电厂电气总起动试验中励磁系统相关问题探讨

许军科

【摘 要】在电厂电气中励磁系统是非常关键的一部分，甚至可以说励磁系统的优劣可以直接影响到电厂电气的稳定运作。而在电厂电气的总起动中励磁系统也占据十分重要的地位，对励磁系统所展开的相关试验可以直接决定电厂电气的总起动是否成功，因此，针对总起动试验中励磁系统的分析研究，对于电厂电气的总起动有着至关重要的意义。

【关键词】电厂电气;总启动试验;励磁系统

【中图分类号】TM31                               【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）01-0167-02

1 引言

在电厂电气的发电机中，为同步发电机供应励磁电流的相关电源与其他附属的设施都被统称为励磁系统，通常都是由两部分组成，分别是励磁的功率单元与励磁的调节器。在发电机中最为关键的组成部分就是励磁系统，不仅能够对发电机的运作造成影响，甚至会对整个电力系统的稳定运行造成影响。而在电厂电气的总起动试验中，针对发电机出现的短路现象、空载等实验内容，都需要励磁系统的相互配合，因此，在电厂电气的总起动试验中励磁系统可以说起到决定性的作用。

2 励磁变压器的概述

如今在电厂电气所展开的总起动的相关试验时，大约有90%以上的为自并励磁系统，而在自并励磁系统中最为核心的一部分就是励磁变压器，主要指的就是为发电机中的励磁系统供应三相交流的电源装置，在电厂电气的总起动试验中，是为发电机的短路与空载等试验中的励磁系统供应励磁电流。但是在实际展开试验的过程中，因为在励磁变压器连接到发电机出口部位时，出口的实际电压无法达到总起动试验的相关要求，所以就需要在出口部位连接外接的临时电源，在一般情况下都是采用高压厂中所使用的电源[1]，而这种连接需要在总起动试验的准备阶段注意以下几方面。

2.1 临时电缆的主要规格

在准备展开电厂电气的总起动试验时，由于自并励磁系统需要接入其他电源，所以就需要在展开试验之前，在高压厂中引入一段电源连接到励磁变压器的高压侧，在挑选连接到励磁变压器中的临时电源时最为关键的原则就在于，临时电缆是否能够满足总起动试验中发电机的短路、空载等试验中，励磁系统所需要的实际电流。为了确保临时电缆能够达到所需要求，在电压已经明确知晓时，总起动试验中发电机的短路与空载就能够决定励磁电流的实际大小，也能够从中反映出连接励磁变压器高压侧的临时电缆所需要的实际电流。除此之外，在总起动试验中一定要注意集电环和电刷之间所产生的接触压降，因为新电刷所产生的接触压降会比较小，电刷的磨损程度越大所产生的接觸压降会就增加，所以在对其展开计算时一般都是定位为5V，为临时电缆的规格留出一定余量。

2.2 励磁变压器的分接头

在励磁变压器上连接上满足实际要求的临时电源后，在总起动试验中展开短路试验时，将励磁电流增加到可控硅最小的触发角时，在发电机中的定子电流如果还是无法达到额定的定子电流，那么这次试验的信息数据就无法满足措施的实际要求。针对这一问题就需要在接入临时电缆之前考虑，通过对励磁变压器的二次侧电压展开计算，就能够得知控规的电压能否符合发电机短路试验的实际要求，如果无法达到总起动试验的实际要求时，就需要根据励磁变压器的使用说明来展开适当调整，从而使励磁变压器二次的侧电压，能够达到发电机的短路试验中所需的实际电流。

3 电厂电气总起动试验中励磁系统的详细分析

3.1 励磁发变组的短路试验

3.1.1 发变组的短路特性试验

在针对发变组的短路特性展开试验工作的过程中，需要准确定位一个短路的位置，确保可以充分满足发电机定子额定的短路电流，还需要送上励磁变临时电源，并逐渐增加励磁。当定子电流增加至定额时，需要将励磁的电流减至0，同时还需要监测定子电流与励磁电流，确保定子电流不会超过规定的额定值，而且还需要将励磁电流控制在0.8 Ufn以内。通常情况下短路曲线属于线性曲线，在展开短路试验的过程中，可以根据短路曲线的上升过程与下降过程记录7～10个点的模拟量。

3.1.2 检查系统电压的回路

在展开励磁发变组的短路试验时，短路点会出现在主变高压侧中，而发电机的极端电压会因主变压器的短路阻抗随定子电流的增加而上升，所以通过电压回路的监测工作就可以得知出现电压回路的危险点。以便通过电压回路的检查工作来消除电压回路中的危险点，最终可以有效降低试验人员与试验设备出现损坏的情况，而且在检查系统电压回路的过程中可以全面参考其他发电厂的短路实验数据，以便可以在丰富自身的经验，如表1所示：

通过表1可以得知，目前新建机组的主变短路阻抗多数会处在13%～20%之间，所以在展开励磁发变组电路实验的过程中，可以充分根据定子电压幅值来满足电压回路的检查要求，以便可以尽快找出短路点的位置，从而在试验的过程中寻找出短路点并有效清除短路点，为试验人员的生命财产安全与试验的顺利开展提供良好的基础保障[2]。

3.2 发变组空载的试验

通常情况下当发电子的定子电压达到或超过1.3Ugn时，就会导致电压器出现过高激磁。为了可以有效解决这一问题，就需要发变组空载试验将发电机定子电压上升至1.05Ugn。当整体条件具备展开空载试验时，就可以通过逐渐增加励磁的方式将定子电压上升至1.05Ugn，待定子电压上升至该标准时就可以将励磁电流减至0，而后需要对定子电压与励磁电流展开监测，确保定子电压与励磁电流不会超过1.05Ugn与0.4Ufn。通过传统的发电机特性曲线可以得知，当定子电压不超过0.75Ugn时即为线性关系，在这一情况下定子电压可以上升至饱和曲线。在记录空载特性曲线与饱和曲线的模拟量时，需要分别针对不同电压而展开记录，例如，当定子电压在0.75Ugn以下时可以记录约5～9个点;当定子电压在0.75Ugn～1.05Ugn之间时，可以记录约7～9个点。

3.3 励磁系统的空载试验

发电机励磁控制系统在整体电力系统中占据着极为重要的位置，其不仅对电力系统静态稳定性与动态稳定性有着较大的影响，同时对电力系统的暂态稳定性也会产生较为严重的影响。所以在展开励磁系统的空载试验时，就需要选择不同的方式，以便确保试验的有效性与结果的准确性。对于不同的励磁调节器、励磁方式而言，实验项目也会有所不同，以Unitrol5000为例，励磁方式则为自并励磁方式，其实验项目主要包括：手动方式起励升压;手动方式3%的阶跃试验;手动方式转变灭磁;自动方式起励升压;自动方式10%阶跃试验有效调整PID参考数据;手动方式切换励磁方式;自动方式跳灭磁开火灭磁;ECC阶跃试验;V/Hz限制器试验;PT断线试验;手自动方式切换实验方式;自动通道切换方式;整流柜的均流试验。通过上述可以得知自动与手动这两个渠道都可以展开项目试验，同时还可以通过较为准确的方式来提高励磁系统空载试验的准确性与有效性[3]。

4 结语

综上所述，由于励磁系统在电厂电气的总起动试验中的重要性，所以在展开电厂电气的总起动试验时，一定要针对其中励磁系统的相关问题展开深入分析与研究，并通过试验中发电机的短路、空载等相关内容，阐明励磁系统在其中的相关事项与实际经验，从而为电厂电气的总起动试验的成功率起到一定的保障作用。

【参考文献】

【1】刘世富， 王泽众， 陈茜. 电厂电气总起动试验中励磁系统相关问题探讨[J]. 山东电力技术， 2011（5）：24-27.

【2】李桂华. 水电厂励磁系统的改造问题及其对策探讨[J]. 低碳世界， 2016（14）：30-31.

【3】史成娇. 发电厂高压电气试验中危险点分析和防范措施[J]. 电子世界， 2016（2）：166-168.