关于水轮发电机励磁装置故障原因分析及处理探讨

杨智勇

摘 要：水轮发电机励磁装置出现故障会影响整个供电系统正常运行，水轮发电机所配置励磁装置属于重要组成部分，在整个发电机组中对直流电进行调控，保证整个供电设备稳定安全。水轮发电机设备含有固定端口，用以稳定整个系统电压，以求与日常供电需求相结合，发电机内部端口一旦出现无功功率，将无法合理运行，励磁装置出现故障[1]。文章分析励磁装置主要构成，简单分析水轮发电机励磁装置故障原因，并对处理方式进行探讨，文章多方面联合探讨，概括整理处理方式，为水轮发电机正常运行提供有效依据，在遇到故障时提供些许参考意见。

关键词：水轮发电机；励磁装置；故障原因；分析；处理

中图分类号：TM312 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0048-02

水轮发电机组安全性及稳定性将直接影响整个供电系统正常稳定运行，为保证整个系统安全、经济并且提供优质电力能源，控制水轮发电机组安全性成为至关重要的条件之一。水轮发电机组控制中励磁装置起到至关重要的作用，因水轮发电机励磁装置是一种较为复杂的供电保护装置，可保证整个水轮发电机正常安全运转。水轮发电机组是一个集合水力动能、机械势能及电力电气能源于一体的综合性能源系统，因供电需求多变性，整个控制系统在设计初期遇到较多难点，励磁装置保护元件选择方面直接影响整个运行稳定性。

1 励磁装置简介

所谓励磁系统指的是发电机的核心构造，属于电力系统的侧重部件之一。励磁系统运转流畅，能够有效提高发电机的安全水平，持续稳定输出电力。如果发电机当中的励磁系统发生故障，需要分析故障出现的影响已泥塑，同时进行开环试验。通过具体的查验以及检修，能够有效消除发电机当中的潜藏问题，并且不断累积故障处理的经验与技巧。励磁系统主要包括全控整流器、起励灭磁回路、变压器、操作信号回路以及调节器等部分。调节器有着自动通道，微机能够模拟电路来进行调节，不同的通道能够相互切换或者是跟踪。通常条件下，微机负责主通道的检测以及调节，从而确保机端电压还有无功功率的稳定，模拟通道则处于备用状态，输出值需要跟踪微机工作的状态[2]。一旦发现微机发生硬件问题或者是软件问

题，系统就能够自动从微机通道过渡到模拟通道。通道的自动调节，主要是软件负责的，无功功率能够现地调节或者是远程调节，调节器同监控单元相连接，确保监控系统能够监控调节发电机的励磁系统，维持机组的稳定安全运行。起励应用残压起励同时将直流电源当作辅助，设有自动模式以及手动模式。灭磁应用逆变灭磁或者是灭磁开关灭磁，在机组停机的时候，发电机跳闸之后逆变灭磁，如果机组遭到冲击则提供逆变保护动作，在发电机事故或者是过电压保护的时候都跳灭磁开关。

2 故障原因分析

对于励磁装置故障方面分析中，此种发电机开机正常工作时，电机转子中剩磁与副绕线组中产生剩磁电压，产生的剩磁电压及电流通过电机中整流器进行整流给发电机励磁用，将转子磁场进行加强，提升剩磁电压，重复进行此流程发电机空载电压可在较短时间内建立。发电机产生负荷之后，所产生的电流由复励变流器进行一次侧绕组，使二次侧有交流电产生输出。发电机正常工作状态下，发电机中主与副绕组顺序是相同的，因此主、副两组绕组产生的电流进行叠加之后，可以使输往硅整流器的交流电源变为一组三相平衡并根据发电机所产生的负荷加大或减小，依据负荷功率等情况变化的三相电源。简单说，发电机负荷工作时，励磁电流是由福绕组所提供固定励磁电流与复励变流器中复励电流两部分组成。此类型发电机除了在所承载负荷极限值发生改变时进行自动调节励磁电流大小，还在负荷性质产生变化时候同样的进行励磁电流大小调节，简单说就是“恒压”功能[3]。通常情况下发电机工作出现异常，我们根据发电机运行原理会判断为是发电机中励磁系统中个别接线位置桩头松动或脱落所导致。根据上述情况，此种类型发电机主、副两组绕组三相的相序排列必须一致，若不一致，发电机负荷工作时，由复励变流器产生的励磁源会和副绕组所产生励磁源相序冲突，两者之间进行叠加后其绝对值与相序相同时幅度大幅缩小，三相相位角肯定不会相等。输往整流器的交流励磁源，属于三种相互不对称的交流电源，造成整流其输出不稳定的直流励磁电流，这种不稳定的直流励磁电流的绝对值会伴随发电机承载负荷的增大而减小，不稳定因素增大，致使发电机主磁场，功能异常，从而无法正常工作。

3 励磁装置故障分析与处理

例如水轮发电机组内设勵磁装置，内部功率在1200kW左右，该装置归类于自并立类，具备励磁电压，一般在80V左右，自行设置240A电流，励磁装置自带调节设备，根据测试对比模块、既定特有触发模块等内部模块构造，运行中使用到的模块，能够依照电压数据经整个电流属性滤波调控从而获得整个电流系统电压控制信号。上述步骤完成后，再次将该信号转送到触发模块张志，以完成现有脉冲，另外还可调控可控硅内的导通角[4]。整个励磁装置含有移动触发装置，经过信息输出源头，用以管控信号承载电压信息。重复配置单元多携带的单一属性电压及电路中生成的锯齿形电压，可有效获取等幅度脉冲，该信号能够完成现有相位操作。主体电路携带自行接纳信号的整流桥，遇到整流性元件时能够自动触发，此时如遇到识别范围内无功波动，并且可预计出该无功波动是否为常规惯性波动及既定路线，则可判定励磁设备出现故障，应立刻将水轮发电机停止操作，协调各路线，进行检查维修。

最有效可行处理方式就是依照开环特性进行整体测试，测试前应该将转子一侧配有的直流属性按钮或者关联开关阳极开关打开将整个设备连接于预设电压电源中。经过预设好的调压装置，将整个流桥交流侧连接于励磁装置中，另外将可控硅一侧直流电源连接适当的荷载电阻。该操作过程中，调压设备应与串联于端子排，形成机端取代性配件，用来显示互感器产生数据。将端子排自带感应器内线路拆卸后，调节完整调整装备，以保证100V测定电压。完成操作后，将阳极开关电压调至最高，并上升至最高许可数值内。查看示波设备，对直流电压波形进行识别。如电压超出预定范围应持续调节现有直流电压。对产生波形对称位进行标记，该划定点都可提高现有稳定状态，这表示测定情况正常。该机组内，测定的励磁变化型电压与输入属性电压相接近，不需要选用两种预设自耦调压器，与电线连接后，将测定时专用开关闭合，提高现有电压数值，另外该操作同时使用钳形电流表用以测算精准电流一到两次。在测定时一旦发现路境内含有电压，但是并未升至40V左右时，可明确该过程中预设电流以提高至10A左右，该状态下，调压器出现过热状态，并未预设出惯常试验数据。但是电路配置调压设备一旦超过40V，因内部干预可控硅，出现无法导通情况；直流回路无法进行，并没有形成完成电流回路工作。调压器承担回路中只包含三种属性交流回路方式，一旦发现存在偏差较大的电流时间，应立即将交流回路当成负载，该过程存在问题[5]。本源成因方面，可以将原因分为二极管配置存在公共侧，因此才能出现衔接地表的状态，另外整个流桥所提供零式整流限制缩短调压器现有承担负载，以至于增加现有固定电流。应选择万用表进行回路检查，该情况下一旦发现整流桥存在负端情况，应与地表衔接。拆除衔接中控室中所含多重表线。提高现有器材内电压数值，应资产恢复至常规电流数值。水轮发电机内的电气设备，应经过常规惯性除灰操作，预设的灰尘清除将内含性配电线路进行针对性清扫，另外对于附件型微小配件着重清除灰尘，这样电力内部存在部件就不存在接地情况，保证安全性[6]。

综上所述，水轮发电机励磁装置一般为功率型及管控型两种，励磁功率属型装置能够供给发电机所需直流装置，完成直流属性构建磁场，管控型装置则属于调控设备，可以识别水轮发电机整个惯性或常用性电流情况，一旦出现故障，可有效进行管理调控，以保证整个水轮发电设备运行安全稳定，就目前手段及分析现状显示，对于解析及维护该类励磁装置所使用到的方式目前较为单一，因此应重点进行该类故障探讨研究，注重故障处理方式，以探讨更为科学可行的维修处理方式。

参考文献：

[1]陈植丰.水轮发电机励磁故障探讨[J].文摘版：工程技术，2015（10）：103.

[2]李军伟，侯赛，王靓，等.水轮发电机励磁变保护动作原因分析及处理[J].电力安全技术，2016，18（7）：14-15.

[3]李卓晟.关于水轮发电机励磁事故原因的剖析[J].建筑工程技术与设计，2015，12（21）：78-82.

[4]黄宜勤.某电站水轮发电机组励磁系统故障的分析及处理[J].小水电，2015，2（4）：48-49.

[5]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，2016，1（9）：129-130.

[6]曾剑英.关于水电站励磁系统故障原因分析及对策探讨[J].工程技术：文摘版，2016，23（11）：227-228.