張國(guó)瑞

摘 要：勵(lì)磁系統(tǒng)為發(fā)電機(jī)中的主要部分，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行以及事故產(chǎn)生過(guò)程中，勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，不僅能保證發(fā)電機(jī)更可靠，實(shí)現(xiàn)合理性能，也能提高發(fā)電機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。所以，在文章中，基于相關(guān)案例的分析，對(duì)整個(gè)過(guò)程的系統(tǒng)故障進(jìn)行詳細(xì)解決，以提高系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁系統(tǒng)；故障；可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)：TM312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、案例分析

某電站位于遼河支流上，為壩后式電站，存在3臺(tái)機(jī)組。其中，總裝機(jī)容量為7030kW，每年設(shè)計(jì)的發(fā)電量為1600萬(wàn)kWh。三號(hào)機(jī)組裝機(jī)容量為630kW，機(jī)端電壓為6.3kV。電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式主要分為兩類(lèi)：（1）直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁；（2）半導(dǎo)體靜止式勵(lì)磁。當(dāng)維護(hù)QF-6-2背壓式汽輪發(fā)電機(jī)期間，對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的常見(jiàn)故障進(jìn)行了詳細(xì)分析，并總結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)獲取有效的處理方法。如圖1所示，為勵(lì)磁系統(tǒng)給的接線原理圖。該機(jī)組的勵(lì)磁裝置是一種簡(jiǎn)單的模擬半控橋式靜止自并勵(lì)磁系統(tǒng)，是基于一臺(tái)接自段的勵(lì)磁變壓器，將其做為勵(lì)磁電源，并利用晶閘管整流裝置，將其發(fā)給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)后，會(huì)基于增加的交流電源勵(lì)沖磁。但是，在實(shí)際運(yùn)行中，也會(huì)產(chǎn)生一些故障，影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，所以，需要對(duì)其產(chǎn)生的故障進(jìn)行詳細(xì)分析。

二、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障分析及提高可靠性的對(duì)策

（一）勵(lì)磁機(jī)的逆勵(lì)磁故障分析

一般情況下，發(fā)電機(jī)處于正常狀態(tài)。當(dāng)其中的交流電壓逐漸上升的時(shí)候，電壓表和電流表顯示的數(shù)值相反。并且，針對(duì)發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際發(fā)展情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁電流表上的指針以及電壓表上的指標(biāo)也存在明顯的相反現(xiàn)象，在定子回路上的電流表、電壓表，發(fā)現(xiàn)他們的指針?lè)较蛞恢隆８鶕?jù)實(shí)際情況，對(duì)逆勵(lì)磁情況的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)其具體上主要分為兩種。升壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生逆勵(lì)磁現(xiàn)象，因?yàn)樾掳l(fā)電機(jī)還未運(yùn)行，勵(lì)磁較弱。在試驗(yàn)期間，對(duì)正負(fù)極接錯(cuò)，抵消了剩余勵(lì)磁的方向。同時(shí)，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，由于勵(lì)磁電流小，會(huì)增加負(fù)荷，增加電樞電流。在這種執(zhí)行條件下可以發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁磁場(chǎng)整體比較弱，無(wú)論在期間使用的是手動(dòng)方式還是自動(dòng)方式對(duì)其調(diào)整，都不會(huì)使勵(lì)磁增加，但會(huì)對(duì)勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)抵消掉。

（二）發(fā)電機(jī)升不起電壓的故障分析

對(duì)于新電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速運(yùn)行情況的分析，分析其產(chǎn)生的電壓升高現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象可以降低勵(lì)磁電。當(dāng)發(fā)電機(jī)無(wú)法升起電壓的時(shí)候，要分析勵(lì)磁回路中產(chǎn)生的斷線情況，并對(duì)電刷位置是否一致進(jìn)行檢查，研究接觸的是否良好。當(dāng)這些問(wèn)題都未發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁電壓表上的數(shù)值比較小，勵(lì)磁的正負(fù)極方向是相反的，因此，對(duì)勵(lì)磁繞組正負(fù)極進(jìn)行調(diào)整十分必要當(dāng)維修發(fā)電機(jī)的時(shí)候，還需要對(duì)其存在的錯(cuò)誤接線情況進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，詳細(xì)研究勵(lì)磁繞組的正負(fù)極。完成維修工作中，對(duì)其再次運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)在勵(lì)磁機(jī)繞組中的電流通過(guò)的方向也是相反，并消除掉其存在的剩磁，也無(wú)法對(duì)電壓進(jìn)行建立?；趯?duì)通直流電試驗(yàn)的分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)勵(lì)磁裝置試驗(yàn)工作中，不能斷開(kāi)勵(lì)磁回路，保證不會(huì)消失剩余磁。因此，在對(duì)其充磁期間，可以引入外加電源。同時(shí)，要降低其產(chǎn)生相關(guān)故障，還要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁回路接線工作更準(zhǔn)確，還需要為接線工作提供標(biāo)識(shí)牌，這樣不僅不會(huì)在勵(lì)磁接線工作中導(dǎo)致一些錯(cuò)誤的產(chǎn)生，盡管對(duì)直流電阻實(shí)施測(cè)量，也能斷開(kāi)勵(lì)磁回路，實(shí)現(xiàn)測(cè)量和接通。電刷位置的安裝工作也要更規(guī)范，因?yàn)橐?guī)范的對(duì)換向器接觸進(jìn)行維護(hù)，能降低電路的斷開(kāi)現(xiàn)象。

（三）發(fā)電機(jī)失磁故障的分析

隨著發(fā)電機(jī)的不斷運(yùn)行，勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消失后，會(huì)在期間產(chǎn)生失磁現(xiàn)象。導(dǎo)致該現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因?yàn)檗D(zhuǎn)子電流表上的數(shù)值為零。當(dāng)校正裝置和復(fù)勵(lì)電流逐漸增加情況下，其產(chǎn)生的定子電流也會(huì)增加，引發(fā)擺動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁后，其存在的定子電流也會(huì)減少，當(dāng)產(chǎn)生一定數(shù)值后，會(huì)逐漸增大，也會(huì)超出一定數(shù)值。該現(xiàn)象下，需要在電網(wǎng)中吸取無(wú)功，維護(hù)發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，增加定子電流。如果轉(zhuǎn)子電壓的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)的，由于短路現(xiàn)象的影響，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失磁，降低電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)路的時(shí)候，也會(huì)出現(xiàn)失磁現(xiàn)象，提升電壓。基于功率表的指示，當(dāng)發(fā)電機(jī)處于失磁現(xiàn)象下，發(fā)電電網(wǎng)發(fā)出無(wú)功，發(fā)電機(jī)電流和電壓的數(shù)值也之間增加。這些現(xiàn)象的存在說(shuō)明產(chǎn)生周期性擺動(dòng)，尤其是在提升汽輪流速下，也會(huì)增加其頻率，從而無(wú)法促進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

對(duì)其產(chǎn)生的失磁問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，需要針對(duì)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)容量的研究，當(dāng)其中的電壓不斷降低的時(shí)候，引發(fā)震蕩、電壓崩潰等現(xiàn)象。所以，要脫離失磁發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)，在運(yùn)行過(guò)程中也不能對(duì)其檢查。針對(duì)電網(wǎng)中的比重情況，也可以為電網(wǎng)增加無(wú)功，這樣才能對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行控制。失磁發(fā)電機(jī)的時(shí)候，也不能馬上將其與同電玩解列，保證在充分條件下運(yùn)行，異步運(yùn)行時(shí)間在半個(gè)小時(shí)以下。對(duì)于水輪式和綁線式汽輪發(fā)電機(jī)，如果其存在勵(lì)磁缺現(xiàn)象，受自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響，不能將其放在無(wú)磁條件下運(yùn)行，需要及時(shí)與電網(wǎng)解列。當(dāng)整體式轉(zhuǎn)子的汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁失去的時(shí)候，不能將其與電網(wǎng)解列，需要基于相關(guān)措施，保證勵(lì)磁能夠盡快恢復(fù)。在具體執(zhí)行過(guò)程中，可以先檢查自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)不存在跳閘現(xiàn)象的時(shí)候，要將其禁止。也要對(duì)自動(dòng)勵(lì)磁裝置進(jìn)行調(diào)整。還要實(shí)現(xiàn)滅磁開(kāi)關(guān)閉合，這樣在整體上才能達(dá)到恢復(fù)勵(lì)磁的作用。所以，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，需要對(duì)磁場(chǎng)內(nèi)的變阻器接頭接觸現(xiàn)象進(jìn)行研究，轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)的變阻器手輪，對(duì)其詳細(xì)分析，以保證能在總體上恢復(fù)勵(lì)磁。

結(jié)語(yǔ)

基于文章中的分析和研究，通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行期間常常產(chǎn)生的故障，為其提出有效的解決方法，不僅能維護(hù)機(jī)組的安全、可靠運(yùn)行，也能為其提供理論參考。

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