发电机励磁系统误强励分析探讨

宿崇

【摘 要】发电机励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。在当前的发电机运行过程中，发电机励磁系统的误强励对发电机的安全性有很大的威胁。分析研究发电机励磁系统误强励产生的原因和特点，并找到合适的解决方法，对发电机运行过程中的安全问题的解决具有重要的指导意义。

【关键词】发电机 励磁系统 误强励 分析

随着科学技术的发展，微机励磁系统在发电机中的使用越来越广泛，励磁系统可以根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值。还可以控制并列运行各发电机间无功功率分配，提高发电机并列运行时的稳定性。当发电机出现故障时，可以进行灭磁，以减少故障的损害。发电机励磁系统的使用给电力系统和发电机本身都带来了更为安全稳定的运行。强励对电力系统的恢复和稳定性运行有重要作用，但是，当发生误强励时，反而会造成发电机事故的扩大。

1 强励和误强励

1.1 强励

当电力系统的电压大大降低时，发电机的励磁调节器会自动检测电压降低，而迅速发出增加励磁电流的指令信号，从而尽可能提高发电机机端电压到正常运行额定值，这一过程叫做强行励磁，即强励。强行励磁对电力系统稳定运行具有重要的意义和作用，即当在短路故障发生时，通过强励可保护系统电压不至跌落到电网不可接受值，而当短路故障切除后，又能使电压迅速恢复，此外，故障系统在强励后，随着电压的抬升，可提高带时限的过流保护动作的可靠性。强励倍数，是衡量励磁系统强励水平的重要参数，即强行励磁顶值电压与励磁额定电压Ue之比，对于空气冷却励磁绕组的汽轮发电机，强励电压为2倍额定励磁电压，强励允许时间为50S；对于水冷和氢冷励磁绕组的汽轮发电机，强励电压为2倍额定励磁电压，强励允许时间为10～20S。

1.2 误强励

在机组运行过程中，当电力系统的电压大大降低时，发电机励磁系统为了使机组恢复运行而强行增加发电机的励磁，这种强励是正常的，一般不会造成发电机的事故发生。但是当电力系统的电压在正常范围内时，发电机励磁系统由于错误判断等原因依然进行强行励磁，这就会导致电力系统的电压猛增，从而造成发电机甚至电网安全事故的发生。

2 发电机励磁系统误强励的原因分析

2.1 微机型励磁调节器电子磁盘损坏

微机励磁调节器通常是由两个闭环调节通道组成的，每个通道都有相应的调节参数，调节参数是励磁调节系统进行励磁调节的重要参考依据，这些调节参数是保存在电子磁盘中的，所以，当电子磁盘出现故障或是损坏的情况时，很容易造成调节参数的丢失或是不准确，此时励磁调节器的调节就会根据错误的参数进行，从而造成发电机事故的产生。

2.2 操作不当引起的空载误强励

发电机励磁系统工作程序复杂，在励磁系统的安装调试过程中，操作较多。而且，电力系统内部器件多，连接复杂，在对发电机或是励磁系统进行操作时，如果操作不当就很容易发生误强励。如励磁通道两组电压测量PT二次接线松脱，且机端电流引起扰动，起励时，发电机的定子电压信号被割断，在进行调节器的检测时，就无法检测到信号，且错误判断满足强励条件从而导致误强励的发生。

3 防止误强励的方法

3.1 科学设计励磁系统

误强励的发生与发电机励磁系统设计的科学与否有重要关系。正确、严密地设计励磁系统是规避误强励发生的基本要求。在发电机励磁系统的设计过程中，需要对发电机的并网情况作出判断，如果发电机没有并网，很容易发生误强励的情况。但是在现在的发电机并网判断过程中，主要是根据发电机并网开关的辅助接点的接触情况来判断的。但是如果仅仅根据这个来判断，很容易造成误判。所以在励磁系统的设计中，要增加发电机是否并网的判断方法，并网开关接点可以采用一开一闭两对接点，并且避免使用通过继电器扩展的接点。

3.2 加强对励磁系统的管理工作

对发电机励磁系统的安装调试和维护工作都要安排专业的技术人员，并严格按照相关的操作运行规范和操作手册对系统进行维护、调试和启停机工作操作。要加强对技术人员的培训，是技术人员能够从思想上和技术上，对误强励有清晰的认识，并掌握相应的操作技巧和规范，保障在后期的维护工作过程中能及时发现问题，并采取合理的解决办法。

3.3 对励磁系统的维护

发电机励磁系统的设计复杂，在日常的维护检查过程中，很多工作人员或者发电厂，为了节省维护成本，在检查维护过程中，往往没有做相应的试验和调试工作，对系统使用的元件的性能没有严格的认识和要求，不能及时发现一些有故障或者安全隐患的元件。在维护检查过程中仅仅只对励磁系统的设备进行常规的检查，这种维护方法对设计复杂的励磁系统来说是不严谨的。

3.4 误强励的应急处置方法

工作人员要根据误强励发生的原因和发生故障的位置，故障程度，采取合理的解决措施。无论什么故障的发生，都要先确定故障发生后的影响范围，从而对采取什么措施作出清晰的判断。如PT线的断裂，要注意确定原PT的二次空开或熔断器是否状态正常，然后根据状态正常与否，对PT线的二次空开或熔断器进行调试。励磁系统是通过强行增加励磁电流对发电机产生影响作用的，所以当误强励发生时，应立即减少励磁电流。若能减到正常运行电流值，可倒换至备励运行；若无备励或减磁无效，最快捷的办法就是通过控制灭磁开关快速灭磁，使励磁系统失去对发电机的作用，从而避免事故发生。

4 结语

通过对发电机励磁系统发生误强励的原因分析，电力企业和工作人员要正确认识误强励对发电机的负面作用，根据误强励发生的具体情况，采取相应的风险规避方法和应急处理措施。通过对误强励问题的处理，充分发挥磁力系统对发电机的重要保障作用，促进我国电力事业的安全发展。

参考文献：

[1]何长平，赵远，周亮.励磁系统误强励及灭磁风险分析[J].水力发电，2014，40（10）：54-57.

[2]吴跨宇，周平，高春如，杨涛.基于空载误强励灭磁对发电机过电压保护整定的研究[J].电力系统保护与控制，2011，39（2）：98-124.

[3]吴跨宇，陈新琪，孙维真，王 超，楼伯良.发电机励磁系统强励功能分析与核算[J].浙江电力，2012，（7）：15-23.

[4]范琳.一起发电机励磁系统误强励事故分析[J].电力安全技术，2013，15（6）：31-33.