强力式励磁调节在火力发电厂的应用

李亭

摘 要：改革开放以来，我国生产力高速发展。但近年来，电力供应与需求增长之间的矛盾日益突显，时常出现电力供应不足的情况。而且，不可再生能源过度消耗也造成了全球性的能源危机，不久之后的将来，能源的供应问题会成为人类发展急需解决的一大难题。电能仍然是人类生产生活利用能量的主要形式，而发电厂则可以进行能量形式的转化，将非电能形式的能量转化为可供人类使用的电能。所以，在寻找到新的能源供给方式之前，更加有效地利用现在具有的能源，提高能量转化效率，使能量得到最高效地利用，我们首先要从发电厂着手。而现如今，火力发电站在所有种类的发电站中所占比例十分巨大，所以对火力发电站的研究首当其冲。本文将对火力发电厂运用的励磁调节进行介绍，并对其技术使用进行浅谈。

关键词：强力式励磁系统;火力发电厂;应用

1 火力发电厂发电机励磁系统的种类

现代发电机励磁系统主要分为交流励磁机系统、静止励磁系统、直流励磁机系统、谐波励磁机系统。

1.1 交流励磁机系统

交流励磁机系统可以添加静止硅整流器、静止可控硅、旋转硅整流器、旋转可控硅。交流励磁发电机也可称作双馈发电机。因其使用交流电作为励磁方式，所以其运作更加灵活，相较于传统同步发电机性能也更好。

1.2 静止励磁系统

静止励磁系统的电源供应可以区分为交流和并连式，线路连接可分为串联和并联。该系统具有多项优点，其接线和设备比较简单，不需要转动部分，从而提高可靠性并节省维护费用，同时缩短了主轴长度，减小基建压力。

1.3 直流励磁机系统

分為自励直流励磁机系统和它励直流励磁机系统。

2 强力式励磁调节应用的必要性

电力系统高电压高功率运行造成强力式励磁调节器的调节作用显得越发重要。高质量地调控电压，保证发电厂对外供电的母线电压保持足够精确度都对提高对外供电主要线路输送功率的最大值具有重要作用。若电网系统的大规模发电厂的母线进行组网，强力式励磁调节对整个系统的同步运行的稳定性调控效果极其明显。[1]对于复杂程度较高的电力系统，如果是系统的阻尼比较大的浮动，强力调节方式的应用效果明显。

3 励磁调节器的应用

随着科学技术的进步与发展，规模更大的大容量汽轮发电机开始在火力发电厂中被应用。而为了大型或超大型汽轮机具有更高的可控性，强力式励磁调节方式的应用具有十分重大的意义。如果强行对汽轮机进行物理冷却，对汽轮机的稳定性具有极其巨大的不利影响。现代使用的大型汽轮发电机的电抗性过高但是其机械惯性的常数过小，而且随着发电机组的单个轮机容量的不断提高，机组参数对机组的稳定性影响更大。在大容量的火力发电机组的汽轮机应用强力式励磁调节系统代替传统调节方式初期，在这些大型机组上使用强力式励磁调节系统调节器需要克服大量难题。大容量的火力发电汽轮机的各项参数发生改变均会对稳定域范围造成影响。发展过程当中，火力发电厂中的发电机组的容量不断增大。因为发电机组的各项相关数据劣化，发电机对于多种多样的工作状况的公共的稳定域范围缩小，但仍然满足使用励磁调节系统使用的必要性要求。但是应该提出，发电机组应该使用某种类型励磁调节器是由火力发电厂安装使用的轮机类型决定。但是这种方法选择的调节器普遍会与发电系统的条件存在矛盾。而自动励磁调节器在使用时有必要安装合适的最小极限限制励磁器，同时改良过负载装置，这对发电系统运行的安全性和稳定性进一步提高有很大的作用。[2]

4 火电厂励磁调节器故障及应对方式

强力式励磁调节系统一般都会装设限制流程来保证系统的正常运行，比如最常用的发电机空载V/F限制程序、反时限强励顶值限制、滞相无功延时限制和进相无功瞬时限制等。相较于前三种限制方式，进相无功瞬时限制只占据一小部分。以上提及的这几种限制流程一般都是非线性曲线。欠励会在一瞬间发生，0.06S的时间就可以供欠励现象全过程的发生。相对的过励则是延时的，一般会持续20S，而励磁程度更高的强励则是反时限的。[3]当电机空载运行时，如果发电机端电压过高，将会对设备安全产生威胁。这时，系统限制流程就会发挥其空载过电压保护功能，逆变灭磁，系统停止运行。其对系统起到的保护作用也不容忽视。当TV断线突发的时候，系统就会以断线的TV作为通道运送调节信号，这时系统就会自动切换到电流闭环运行状态，防止出现误强励现象危及整个系统。在电流闭环运行时，可以正常使用的通道会被另一通道设置为工作通道，而不能正常运行的TV断线通道则被设置为备用通道。[4]这一程序使TV断线通道输出自动闭锁。

5 总结

在我国科学技术的高速发展的同时，传统的发电机控制技术早已不能胜任现在的工作要求，而强力式励磁调节器的应用实现了对传统控制技术的替代。近年来我国很大一部分大容量汽轮发电机换装运用强力式励磁调节器，这一设备更加适应如今的发电工作。此举大大提高了电力系统运行的可靠性和安全性，对国民生产生活具有十分重大的意义。

参考文献：

[1]赵启明，姜伟民，刘煜.国电谏发电厂发电机励磁调节装置改造[C].全国火电大机组竞赛第三十八届年会论文集，2010：35-36.

[2]张常在.自并励在同步发电机励磁系统的应用[J].中国电力教育，2010：123-124.

[3]曲波.微机励磁调节器在发电机中的应用[J].中国电力教育，2019：17-18.

[4]周专山.强力式励磁调节在火力发电厂的应用.电网技术，1978：67-68.