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1、发电机励磁系统常见的故障的分析及处理摘要：发电机励磁控制具有其自身的独特优势，即经济性良好，稳定性较好。 不同的设施设备在运行过程中，都可能会出现不同的故障，但是励磁系统在运行 时，如果发生故障，既会直接影响水电机运行的安全性与稳定性，还会导致发生 严重的事故。所以，想要全面促进水电站励磁系统的安全稳定运行，必须根据励 磁系统的常见故障类型和原因等进行详细分析，并据此提出有效的处理措施。关键词：发电机；励磁；故障；处理一、发电机励磁系统的优势（一）电压调节自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功 电流是发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流恒定时，发电机端电压随无功
2、电流的增大而减小。然而，为了满足电能质量的要求，发电机的端电压应保持不 变，实现这一要求的途径是根据无功电流的变化来调节发电机的励磁电流。（二）无功功率当发电机与系统并联运行时，可视为具有无限电源运行的母线，发电机的励 磁电流要改变，感应电位和定子电流也要改变，发电机的无功电流也要改变。为 了改变发电机的无功功率，发电机与无穷大系统并联运行时，必须调整发电机的 励磁电流。发电机的可变励磁电流不是电压调节，而是只改变输入系统的无功功 率。（三）无功负荷发电机的并联运行依据其各自的额定容量，无功电流按比例分配。大容量发 电机应承担更多的无功负荷，而较小的发电机容量将提供较少的无功负荷。为了 实现无
3、功负荷的自动分配，通过高压自动调压励磁装置，可以改变发电机励磁电 流以维持相同的端电压，还可以调节发电机调压特性的倾斜度，从而实现并联运 行发电机无功负荷的合理分配。二、发电机励磁系统的常见故障（一）发电机失磁故障转子电流表显示的数值为零或者接近零，校正装置和复励电流会有所增加。 定子电流明显增加并出现摆动。当发电机出现失磁现象，定子电流会越来越少， 达到一个数值后又慢慢增大，甚至超过规定数值。这时，只有从电网中吸收大量 的无功，才能保持发电机的正常运行，随之也会引起定子电流的增大。发电机两 端电压和发电机母线电压出现下降和摆动。有功表显示的数值减少并出现摆动， 若无功表显示的数值为负。转子电
4、压表显示的数值标准，如果是因为转子短路导 致失磁，电压会有所下降；如果是转子开路导致失磁，电压会有所上升。功率表 的指向进相。由于发电机是在失磁的情况下运行，向电网发出容性无功，也就是 发电机电流大于前端电压，发电机开始进相运行。以上装置出现周期性摆动，汽 轮转速越来越高，频率也随之升高，但是危急保安器却没能运行。（二）励磁调节器动态特性无法满足现在电网运行要求某机组下位机无功目标值没有变化，而无功实际值波动较大，从-19.5Mvar到 46Mvar周期性摆动，摆动周期约10min。AVC系统正常是无功低至-7Mvar时发电 机出口电压实际值达到机组定子电压低限闭锁值13.2kV, AVC将闭
5、锁减磁指令。 经过对数据仔细分析，发现AVC装置遥测数据滞后，影响了 AVC的正常控制调节, 导致励磁调节器因频繁减磁而崩溃。为验证励磁调节性能，现场对某机组励磁调 节器做特性验证试验，在 1%的向下阶跃试验中由于励磁调节器不能满足动态要 求而导致机组停运。三、提高发电机励磁系统故障诊断效率的有效措施（一）加强对相关技术人员的培训 在日常维修和技术培训中，还应对不同的故障诊断方法进行培训，通过维修 人员的科学诊断和检查方法，实现对励磁故障的快速诊断。为了提高诊断效率， 针对不同的故障性能选择了科学的诊断和故障排除方法。如果励磁电流不能调节 或调整，则应将机组脱磁，然后检查机组的高温区域或其他明
6、显的特征变化点， 找出故障原因并加以解决。此外，在日常工作中，还应该重视对常见故障的分析 和总结。将常见故障处理流程、方法梳理清楚，这样可以大大提高故障诊断的效 率，降低常见故障的处理时间。（二）建立完善的检修管理体系励磁事故的发生，相应的暴露了对一些关键设备的检查、检测没有落到实处 写进相关制度中。一个疏忽。一个不及时，就会导致一些元器件老化、受损等。 因此，根据现代预防性维修理论在发电机励磁维修中的应用，在电厂发电机励磁 系统的维护中应建立完善的维护管理系统。励磁系统的维修周期应根据励磁系统 部件的组成和各部件的使用寿命来确定，以防止励磁系统发生故障，在部件使用 寿命之前进行科学的更换，从
7、而达到防止发电机励磁故障的目的。（三）开发励磁系统的自动化监控水电站的励磁系统在发生常见故障时，为保证发电机组不受影响，就需要励 磁系统具有较强的自动调节和保护能力。励磁系统的通信接口可以与计算机的监 控系统交换数据，通过网络通信发送系统的状态信息，以实现计算机监控系统与 励磁系统的连接。如果系统正常运行，励磁系统将通过网络通信发送系统状态和 报警信号，并从监控系统中接收调节和控制指令。如果通信异常，则自动转换为 接收来自计算机监控系统的硬接触调节和控制指令。四、发电机励磁系统故障的处理方法（一）针对失磁故障当失磁保护动作跳闸时，应完成机组的拆下，找出磁场损失的原因，经正常 处理后进入电网，并
8、同时报告调度情况。当失磁保护不起作用，危及系统运行安 全和工厂供电时，发电机失磁场应及时排除，并注意厂内电源自动运行的成功与 否，如果自动供电不成功，则根据有关的电源事故处理处理原则。当失磁保护不 起作用，并在短时间内不危及系统运行安全和工厂供电时，应迅速降低失磁单元 的有功功率，并切换工厂的功率。尽可能增加励磁电流，增加系统电压，增加系 统稳定性。为了有效地处理这类故障，及时处理故障开关，可以在励磁电源交流 侧开关的辅助触点上设置故障记录装置，以便对故障易发位置进行实时监测。（二）针对励磁不稳针对移相脉冲控制电压输出不正常，应先检查励磁电源是否正常，应分别检 查给定值和经适配单元处理后的测量
9、值是否正常。对环境温度变化以及元器件受 到振动、氧化等，利用示波器观察整流波形是否完整，再用万用表检查可控硅性 能是否正常，线路焊接状态和元器件特性发生变化就会出现此类故障，平时应加 强维护和调试并及时更换有问题的元器件，可降低此类故障发生几率。（三）针对无功过载减少励磁机组的无功出力，使通过系统的电流量立即下降。但是若直接在上 位机上处理无法将无功过载故障消除，无功出力仍未见减少，那么则立即转入现 场调解的方式。现场调解电流时若仍然无法降低到正常值内，那么则可以直接从I套调节器转入到口套调节器上运行，若情况还是没有好转那么可以尝试同时将 两套调节器重新上电查看电流是否恢复正常。结语 水轮发电机的励磁系统主要可以划分成功率单元和管控单元。其中，励磁功 率属性的相关单元，能够为发电机提供所需要使用的直流电流，并建立直流属性 的磁场。励磁控制属性的调节器，能够详细分析惯常性的水轮机状态，发生事故 时的总括状态，从而全面促进运行流程适宜性的大大提高。参考文献：1 何元平.发电机励磁系统常见故障分析及处理J.江西化工，2010 (2)： 140-144.2 傅守权.发电机励磁系统故障分析及处理J.中国水能及电气化，2010(8): 50-52.
