浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析

林燕峰

摘要：在发电系统运行的时候，励磁系统发挥出了非常的重要的作用。同步发电机励磁系统是目前我国电厂的主要应用设备，一旦该系统出现故障，直接影响到了电厂的整体运行效益安全。下文就同步发电机励磁系统及常见的故障进行分析。

关键词：同步发电机;励磁系统;常见故障

引言：

在电厂发电运行的时候，同步发电机励磁系统发挥出了一定的优势，通过励磁系统的合理调控，有效的提高了发电机运行的安全性与可靠性。

一、同步发电机励磁系统概述

（一）组成部分

同步发电机励磁系统主要与由功率单元和调节器组成，该系统主要是为同步发电机供给一定的电源，从而确保同步发电机的稳定运行。因此在研究励磁系统的时候，通常将励磁系统与同步发电机归属到一起。

在电厂同步发电机运行的时候，励磁系统的功率单元，为发电机的转子提供稳定可靠的电源。而励磁功率单元的具体输入电流大小和输入的周期变化，则是由励磁调节器进行控制。因此励磁系统中的调节器模块起到了核心的调控作用，调节器安全稳定的运行，则可以保障功率单元输入信号和时间周期的稳定，从而有效的保障同步发电机转子运行的可靠性[1]。

（二）主要特点

第一励磁系统可以自动的调节发电机的电压，因为在发电机组运行的时候，产生的电能存在一定的波动，为了保障发电机对外输出电压的稳定性，则需要同步发电机励磁系统对变电器的电压进行合理的调控。并且将具体的调节状态实时的反馈到控制系统当中，确保励磁系统可以进行智能自动化的处理。当同步发电机运行工况下降的时候，发电的电压会出现一定的降低，这时就会产生无功电流。若是励磁系统供给的电流没有发生相应的变化，随着无功电流的持续增加，产生的无功功率也会增加，从而造成了资源的浪费。 为了更好的开发电力资源，对外输出稳定可靠的电力，励磁系统需要实时的调整同步发电机转子的励磁电流，这样就可以使得发电机的电压处于一个稳定的区间内，提高发电机组的整体工作效率与安全。

第二是同步发电机励磁系统与发电机组处于并联的状态下，且两者并联的母线容量是非常大的。发电机是否产生无功电流与励磁电流存在着直接的关系，在无功电流、励磁电流变化的时候，发电机的电动势也产生了一定的变化，由此可见，当发电机与励磁系统并联时，两者的多项工作指标都是关联的。在两者并联的工作环境下，调节器调整励磁电流就可以间接的影响到发电机的无功功率，这样在同步发电机运行的时候，电压调节工作就被很好的替代，提高了同步发电机组的整体工作效率[2]。

第三就是发电机组的无功负荷，每一组的发电机都有设计的额定工作容量，当发电机组并联运行的时候，励磁系统结合所有发电机组的额定容量。根据电厂运行的工作标准，结合发电机组的额定容量，进行无功负荷的科学分配，从而更好的提高同步发电机组的运行安全性与稳定性。

二、同步发电机励磁系统的常见故障分析

（一）发电机出现灭磁失效故障

在同步发电机励系统工作的时候，都是应用可控硅桥逆变器进行灭磁工作，在实际发电机运行的时候，一旦电网进入到解列的工作环境，此时励磁系统需要将发电机组的磁场控制到最低。在调整磁场强弱的时候，可以充分的发挥出可控硅桥的工作价值，从而使得励磁工作从整流阶段转变为逆变阶段，从而逐渐的将转子内部的能量消耗完。在实际检测的过程中若是发现励磁系统无法完成消磁工作，需要尽快的从以下几个方面进行入手，排除灭磁失败的具体原因。

当同步发电机组的交流电源出现故障时，调节器无法给发电机提供稳定持续的电压，这时很容易出现相位错位的情况，在逆变消磁的过程中出现了一系列的异常变化，进而导致了发电机灭磁失效的故障[3]。

在励磁系统控制调节的过程中，由于可控硅桥的运行性能出现了一定的变化，没有充分的发挥出自身的工作效能，从而出现了发电机组灭磁不彻底的问题。

在励磁系统可控硅回路运行的时候，若是同步发电机励磁系统无法给可控硅桥提供稳定的脉冲信号，则很可能导致可控硅桥运行短路或者是不运行。由于可控硅桥的运行无法达到发电机组的正常标准，因此在整流转变逆变系统的时候，发动机转子的能量无法进行彻底的消除，给下次开启运行埋下了一定的安全隐患。

（二）励磁计量仪器波动较大故障

在同步发电机励磁系统运行的时候，励磁计量表的指针有轻微的摆动属于正常的工作情况，若是励磁计量表的指针出现较大摆动时，则说明同步发电机的运行出现了一定的故障，需要相关的工作人员检查排除安全隐患[5]。

在观察励磁计量表的时候，若是发现计量表的指针向满刻度的方向进行大幅度的摆动，在一定的时间内计量表的指针又回到了稳定的工作环境下，这样的情况反复无常的出现。工作人员发现适当的增加励磁工作强度或者是减少励磁工作强度，励磁计量表的指针可以进行很好的调整，因此检查的工作人员就可以判断出，励磁计量仪器波动较大的故障原因，是移相脉冲的波动而引发的一种不稳定工况。

在排除该故障的时候，可以对脉冲的工作电压进行检查，然后对同步励磁系统的供给电源进行检查。在检查工作完成之后，需要对检查的数据进行定量的分析研究，从而判断出两者的励磁计量值是否处于标准要求。

当励磁系统的整流波动较大时，励磁计量表的指针摆动的非常明显，为了检查出励磁系统整流波动较大的具体原因，可以利用专业的设备检查励磁可控硅的性能是否出现正常。其他的工作人员则可以利用示波器检测，整流波中的脉冲信号是否存在安全隐患。在检测脉冲信号的时候，可以触发脉冲信号行车的机理，然后观察脉冲变压器的主副信号源是否处于正常的工作环境下，从而根据收集的脉冲信息，判断出可控硅的发出脉冲信号的可靠性[6]。

在分析脉冲信号的时候，可以依据同步发电机的实际工作电压进行相位数据的对比，观察分析脉冲信号的数值是否处于正常的情况下。在对移相角度、幅值、频率等参数进行了系统全面的分析之后，得出了一些的工作结论。

励磁计量仪器在对可控硅脉冲信号检测时发生指针波动较大的问题，主要是各个励磁设备运行工作环境的变化。由于地面震动、设备线路的氧化、电子元件的安装质量、痕接安全性等，都会间接的影响到励磁系统的运行情况。为了避免此类问题的出现，在发现故障时需要第一时间的排除，并且还需要提高日常的防控工作质量。在同步发电机励磁系统运行的期间，需要对相关的调节器和功率设备进行一定的维护与调试，对性能下降的设备需要技术的更新换代，确保同步发电机励磁系统可以安全稳定的运行。

三、结束语

综上所述，在同步发电机励磁系统运行的时候，由于工作环境的复杂和自动化控制要求的环境特殊，在励磁系统运行的时候，常出现一些运行故障，直接影响到同步发电机系统的安全与稳定，因此需要采取相应的预防控制方案，提高电厂的运行整体效率。

参考文献：

[1]乔艳兵.火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J].通信电源技术，2019，3602：286-288.

[2]薛庆彬.火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J].自动化应用，2017，12：128-130.

[3]刘卓.浅析同步发电机机端励磁系统故障分析及处理方法[J].城市建设理论研究（电子版），2017，35：3-4.

[4]王伟.火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J].中国设备工程，2018，12：42-43.

[5]杜偉.火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J].科技风，2018，32：173.

[6]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，2016，09：129-130.