励磁系统常见故障及其处理方法

火电厂发电机励磁系统常见故障分析及处理方法

励磁系统安全可靠性是确保发电机以及火力发电厂安全高效运行的关键。本文阐述了火电厂发电机励磁系统的作用，分析了火电厂发电机励磁系统常见故障，提出了火电厂发电机励磁系统故障的处理方法。

标签：发电机励磁系统;作用;常见故障;处理方法

励磁系统故障是火电厂发电机系统中比较容易出现的故障类型，并且会对火电厂的正常用电和发电机的安全稳定造成较大的威胁。随着电力市场的快速发展和火电厂装机容量的不断扩大，对发电机励磁系统的运行维护工作提出了更高更新的要求。因此，深入分析发电机励磁系统常见故障及处理方法是需要研究的课题。

1、火电厂发电机励磁系统的作用

火电厂发电机中的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，其在火电厂中主要的作用就是向发电机提供直流电流，而且在发电机中建立直流磁场。因此通过对励磁系统的有效控制则可以保证发电机的正常运行，当发电机出现故障之后也可以通过对励磁电流的调节来确保其安全运行。因此，火电厂中发电机励磁系统的作用主要有以下几个方面：首先就是电压控制。发电机励磁系统可以按照负荷情况的不同来对励磁电流进行调节，保证和维持电压的给定水平，实现对电压的有效控制以及保证系统的正常运行。其次就是无功分配。通过发电机励磁系统来合理分配发电机组中的无功功率，起到对发电机组中的功率因数、电流以及无功功率参数的有效控制和调节作用。最后就是保证电力设备的安全运行。发电机励磁系统可以在发电系统短路时进行故障切断来维持电力系统中的电压，提高电压恢复的速度，实现发电系统动态稳定性和静态稳定性的提升。

2、火电厂发电机励磁系统常见故障分析

2.1自并励磁系统故障。此故障主要表现在发电励磁互感器中存在电流突变的现象，而且还会使得励磁互感器在较短的时间内达到饱和状态，同时在延迟40ms之后会出现差动保护动作。在10ms之后励磁开关会关闭并导致跳机的问题。而在上述故障发生时通常会在B相回路的位置出现，并电流互感器中会出现短路电流，在高压绕组和电流互感器的影响下导致故障的出现。此外，在实际运行中会导致励磁变电动力超出其系统稳定时的极限数值，这就会造成绝缘装置开裂以及高压绕组移位的问题。

分析励磁系统常见故障排除与解决方法

摘要：以某水电站为例，介绍小型水轮发电机励磁系统的组成及其典型故障的排查处理办法，提出小型水轮发电机励磁系统模拟试验方法，为励磁系统故障判断提供良好的检测条件，帮助维修人员快速判断发电机励磁系统故障的部位或元件。

关键词：发电厂；发电机;励磁系统

1 励磁系统介绍

励磁系统的功能包括无功分配、电压控制、电力设备安全运行以及电力稳定性等，通过了解静态励磁系统可知，励磁电源来源于发电机的机端位置处。励磁变压器中的输入电压从发电机端的电压降至整流单元来获取，晶闸管跨界器、灭磁电阻和磁场断路器共同构成灭磁回路。与励磁调节器有一致功能的是接口电路，被广泛应用于控制和测量信号的电隔离中。励磁系统在实际的使用过程中实现了对硅整流器的有效运用，通过对励磁电流进行有效控制，完成对同步发电机端电压的有效控制，系统由可控硅整流器单元、励磁调节器、励磁变压器、灭磁单元及起励单元构成。

2发电机励磁回路工作原理

某水电站发电机励磁回路由励磁主电路、起励回路、励磁自动调节控制单元等组成。

2.1励磁主电路

由空气开关QF1、励磁变压器LB、主熔断器FU5~7、三相半控桥式整流电路（二极管D1~3、晶闸管VT1~3及相应的过压RC保护组成）、整流电源输入端过压保护（熔断路FU1~3、压敏电压RF1~3组成）、整流电源输出端过压保护（熔断器FU4、压敏电阻RF4组成）、灭磁二极管D4组成。

2.2起励电路 由开关QF2、起励控制开关SA、中间继电器ZJ、整流二极管D5等组成，开机时可通过此回路实现发电机起励升压，一旦发电机建压成功，ZJ动作，其常闭触点将起励回路切断，由励磁调节器实现发电机的自动励磁调节控制。

2.3励磁自动调节控制单元

励磁自动调节控制单元包括电压互感器TV1、励磁调节器、发电机电流反馈用电流互感器TA和电阻Rf等组成。发电机出口端A、B、C三相电压经熔断器FU8~10输入到三相测量电压互感器TV1，其Y形接法输出A1、B1、C1、N1（线电压41.6V）接至DKL-11型励磁调节器端子，一是为励磁调节器提供工作电源；二是为晶闸管提供同步控制基准信号，以实现晶闸管导通角的精准控制。另一组△接法输出A2、B2、C2（线电压17V）接至发电机励磁测量端子，其中，发电机C相电流经电流互感器TA1、TA2两次转换后并至Rf两端，所形成的电压叠加在B2电压回路中，从而形成发电机电流反馈，让励磁调节器在发电机负荷增减时自动增减发电机励磁电流。励磁调节数字电位器用于调节发电机的励磁电流，从而实现并网前发电机电压调节和发电机并网后无功功率调节，也可通过安装在一体化屏上的按钮SB1、SB2实现励磁电流调节。

车辆工程技术51维修驾驶

随着社会经济的不断发展，人们用电需求得到了大幅度提升。在此背景下，电力系统运行的安全性、稳定性得到人们越来越多的关注。发电机作为电力系统重要组成部分，如何保证其励磁系统运行的稳定性与安全性，成为维护电站电力系统安全运行关注的主要内容之一。因此，明确发电机励磁系统常见故障并采用行之有效的方法进行解决与改善，具有重要现实意义。1　发电机电压升不起在发电机励磁系统中，励磁电压的建立是以剩磁为主导元素得以具体实现的。因此，一旦发电机励磁系统中缺乏或没有剩磁后，励磁系统将无法实现励磁典雅的建立，故出现发电机升不起电压问题。通常情况下，在多数新安装的发电机中，很容易发生该故障，其主要原则在于新安装的发电机励磁系统的剩磁相对较少，很容易发生励磁消失问题，从而引发故障。与此同时，在对发电机励磁系统中各设备运行情况进行检修时，如果操作不当，出现“接线错误”时，将导致发电机励磁系统中励磁机励磁绕组的电流磁通与原有铁芯剩磁通形成逆向流动，从而削弱发电机励磁系统中的剩磁，甚至致使剩磁消失，进而出现发电机升不起电压故障[1]。此外，在对发电机励磁系统进行“直流电通电试验”时，如果没有将励磁回路进行断开处理，就进行直流电阻测定试验或励磁系统自动调整装置调整试验，则将导致系统中形成的电流磁通与剩磁通出现反向流动，从而削弱发电机励磁系统中的剩磁，出现发电机升不起电压现象。对此，针对上述问题可通过以下方法进行处理，避免发电机升不起电压故障的发生。其一，在更新发电机时，需对其进行剩磁检查。例如，启动发电机至额定转速，进行升压、励磁电阻减小等操作，并对其运行情况进行观察，如果发电机出现升不起电压问题，则需进一步对励磁回路接线情况、电刷位置等进行检查[2]。在此过程中，如果各项检测结果皆不存在问题，同时励磁电压表上存在细微变化，那么表明发电机励磁系统中的励磁组存在“接线方向接错”问题。其二，在进行发电机检修养护时，应保证检修工作的严禁性，避免励磁回路接线方向错误的产生，对此可采用标识管理法进行管理。其三，加强测量电阻试验的有效管理，注重起励电源、电刷与换向器接触情况、功率柜运行情况、电刷位置、整流桥触发脉冲开关断开情况等的有效管理。2　发电机励磁系统失磁发电机励磁系统失磁故障是发电机励磁系统常见的故障之一，主要是指发电机运行过程中励磁电流消失，从而出现转子磁场消失，致使发电机出现运行故障。例如，发电机励磁系统直流励磁机而言，当出现发电机失磁故障时，具体体现在以下几方面：其一，发电机断电电压、发电机母线电压出现下降，电压值摇摆不定；其二，转子电压出现异常，电压表或下降（转子短路）或上升（转子开路）；其三，转子电流出现异常，电流表指针无线接近于零（励磁回路开路）或直接为零（转子回路断路），且复励电流相对于正常值要高；其四，在发电机励磁系统中，功率表指示不正常，其中有功表出现不稳定现象，且指示相对低于正常指示值，而无功表的指示直接显示为负。对此可采用以下方法对发电机励磁系统失磁故障进行处理：通常情况下处于电网中的发电机，当其容量所占比重相对较多时，当发电机出现失磁故障，将导致电网电压出现问题，即电网电压下降甚至崩溃，从而导致电力系统出现运行故障，发生停电问题。对此需将立即解除发电机与电网的连接，并停止发电机运行，对其进行精细化检修。当处于电网中的发电机容量所占比重相对较小时，可对发电机失磁问题进行联网检修，即不必将解列发电机与电网，可执行三十分钟以内的异步运行操作。3　发电机励磁系统励磁机碳刷有火花在发电机运行过程中，励磁机碳刷出现火花是较为常见的一种励磁系统故障。该故障的发生将在一定程度上严重影响励磁系统相关设备使用寿命，如换向器、励磁机等，严重时将导致设备损坏，影响发电机组的正常运行。追其原因发现，导致励磁机碳刷出现火花的原因主要有三点：其一，电磁问题引发火花，即当励磁机电磁存在换向问题，将致使部分碳刷出现电流密集问题，当电流密集达到一定程度使会出现火花；其二，机械设备问题，换向器在长期使用过程中会出现损耗，当磨损到一定程度时或换向片绝缘出现凸出问题时，将导致碳刷过程中出现火花。同时，刷握位置安装不合理、碳刷型号不匹配，也会出现火花问题；其三，电化学问题，即在进行碳刷过程中，碳刷与换向器表面发生电解反应从而导致换向器表面出现破损，出现火花。对此，应较强日常维修检修工作，注重换向器表面的清洁与养护，并采用采取压降法对碳刷运行情况进行检查。同时注重设备材料的科学选用。4　发电机转子两点接地发电机转子两点接地故障是汽轮发电机励磁系统运行过程中常见的一种故障。该故障主要表现为发电机断路器跳闸等，其原因主要在于：滑环、引线、转子槽口等的绝缘损坏，转子铜线存在灰尘堆积或变形。因此，针对该故障进行处理时，应及时找到故障点，并针对故障点存在的问题进行科学处理，用以保证发电机组运行的安全与稳定。5　结论总而言之，励磁系统运行的安全与稳定对发电机以及电力系统运行的安全性、可靠性具有直接影响作用。因此，维护发电机励磁系统运行安全，针对其存在的问题进行维护养修，已成为维修工作人员工作的重点内容。本文旨在通过对发电机励磁系统常见故障的分析，进一步认知故障原因，提升故障解决能力与水平，为发电机以及电力系统运行的安全与稳定提供保障。参考文献：[1]李琪.水电站励磁系统出现故障的原因以及应对措施[J].中国水能及电气化,2016(8):39-42.[2]周文龙.发电机励磁系统常见故障分析与处理探究[J].现代制造技术与装备,2016(9):129-130.论发电机励磁系统常见故障的分析及处理蒋喜庆（大连环友屏蔽泵有限公司,辽宁 大连 116050）摘　要：励磁系统是发电机的重压组合部分，励磁系统运行的安全性、稳定性与可靠性对发电机以及电力系统运行安全与稳定具有直接影响作用。本文结合笔者工作经验，对发电机励磁系统查常见故障及其处理方法进行了分析，以期为相关工作人员提供有益参考，保证发电机励磁系统作用的最大化发挥，提升电力系统运行的安全与稳定。关键词：发电机；励磁系统；常见故障

发电机励磁系统故障分析

为了提高发电站的运行效率，本文分别从自并励静止可控硅励磁系统故障，以及对保護装置误报“转子回路一点接地”故障处理进行详细的介绍，进而对电厂发电机的励磁故障诊断与排除进行介绍，以便更好地保障励磁系统的稳定。

标签： 水电；发电机；励磁系统；故障分析

一、前言

随着各种发电站的不断建设，发电机组的运行的过程中会出现各种问题影响发电机组的运行，为了保障发电机组的安全运行，下面就针对励磁系统的故障进行分析。

二、自并励静止可控硅励磁系统故障

1.启压不正常

发电机启动至额定转速后，励磁装置下达投励令后，发电机不能建立初始电压，导致启励失败。

首先检查励磁装置是否有输出启励电压。自并激励磁装置的发电机机端初始电压是通过他励的方式，给发电机建立初始电压而产生的。有的励磁装置具有交，直流两种他励供电电源（启励方式），可分别试之。并检查启励回路是否接通，启励电压是否送到发电机激磁回路（转子）上。励磁装置内部的启励接触器是否工作正常。此项检查工作可以按照启励接触器工作原理图进行电器合、分实验。

检查给励磁装置提供整流电源的励磁变压器的工作回路是否接通。发电机在启励升压后，是依靠励磁变压器给励磁装置提供整流电源，因此要保证励磁变压器原、次端工作回路必须正常。

检查励磁装置的整流情况。现在的励磁装置都具有试验功能。可利用厂用电进行静态调试，可分别检查移相脉冲的控制电压及脉冲的宽度，幅度和相位角度。最后利用示波器观察可控硅的整流波形，整流波形应随着给定值地增加或减少而平稳的上升或下降。

2.励磁波动较大且不稳定

励磁装置从运行数值突然向满刻度方向摆动，时而又正常，其变化规律无常，但当增，减磁时仍然可以进行调节。这是由于移相脉冲的波动引起的。首先应检查脉冲的控制电压U？是否正常。而脉冲的控制电压U？是由励磁量测值（发电机电压或励磁电流）、给定值经PID调节所输出的。因此先检测励磁装置的电源是否正常。再分别检查给定值，励磁量测值两路信号是否正常。可用万用表和示