发电机励磁系统故障成因及对策

张国瑞

摘 要：励磁系统为发电机中的主要部分，在电力系统正常运行以及事故产生过程中，励磁系统发挥重要作用。励磁系统的稳定运行，不仅能保证发电机更可靠，实现合理性能，也能提高发电机的技术经济指标。所以，在文章中，基于相关案例的分析，对整个过程的系统故障进行详细解决，以提高系统的可靠性。

关键词：发电机；励磁系统；故障；可靠性

中图分类号：TM312 文献标识码：A

一、案例分析

某电站位于辽河支流上，为坝后式电站，存在3台机组。其中，总装机容量为7030kW，每年设计的发电量为1600万kWh。三号机组装机容量为630kW，机端电压为6.3kV。电力系统中同步发电机的励磁方式主要分为两类：（1）直流发电机励磁；（2）半导体静止式励磁。当维护QF-6-2背压式汽轮发电机期间，对励磁系统的常见故障进行了详细分析，并总结一些经验获取有效的处理方法。如图1所示，为励磁系统给的接线原理图。该机组的励磁装置是一种简单的模拟半控桥式静止自并励磁系统，是基于一台接自段的励磁变压器，将其做为励磁电源，并利用晶闸管整流装置，将其发给发电机励磁。当机组启动后，会基于增加的交流电源励冲磁。但是，在实际运行中，也会产生一些故障，影响发电机的运行，所以，需要对其产生的故障进行详细分析。

二、发电机励磁系统故障分析及提高可靠性的对策

（一）励磁机的逆励磁故障分析

一般情况下，发电机处于正常状态。当其中的交流电压逐渐上升的时候，电压表和电流表显示的数值相反。并且，针对发电机在运行过程中的实际发展情况进行分析，发现励磁电流表上的指针以及电压表上的指标也存在明显的相反现象，在定子回路上的电流表、电压表，发现他们的指针方向一致。根据实际情况，对逆励磁情况的产生原因进行分析。发现其具体上主要分为两种。升压时，会产生逆励磁现象，因为新发电机还未运行，励磁较弱。在试验期间，对正负极接错，抵消了剩余励磁的方向。同时，在发电机运行的时候，由于励磁电流小，会增加负荷，增加电枢电流。在这种执行条件下可以发现，励磁磁场整体比较弱，无论在期间使用的是手动方式还是自动方式对其调整，都不会使励磁增加，但会对励磁机的磁场抵消掉。

（二）发电机升不起电压的故障分析

对于新电机实际转速运行情况的分析，分析其产生的电压升高现象，发现该现象可以降低励磁电。当发电机无法升起电压的时候，要分析励磁回路中产生的断线情况，并对电刷位置是否一致进行检查，研究接触的是否良好。当这些问题都未发现的时候，发现励磁电压表上的数值比较小，励磁的正负极方向是相反的，因此，对励磁绕组正负极进行调整十分必要当维修发电机的时候，还需要对其存在的错误接线情况进行详细分析和阐述，详细研究励磁绕组的正负极。完成维修工作中，对其再次运行，发现在励磁机绕组中的电流通过的方向也是相反，并消除掉其存在的剩磁，也无法对电压进行建立。基于对通直流电试验的分析，实现自动励磁装置试验工作中，不能断开励磁回路，保证不会消失剩余磁。因此，在对其充磁期间，可以引入外加电源。同时，要降低其产生相关故障，还要对发电机进行维护，实现励磁回路接线工作更准确，还需要为接线工作提供标识牌，这样不仅不会在励磁接线工作中导致一些错误的产生，尽管对直流电阻实施测量，也能断开励磁回路，实现测量和接通。电刷位置的安装工作也要更规范，因为规范的对换向器接触进行维护，能降低电路的断开现象。

（三）发电机失磁故障的分析

随着发电机的不断运行，励磁电流和转子磁场消失后，会在期间产生失磁现象。导致该现象的产生，是因为转子电流表上的数值为零。当校正装置和复励电流逐渐增加情况下，其产生的定子电流也会增加，引发摆动现象。当发电机失磁后，其存在的定子电流也会减少，当产生一定数值后，会逐渐增大，也会超出一定数值。该现象下，需要在电网中吸取无功，维护发电机的正常运行，增加定子电流。如果转子电压的数值为标准的，由于短路现象的影响，会导致转子失磁，降低电压。当转子开路的时候，也会出现失磁现象，提升电压。基于功率表的指示，当发电机处于失磁现象下，发电电网发出无功，发电机电流和电压的数值也之间增加。这些现象的存在说明产生周期性摆动，尤其是在提升汽轮流速下，也会增加其频率，从而无法促进系统的稳定运行。

对其产生的失磁问题进行分析和解决，需要针对电网发电机容量的研究，当其中的电压不断降低的时候，引发震荡、电压崩溃等现象。所以，要脱离失磁发电机和电网，在运行过程中也不能对其检查。针对电网中的比重情况，也可以为电网增加无功，这样才能对电网电压进行控制。失磁发电机的时候，也不能马上将其与同电玩解列，保证在充分条件下运行，异步运行时间在半个小时以下。对于水轮式和绑线式汽轮发电机，如果其存在励磁缺现象，受自身结构特点的影响，不能将其放在无磁条件下运行，需要及时与电网解列。当整体式转子的汽轮发电机励磁失去的时候，不能将其与电网解列，需要基于相关措施，保证励磁能够尽快恢复。在具体执行过程中，可以先檢查自动灭磁开关，当发现发电机开关不存在跳闸现象的时候，要将其禁止。也要对自动励磁装置进行调整。还要实现灭磁开关闭合，这样在整体上才能达到恢复励磁的作用。所以，对其进行调整，需要对磁场内的变阻器接头接触现象进行研究，转动磁场的变阻器手轮，对其详细分析，以保证能在总体上恢复励磁。

结语

基于文章中的分析和研究，通过实践经验，分析励磁系统在运行期间常常产生的故障，为其提出有效的解决方法，不仅能维护机组的安全、可靠运行，也能为其提供理论参考。

参考文献

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