此問題，不僅需要提高勵磁變壓器的質量控制效果，并保證系統運行的穩定性。而且要做好對電流互感器的檢查和重新安裝，對原有的澆筑式原理進行改變來實現系統整體運行效率和質量的提升。此外還要對電流互感器的布置現狀進行分析，保證各項維護工作的開展。另外，要針對取消絕緣板的原因，需要特殊分析環氧板的吸潮性能，通過合理的安裝位置的選擇來充分發揮絕緣隔板的作用。

3.2發電機轉子兩點接地故障的處理方法。當有一點接地發生時，就需要及時查找故障點并設法消除，為了防止勵磁系統和轉子繞組發生兩點接地故障，應該在發電機勵磁回路中安裝絕緣監察裝置，并且定期對運行中發電機的勵磁回路絕緣電阻進行測定，保證處理及時性。同時，針對發電機轉子兩點接地故障所造成的嚴重危害，為了預防此故障的發生或者降低此故障的發生概率，就需要維護人員做好日常維護和巡檢工作，尤其針對接地故障，在勵磁回路中進行絕緣監測裝置的設置，在發現接地故障時及時進行處理來保證發電機的運行安全與穩定。此外，還要有效檢測勵磁回路絕緣電阻和發電機轉子的接地情況，有效預防轉子兩點接地故障，從而提升發電機安全穩定運行水平。

3.3發電機升不起電壓故障的處理方法。在發電機檢修時，勵磁回路的接線必須正確，檢修過程中要在拆下的線頭上掛標示牌，以免接錯勵磁回路。另外，在進行通直流電測量電阻試驗時，要將勵磁回路斷開，等待測量完畢再重新接通。如果有不能斷開的情況發生，則必須注意通入直流電和勵磁器正負方向要保持一致。其次要檢查發電機是否起勵、起勵電源是否正常、勵磁變運行是否良好、功率柜工作是否正常、整流橋觸發脈沖切除開關是否斷開等。

3.4發電機失磁故障的處理方法。當發電機容量在電網中所占比例比較大的情況下，發電機失磁后會造成電網電壓嚴重降低，甚至導致電網失步振蕩及電壓崩潰，造成大面積停電事故的發生，此時失磁發電機需要立即與電網解列，并進行停機檢查。在發電機容量在電網中所占比例較小的情況下，當電網可以供給失磁發電機所需的無功功率而不至使電網電壓降低過多時，失磁發電機可不必立即與電網解列，允許在一定條件下進人異步運行，但一般不能大于30分鐘時間。

4、結束語

勵磁系統的正常運行與否對發電機安全運行起著至關重要的作用。定期對勵磁系統進行檢修，發現問題及時處理，確保機組的安全高效運行是火電廠電氣設備運行維護工作的重要途徑。在實際工作中，電氣運行值班員應更新理念，拓寬思路，增強安全防范意識，認真分析發電機勵磁系統常見故障，采取切實可行的措施，明確事故處理基本原則，強化設備巡檢及定期維護，改善故障處理方法，確保勵磁系統持續健康運行，從而提升火電廠社會及經濟效益。

參考文獻

[1] 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）

[2] 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）

作者簡介

馮山，男，蒙古族，大學本科，1972年出生，技師及高級工程師，現從事發電廠電氣運行工作。