励磁系统故障的原因及处理

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。

１４０　江西化工　２０１０年第２期　

发电机励磁系统常见故障分析及处理　

何元平　

（江西贵溪化肥有限责任公司）　

摘要：本文主要对小型发电机励磁系统常见故障（励磁机逆励磁、发电机升不起压、　

汽轮发电机转子接地、发电机失磁、励磁机碳刷下有火花）的分析处理作出阐述。　关键词：汽轮发电机励磁机逆励磁失磁充磁换向器　

引言　本文所述励磁系统是指向同步发电机的转子绕组　

供给励磁电流的整套装置。该装置的运行正常与否将　

直接影响发电机的稳定运行。目前，电力系统中同步　

发电机的励磁方式主要有两大类，一类是直流发发电　

机励磁，一类是半导体静止式励磁。直流发电机用作　励磁电源时，就叫励磁机。一般是和发电机装在同一　轴上的并激式直流发电机。本人在维护本单位ＱＦ一６　

—２背压式汽轮发电机（励磁机为ＺＬＧ一４５—３０００）的　

这十多年中，对有刷励磁系统的常见故障的分析及处　

理进行了一些经验总结。下面以此发电机为例来说明　

有刷励磁系统的常见故障的分析及处理。其励磁系统　

接线原理如图１所示。　

Ｍ／Ｒ．　１Ｇ　—　■］　

ｒ　ｌ　Ｉ　ｌ　ｌ　自　

（　）　２ＢＭ［　ｏ瑚　动励磁装　

【ｃ　Ｉ　Ｊ　置　

ｌ　Ｉ　／　

＾　图１励磁系统接线原理图　

故障的分析及处理　

１励磁机逆励磁　发电机启动到正常转速后，升压时交流电压上升，　

但励磁电压表和电流表指针的指示与正常相反，越过　

零位，或发电机在运行中，励磁电流表和电压表的指针　都指向相反的方向，而定子回路各表记都保持正常时，　

都说明励磁机极性反向。　１．１　逆励磁产生的原因应根据具体情况分析　１．１．１　发电机在升压并列前励磁机发生逆励磁。如　新安装的发电机由于没有参加运行，它的剩磁很弱，在　

作电气试验（如测量电阻）加上试验电压时，若正负极　性接反就会将剩磁抵消或将剩磁方向改变，造成励磁　

机磁场极性反向。　１．１．２发电机在运行中，由于下列原因可能使励磁突　

然反向。　ａ．发电机轻负荷运行时，励磁电流很小，若负载突　

关于渔子溪#2机励磁运行异常的说明及处

理方案

渔子溪2号励磁装置A套CPU故障灯点亮，切为从套，B套为主正常运行，

励磁客户端报故障，数据全部为“0”，上位机未收到故障信号，重启后恢复正常。

根据上述现象，做如下几点说明： 1. 励磁客户端通讯故障，数据全部为“0”

一般地，造成励磁客户端通讯故障，数据为“0”的主要原因如下：

1.1 网线松动。工控机后的交换机与A套通讯网口间的网线松动容易造

成通讯中断，工控机里的励磁客户端数据全部为“0”；

1.2 调节器主CPU板松动。由于主CPU松动而造成的励磁调节器非正常

工作，此过程容易引起励磁客户端通讯中断；

1.3 主CPU板受较大干扰。调节器受到较大的干扰，造成其非正常工作，

进而容易引起通讯中断，励磁客户端数据全部为“0”。 2. A套CPU故障，自动切为从套，B套为主正常运行，上位机

未收到信号，待A套重启又复归正常

一般地，产生这种情况的主要原因有：

2.1 调节器通道存在板件松动；

2.2 调节器通道受到较大的干扰。正常运行时，造成调节器受到较大干

扰的主要有三个途径：

2.2.1 PT端电压采样。一般地励磁设计要求的两路机端PT均为独立PT，

但实际上可能存在励磁的PT端与调速、同期、保护等设备共用，会在PT二次侧

产生较大的谐波分量，这样一定程度上会对励磁采样造成干扰，严重的话引起调

节器非正常工作。为了防止这种情况，采取的一般是更换采样电容，由于此机组

的电容已经换过，无需再更换电容。

2.2.2 CT端开路。CT开路引起的过电压可能造成励磁调节器受大干扰而

非正常工作，这种情况应该尽量避免发生。

2.2.3 调节器工作电源。一般地励磁调节器要求的AC220V工作电源取自

UPS，而非机端。虽然AC220V取自机端可以避免励磁因厂用电掉电而停止工作的

情况，但其本身对励磁调节器来说并非有益：(1)空载升压时，待机组电压升至

调节器工作电压下限值时，容易引起内部元件频繁动作，减少励磁使用寿命；(2)

励磁系统常见故障及应对措施分析

励磁系统（excitation system）是向汽轮发电机转子绕组提供磁场电流的装置，其主要作用是维持发电机电压在给定水平上、合理分配无功以及提高电力系统运行稳定性。可见，维护和调试好励磁系统对于保障火电生产的安全运行意义重大。但是我们也知道任何设备在运行中都可能出现故障，如何针对故障快速诊断和排除是维护人员重要职责和任务，励磁系统自然也不例外，因此本文对汽轮发电机励磁系统常见故障与应对措施进行了探讨。

标签：故障;措施;励磁系统;汽轮发电机

1 汽轮发电机励磁系统工作原理

1.1 关于励磁方式

汽轮发电机的励磁方式分他励和自励两大类。他励主要是以励磁机作为励磁电源的一种励磁方式，自励的励磁电源取自发电机自身。虽然他励方式不受发电机运行状态影响，励磁可靠性较高，但是结构较为复杂，多出现在旧式励磁系统中，目前基本上采用自励方式。在自励方式中，应用较多的是可控硅静态励磁方式，它没有旋转部分，维护相对简单。可控硅静态励磁方式又分为自并励和自复励两种形式，两者比较起来自并励方式从技术、维护、可靠性和造价等方面都更为成熟和适用，因而应用更广泛，故此本文将自并励方式作为讨论的基础。

1.2 自并励系统的原理与构成

自并励系统利用接在发电机端的励磁变压器励磁交流电源，通过晶闸管整流装置变换为直流励磁电源。汽轮发电机励磁系统由励磁调节器、励磁整流装置、起励装置、灭磁装置、励磁变压器以及保护、测量等装置组成。其中励磁系统由励磁调节器与功率灭磁单元构成，励磁调节器根据所检测到的发电机电压、电流等信号，按照一定的控制准则自动调节功率灭磁单元的输出;而励磁控制系统则涵盖了励磁系统和同步发电机，通过励磁控制系统可以实现对发电机电压、电力系统无功分配的控制。可见，励磁系统由众多相互关联的环节所组成，任一环节出现故障都可能影响发电机的运行。

2 汽轮发电机励磁系统常见故障与应对措施

2.1 起励失败