淺析發電廠勵磁系統運行管理分析

茹光偉

摘 要： 電力是現代社會穩定可靠發展的重要保障，在電力系統中，發電廠作為電力生產的源頭，其運行管理水平會對整個電力系統的運行產生不容忽視的影響。而勵磁系統作為發電廠中的一個關鍵組成部分，與發電廠穩定運行關系密切。從發電廠勵磁系統的組成出發，就勵磁系統運行中存在的問題及原因進行分析，并就問題的處理過程和處理策略進行討論，希望能夠保障發電廠勵磁系統的穩定運行，推動電力行業的健康發展。

關鍵詞：發電廠、勵磁系統、運行管理

一.發電廠勵磁系統組成部分

發電廠勵磁系統的基本原理是基于電磁感應定律以及電磁力定律，在對勵磁系統進行構建的過程中，要求技術人員選擇恰當的導電及導磁材料，構筑可以相互進行電磁感應的電路和磁路，產生電磁功率，從而實現能量轉換的目的。一般來講，發電廠勵磁系統應該包括調節通道、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，能夠為發電機勵磁繞組提供相應的直流勵磁電流; 二是勵磁調節器，可以對發電機的電壓以及運行工況變化進行監測，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值進行調節，確保其能夠滿足勵磁系統的實際運行需求。勵磁調節器具備了較為完善的故障檢測功能，可以實現對于電源系統、硬件系統、軟件系統的全方位檢測，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的可靠性和穩定性。

二.發電機啟動勵磁注意事項

（1）啟動勵磁時要嚴密監視發電機轉子電壓、電流和定子電壓指應示均勻上升，定子電壓不超自動啟勵設定值（2）應監視定子電流指示應為零，如果發現定子電流表有指示，則說明定子回路有短路故障，應立即停止升壓。（3）應注意定子三相電壓是否平衡。（4）注意核對轉子電壓、電流空載值。

三.勵磁系統運行存在的主要問題及原因分析

發電廠勵磁系統在實際運行過程中，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功能的發揮產生阻礙。

1.無法起壓

在發電機正常運行時，如果勵磁系統剩磁缺乏，將無法完成勵磁電壓的構建，也會導致發電機啟動環節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，設備維護環節出現了接線事故，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.發電機失磁

電廠發電機運行環節，如果出現失磁問題，將會造成發電機失步，在轉子阻尼繞組、表面以及轉子繞組中產生相應的差頻電流，出現附加溫升的情況，嚴重時會引發轉子局部高溫，影響發電機的運行安全。導致發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絕緣惡化，隨之產生的放電現象會造成勵磁變保護動作跳閘，失磁保護動作則會引發機組跳閘。②勵磁滑環打火。若碳刷壓簧的壓力不均勻，會導致部分碳刷出現電流分布不均的情況，在電流過大的碳刷中引起發熱現象，碳化及滑環接觸面的污染會導致兩者間接觸電阻的增大，引發打火問題。③勵磁調節系統故障。發電機勵磁調節系統EGC 板故障會引發發電機勵磁調節器轉子過電壓保護動作，繼而導致失磁保護動作跳閘。

3.轉子兩點接地

以火電廠中的汽輪發電機為例，特殊的作業環境會導致發電機在運行中容易出現積灰問題。如果積灰嚴重同時發電機轉子槽口的絕緣出現損壞，則會導致發電機出現一點或者兩個點接地故障，如果這個故障發生在轉子繞組和勵磁系統中，會對發電機正常運行產生阻礙。一方面會導致發電機無功功率下降; 另一方面則會造成勵磁電流升高，在得不到及時處理的情況下，就會對整個電網的運行安全產生威脅。

四.發電廠勵磁系統運行問題的主要處理方法

1.做好電路調整：一是電壓調節。在機箱內部，各單元之間的連接是在背板的基礎上實現的，這種連接方式可以在減少外部配線的同時，提升勵磁系統運行的穩定性。借助主控機箱軟件，可以實現勵磁調節器功能以及限制功能，對照發電機端勵磁 PT 信號以及內部電壓給定信號的差值，利用PID校正器完成電壓調節工作。 二是電流調節。硬件設施與電壓調節可以在電流調節通道或者以軟件模塊為載體的通道中實現高度共享，勵磁電流調節強調在內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。調壓調節通道需要將發電機端電壓作為控制量，確保其能夠長期處于穩定狀態以及保證電流的穩定性; 三是通道控制。勵磁調節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，以此來實現對于目標的全程跟蹤。在跟蹤過程中，需要做好動態跟蹤回路的合理設置，這樣才能確保故障切換時發電機的穩定調節，實時監控和觀察通道內情況，推動內外信號連接，保證控制指令的及時發送和執行。

2.優化參數管理：技術人員應做好自動勵磁調節器參數的合理設置，因為調節器參數設置不僅關系著勵磁系統作用的發揮，也會對發電機組以及電力系統運行的穩定性和可靠性產生直接影響。在科學技術飛速發展背景下，設備生產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，很容易引發安全問題。對此，電力部門應進一步加強對于勵磁參數的管理，采取多元化管理的方式，參考繼電保護中的定值管理方法，由電力生產部門進行參數整定，維護人員及運行人員分別負責參數的輸入及核對，保證勵磁系統的正常運行。

3.重視設備維護：發電廠應高度重視勵磁系統的維護保養工作，就勵磁系統故障以及故障處理策略進行統計分析，依照分析結果采取有效的處理和應對措施，提升勵磁系統的可靠性。在運行維護環節，應做好發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揮出來，避免設備和系統長期處于手動調節模式。

五.勵磁系統設計及運行建議

1.設計人員在勵磁調節器選型時選擇性能可靠、穩定的。

2.選用起勵磁繼電器，觸點容量及線圈質量要可靠。

3.實際監測發電機起勵磁前勵磁系統設備正常，處于良好備用，避免開機后發生突發異常。

4.發電機開機前按照試驗規程，做好發電機假同期并列試驗、滅磁聯跳主油試驗。

5.技術專業人員檢測發電機主油開關的輔助常閉觸點可靠閉合，為微機勵磁調節器做好邏輯判斷。

6.對發電機勵磁系統建立定期大、小修制度，及時發現處理存在的缺陷。

7.設計人員選用可靠的起勵磁按鈕，保證一次接觸良好。

8.針對勵磁調節器、可控硅選擇廠家、根據實際情況，選擇勵磁調節器生產質量較好的廠家。使用成本低、減少故障發生，確實保證使用周期。

結語：

隨著電力系統規模的擴大，以及遠距離重負荷輸電線路的出現及大型發電機開始采用，由半導體勵磁調節器和晶閘管整流功率柜組成的快速勵磁系統，使整個電力系統的阻力不斷減弱。當電力系統發生故障或受到其他擾動時，出現長時間低頻率振蕩，嚴重影響電力系統安全穩定運行。因此，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，對發電機勵磁系統進行完善，定期開展勵磁系統的檢修工作，對發現的問題進行及時處理，切實保證勵磁系統運行的高效性和安全性。

參考文獻

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