发电机励磁实时监测系统研究与应用

遇亚辉（哈尔滨电机厂责任有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

发电机励磁实时监测系统研究与应用

遇亚辉
（哈尔滨电机厂责任有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

摘要：近年来，随着社会用电需求的不断上升，现代电力系统中发电机单机容量越来越大，大型发电机已占据当今电力生产的主导地位。但由于大型发电机本身造价昂贵、结构复杂，一旦出现损坏不仅需花费大量时间去处理，而且影响到人民生活和生产。因此，做好这些发电机励磁实时监测系统研究就显得格外重要。本文从励磁发电机实时监测系统的应用背景入手，介绍了发电机励磁系统中的实时监测新方案，以供同行工作参考。

关键词：发电机；励磁系统；实时监测系统；参数识别

一、发电机励磁实时监测系统重要性

在生活节奏不断加速的新时期，人们对电力供应稳定性、安全性要求不断提升，发电机励磁实时监测系统作为保证电力供应稳定性、安全性的关键，对其进行研究和分析势在必行。发电机励磁实时监测系统在目前已经被广泛的应用在各种不同容量的发电机组中，大大提高了运行人员对发电机组励磁系统的掌握能力，对发电机运行稳定有着重要作用。同时，发电机励磁实时监测系统在运行中能收集到不同数据，对电力系统计算模型、故障的预防提供理论依据，因此可以根据这一技术深入的研究可以对电力预防系统故障体系进行革新。

二、发电机励磁实时监测系统研究

发电机励磁实时监测系统能在发电机运行状况下，特别是发电机发生故障的时候准确、真实的记录发电机两端的电压、发电机励磁电流?、转子与定子之间的关系等，为事后故障的分析、处理及系统的改进提供必备数据。这样不但可以避免设备的突然损坏，并避免设备停运所带来的经济损失，有充分的发挥了设备的各方面作用。因此，发电机励磁实时监测系统可谓是保证发电机组安全、可靠运行的最佳手段。

1整体方案的实施

由于发电机励磁实时监测系统在数据传输的时候与向量测量装置大致相同，因此为了更好的方便这一端口的相互连接，使得发电机励磁实时监测系统形成类似于向量测量装置的新结构。具体的结构布局如图1所示。

第一层主要是分布式发电机励磁系统测量装置，它在测量中采用了告诉采集机组相关数据，并且根据数据启动数值对机组经常出现的一些扰动值进行详细记录。

第二层则是数据收集系统，它在数据手机中主要涉及到GESMU数据收集处理器和GESMU数据管理系统两方面。其中数据收集器主要是在运行中对数据进行汇集和保存，并且通过太网传输给数据交换机，并进入专线光端机发送给发电机组，管理人员可以通过这一数据准确的分析出数据表达的内容。

第三层则是由数据管理主站的主机和GESMU高级分析器共同构成的，其中主站接收机在接收到GESMU数据之后，将数据及时的保存到WAMS数据库之中，并将机组扰动记录单独保存下来，在经过高级分析之后将这些数据录入到录波文件当中，实现机组参数的识别、分析。总之，这一系统本身具备实时监测、实时记录、实施检查等功能，因此在正常运行中不但能够及时的将发电机中各种故障加以处理，而且能满足国家电力调度中心对《电力系统实时监测系统规范》的新要求，更能适应目前高精度信息采集工作的需要。

图1 GESMU系统实现方案示意图

2光变速器性能的应用

励磁系统也就是我们常说的供给同步发电机励磁电流的电源以及其他一些附属设备，这一设备通常都是由两个不同的部分组成的，其中以励磁功率单元和励磁调节器最为关键。而在励磁调节器分析中，光变速器的应用较为普遍，它的具体应用可以从以下几个方面入手分析。

2.1传统变送器的应用

在过去的发电机励磁系统信息实时监测工作中，常采用的检测方法和检测原理就是在励磁系统的基础上，根据励磁系统本身工作原理设置电流变送器、电压变送器将励磁电流、电压采集并传送给PMU。但在经过一段时间的实践分析之后，我们发现这种检测系统由于这种励磁数据采集方式在应用中存在众多的缺陷，如机组安全防护特征不明显、容易受变送器周围环境变化而出现信息传输误差等。因此，在信息采集和传送的时候我们应高度重视励磁电流和信号的传送。基于这种要求，光变传送器结果逐渐被人们重视，并成为发电机励磁实时监测系统中常用设备。

2.2光变传送器的具体应用

在光变传送器的连接中，通常都是将它和发电机转子的分流器相连接，且在一端设置一个能够自我运算的放大器或计算器，另一端则设置一个电流变送器。通过放大器、运算器来对电机转子上的电流负载能力进行放大和计算，并将运算得出的电流信号及时的调制并传输给电光转换器。这个时候电光转换器会根据电流量的大小和频率的高低进行计算并自我实施增益调制。在这个时候，如果电流量过大，那么转换器在运行中会产生高频噪音，而电流越低噪音的声频也就越低。同时，这个时候的信号是以双极信号为主的，它的输出有着单极性特征，这就要求电光转换器在工作中能及时的将各种哦个信号转变成为光信号，从而达到科学接受的目的。

结语

落实WAMS的应用是完善发电机励磁系统检测方法的主要环节，也是优化检测技能的关键，在工作中要科学开展光变传送采集系统的安装，彻底杜绝和隔离高压侧与低压侧电气问题的产生，并及时的消除发电机在正常运行中所出现的一切线圈乃至内部设施的故障，这样不仅可以有效保证发电机运行安全，而且能有效提升发电机励磁系统检测的实时性、安全性以及测量结果的准确性。

参考文献

[1]侯运红.基于虚拟仪器的发电机励磁状态监测与故障诊断系统研究[D].西安理工大学，2008.

[2]何龙.基于有限元模型的双馈感应发电机绕组匝间短路故障特性分析[D].华北电力大学，2014.

中图分类号：TM31

文献标识码：A