浅析发电厂励磁系统运行管理分析

茹光伟

摘 要： 电力是现代社会稳定可靠发展的重要保障，在电力系统中，发电厂作为电力生产的源头，其运行管理水平会对整个电力系统的运行产生不容忽视的影响。而励磁系统作为发电厂中的一个关键组成部分，与发电厂稳定运行关系密切。从发电厂励磁系统的组成出发，就励磁系统运行中存在的问题及原因进行分析，并就问题的处理过程和处理策略进行讨论，希望能够保障发电厂励磁系统的稳定运行，推动电力行业的健康发展。

关键词：发电厂、励磁系统、运行管理

一.发电厂励磁系统组成部分

发电厂励磁系统的基本原理是基于电磁感应定律以及电磁力定律，在对励磁系统进行构建的过程中，要求技术人員选择恰当的导电及导磁材料，构筑可以相互进行电磁感应的电路和磁路，产生电磁功率，从而实现能量转换的目的。一般来讲，发电厂励磁系统应该包括调节通道、模拟量总线板、开关量总线板、人机界面以及接口电路等，如果依照设备功能，大致可以分为两部分： 一是励磁功率单元，包含了整流装置和交流电源，能够为发电机励磁绕组提供相应的直流励磁电流; 二是励磁调节器，可以对发电机的电压以及运行工况变化进行监测，依照相关标准和要求，自动对励磁功率单元输出的励磁电流数值进行调节，确保其能够满足励磁系统的实际运行需求。励磁调节器具备了较为完善的故障检测功能，可以实现对于电源系统、硬件系统、软件系统的全方位检测，借助自检与互检的相互配合，保证事故检测与通道切换的顺利进行，有助于提高励磁系统的可靠性和稳定性。

二.发电机启动励磁注意事项

（1）启动励磁时要严密监视发电机转子电压、电流和定子电压指应示均匀上升，定子电压不超自动启励设定值（2）应监视定子电流指示应为零，如果发现定子电流表有指示，则说明定子回路有短路故障，应立即停止升压。（3）应注意定子三相电压是否平衡。（4）注意核对转子电压、电流空载值。

三.励磁系统运行存在的主要问题及原因分析

发电厂励磁系统在实际运行过程中，会受到很多因素的影响，存在不少问题，这些问题的存在会对励磁系统功能的发挥产生阻碍。

1.无法起压

在发电机正常运行时，如果励磁系统剩磁缺乏，将无法完成励磁电压的构建，也会导致发电机启动环节的起压效果难以保障。对其原因进行分析，主要是因为剩磁不足，设备维护环节出现了接线事故，导致设备启动时电流快速传输，剩磁无法满足励磁电压构建的需求。

2.发电机失磁

电厂发电机运行环节，如果出现失磁问题，将会造成发电机失步，在转子阻尼绕组、表面以及转子绕组中产生相应的差频电流，出现附加温升的情况，严重时会引发转子局部高温，影响发电机的运行安全。导致发电机失磁的主要原因有几点： ①励磁变故障跳闸。若励磁变压器存在绝缘缺陷，或者缺乏有效维护导致其在运行中出现绝缘恶化，随之产生的放电现象会造成励磁变保护动作跳闸，失磁保护动作则会引发机组跳闸。②励磁滑环打火。若碳刷压簧的压力不均匀，会导致部分碳刷出现电流分布不均的情况，在电流过大的碳刷中引起发热现象，碳化及滑环接触面的污染会导致两者间接触电阻的增大，引发打火问题。③励磁调节系统故障。发电机励磁调节系统EGC 板故障会引发发电机励磁调节器转子过电压保护动作，继而导致失磁保护动作跳闸。

3.转子两点接地

以火电厂中的汽轮发电机为例，特殊的作业环境会导致发电机在运行中容易出现积灰问题。如果积灰严重同时发电机转子槽口的绝缘出现损坏，则会导致发电机出现一点或者两个点接地故障，如果这个故障发生在转子绕组和励磁系统中，会对发电机正常运行产生阻碍。一方面会导致发电机无功功率下降; 另一方面则会造成励磁电流升高，在得不到及时处理的情况下，就会对整个电网的运行安全产生威胁。

四.发电厂励磁系统运行问题的主要处理方法

1.做好电路调整：一是电压调节。在机箱内部，各单元之间的连接是在背板的基础上实现的，这种连接方式可以在减少外部配线的同时，提升励磁系统运行的稳定性。借助主控机箱软件，可以实现励磁调节器功能以及限制功能，对照发电机端励磁 PT 信号以及内部电压给定信号的差值，利用PID校正器完成电压调节工作。 二是电流调节。硬件设施与电压调节可以在电流调节通道或者以软件模块为载体的通道中实现高度共享，励磁电流调节强调在内部电流给定信号与励磁电流测量值差值的基础上，借助PID校正器完成调整。调压调节通道需要将发电机端电压作为控制量，确保其能够长期处于稳定状态以及保证电流的稳定性; 三是通道控制。励磁调节器可以在无扰动的情况下切换到备用通道，对比两通道控制电压的差异，就跟踪通道的给定值进行实时调节，以此来实现对于目标的全程跟踪。在跟踪过程中，需要做好动态跟踪回路的合理设置，这样才能确保故障切换时发电机的稳定调节，实时监控和观察通道内情况，推动内外信号连接，保证控制指令的及时发送和执行。

2.优化参数管理：技术人员应做好自动励磁调节器参数的合理设置，因为调节器参数设置不仅关系着励磁系统作用的发挥，也会对发电机组以及电力系统运行的稳定性和可靠性产生直接影响。在科学技术飞速发展背景下，设备生产上对于软件程序的更新速度不断加快，技术人员会在提供现场服务的同时进行程序升级，但是如果操作不当，很容易引发安全问题。对此，电力部门应进一步加强对于励磁参数的管理，采取多元化管理的方式，参考继电保护中的定值管理方法，由电力生产部门进行参数整定，维护人员及运行人员分别负责参数的输入及核对，保证励磁系统的正常运行。

3.重视设备维护：发电厂应高度重视励磁系统的维护保养工作，就励磁系统故障以及故障处理策略进行统计分析，依照分析结果采取有效的处理和应对措施，提升励磁系统的可靠性。在运行维护环节，应做好发电机的专项进项运行试验，并在机组启动、停止以及试验过程中，低速切断励磁，对励磁调节器自动通道中存在的故障进行及时修复，确保其作用和性能可以充分发挥出来，避免设备和系统长期处于手动调节模式。

五.励磁系统设计及运行建议

1.设计人员在励磁调节器选型时选择性能可靠、稳定的。

2.选用起励磁继电器，触点容量及线圈质量要可靠。

3.实际监测发电机起励磁前励磁系统设备正常，处于良好备用，避免开机后发生突发异常。

4.发电机开机前按照试验规程，做好发电机假同期并列试验、灭磁联跳主油试验。

5.技术专业人员检测发电机主油开关的辅助常闭触点可靠闭合，为微机励磁调节器做好逻辑判断。

6.对发电机励磁系统建立定期大、小修制度，及时发现处理存在的缺陷。

7.设计人员选用可靠的起励磁按钮，保证一次接触良好。

8.针对励磁调节器、可控硅选择厂家、根据实际情况，选择励磁调节器生产质量较好的厂家。使用成本低、减少故障发生，确实保证使用周期。

结语：

随着电力系统规模的扩大，以及远距离重负荷输电线路的出现及大型发电机开始采用，由半导体励磁调节器和晶闸管整流功率柜组成的快速励磁系统，使整个电力系统的阻力不断减弱。当电力系统发生故障或受到其他扰动时，出现长时间低频率振荡，严重影响电力系统安全稳定运行。因此，有关部门应该重视起来，积极引入先进的工艺技术和电力设备，对发电机励磁系统进行完善，定期开展励磁系统的检修工作，对发现的问题进行及时处理，切实保证励磁系统运行的高效性和安全性。

参考文献

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