发电机励磁系统状态检修的探讨

蒙家源

【摘 要】性能良好的发电机驱动系统不仅提供发电机的可靠操作，向电网提供合格的电力，而且还有效地改进了电源系统的技术指标。因此，励磁系统的运行状态对于发电机和整个电源系统至关重要，励磁系统更应该及早开展状态检修。基于此，本文主要对发电机励磁系统状态检修进行分析探讨。

【关键词】发电机；励磁系统；状态检修

1、前言

根据设备的实际工作情况，状态维修通过先进的状态监测、可靠的评估，判断设备的状态，识别故障的早期征兆，判断故障的位置、严重程度和发展趋势。并根据分析结果建立诊断结果。维修应在备用性能降低到一定程度前进行，否则会发生故障。随着设备可用性的科学提高和维护目标的确定，该维护系统的成本最低。为设备的安全、稳定、长期、全性能、高质量运行提供可靠的技术和管理保证，能有效地克服定期维护造成的设备大修或停修问题。

2、励磁系统状态检修的实施

励磁设备状态检修的实施是对现有检修管理体制的改革，是一项复杂的系统工程。需要长期坚持，不断总结，不断改进。首先应根据国电发（2002）508文件《水电厂开展设备状态检修工作的指导意见》，利用原机组状态检修组织和规程，对机组状态检修进行必要的补充和改进。形成励磁系统状态检修的组织机构及规章制度。本文主要讨论了励磁系统状态检修的具体实现。

2.1建立励磁系统状态检修中的监测项目

状态维修的基础是设备状态监测。状态监测项目的选择是获取励磁系统状态信息的重要环节。其合理性和准确性直接影响到采集到的信号能否反映励磁系统的实际情况，从而影响到励磁系统状态诊断、分析和决策的准确性。监测项目太多，不仅成本高，而且条件监测和诊断分析也很复杂，不利于监测励磁系统的运行状态；监测项目太少，无法真实反映。因此，在满足诊断和分析的基础上，选择最具代表性和最具反映性的监测项目是十分必要的。

（1）监测项目

①励磁变压器

电厂励磁变压器逐渐被干式变压器取代。变压器通常采用环氧浇注型。干式变压器的安全运行和使用寿命在很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠性。变压器因绕组温度超过绝缘容限温度而不能正常工作是变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器运行温度进行监测和报警十分重要。温度信号由嵌入低压绕组最热2个部分的Ptl00热敏电阻测量，温度变化由嵌入低压绕组的2个Ptl00热敏电阻测量并进行对比。现地数显表直接显示各相绕组两点温度值（三相检查和最大值显示，并每周记录历史最高温度绘成曲线图）。温度数值以4-20毫安输出，与RS485计算机接口传输到远程计算机；通过嵌入式低压绕组PTC非线性热敏电阻采集绕组或铁心温度信号进行控制风机投入及退出、超温报警、跳闸。还可配备自动终端设备，对励磁变进行实时数据采集与控制，包括磁变压器的三相电压、变压器低压侧电流、温度、高低压侧开关状态、风机状态等实时数据，实时监控和显示。并将这些操作数据传送到上位机实时显示以及存储。在实时监测的同时，也要定期试验，耐压试验就是验证励磁变压器的耐受短路能力、损耗及过载能力，然后试验数据统计进行状态分析，结合数据进行状态检修。

②励磁调节器

励磁调节器相当于励磁系统的大脑，励磁调节器运行状态是非常重要的环节。励磁调节器的监测主要是对其稳定性、动态特性和技术指标、温度、绝缘状态等进行监测，随着数字勵磁调节器的广泛应用，大多数励磁系统都具有一定的状态监测和故障诊断功能。PT断线、脉冲闭锁、调节器故障、限制动作检测等功能，还具有定子电流限制器、叠加调节、转子温度测量等其它特殊限制保护功能，但状态监测作为状态维护功能还远远不够。近五年来，各厂家励磁调节器的故障检测功能日趋完善。检测范围包括电源系统、硬件系统和软件系统。有的还具有在线帮助系统、故障记录、系统自诊断、智能测试等功能，逐步具备状态维护的状态监测功能。

③整流装置

早期投入运行的励磁整流器一般只有功率柜投退、风机投退和故障、快速熔断器状态等少量信息，但对整流器本体、晶闸管的监测较少。目前，一些厂家已经开发出的功率柜已经建立了独立的智能数字监控接口。具有桥臂电流、晶闸管开度、晶闸管壳温、触发脉冲等监测功能。同时增加了对风机风温、风压、阻容保护电路的监测，同时结合日常巡回测量阻容保护上电阻跟电容的温度进行全面监测。调节器或计算机监控系统通讯、上传和保存监控数据。人为统计跟设备智能监控统计结合对设备进行监测。

④过电压保护及灭磁回路

当发电机处于滑极等非正常运行或电力系统遭受雷电干扰时，将在转子回路中产生很高的感应电压或瞬间过电压，出现正向过电压时，正向阻断可控硅元件被触发导通，将氧化锌非线性电阻接入转子回路，吸收并抑制尖峰电压，正向过电压消失后回路自动关断。监测过电压保护回路电流互感器 CT 的电流信号继电器，采集动作信号，并进行计数，向励磁调节器和监控系统发出相应的指示信号。灭磁电路只有简单的监测功能，如灭磁开关的状态和动作次数。建立了独立的智能化数字监控接口，具有灭磁记录仪、灭磁开关动作次数、晶闸管动作次数、快速熔断器等监控功能。可与励磁调节器或计算机监控系统通信。

在各水电站进行励磁系统状态检修时，可根据本电站励磁系统的实际情况，选择上述全部或部分监测项目进行监测，并可选择供电回路、启动回路等其他项目进行监测，也可根据实际情况增加对电源回路、起励回路和控制回路等其他项目的监测。

（2）状态监测的方式

由于各电厂设备条件的不同，考虑到现有技术条件的限制，励磁系统的状态监测方式也不同。对于一些早期投入运行的励磁系统，主要通过计算机监控系统和离线检测来获取励磁系统的状态信息。可以配置一个。一些便携式测量仪器和数字仪器用于离线监测。同时增加了转子绝缘在线监测装置、可控硅外壳温度传感器、风机风温、压力传感器等专用在线监测设备，以减少投资，并根据设备改造情况进一步完善。.由于采用了先进的励磁系统，励磁系统内部网络通讯基本实现。励磁调节器采集整个励磁系统的信息，直接从数字励磁调节器中提取实时数据，并辅以离线监测。离线监测数据是通过设备的定期检查和测试获得的，主要是一些技术上无法达到的小型设备和项目。

2.2收集整理信息

设备信息主要包括运行数据（包括实时数据、运行日志、运行巡检记录、运行分析记录等）、例行检验数据（包括点检数据、金属检测试验数据、性能试验数据、技术监督现场试验数据等）和设备状态监测数据（各种监测设备测试）。获取的数据、设备历史数据（包括设备图纸、说明书、安装记录、故障记录、维修记录、台账变更等）、同类设备的故障信息和维修经验、工业部相关国家标准（法规、规章）。工业、企业、电厂等，信息和数据量很大。充分利用计算机技术对这些数据进行管理，确保其在系统和技术中的有效应用。在条件允许的情况下，采用开放式数据库结构，建立统一的数据分析平台。

2.3建立计算机专家诊断系统

专家诊断系统软件由专业厂家开发。此系统应能分析历史数据、离线数据和实时数据，给出设备健康状况、故障情况或发展趋势，并提出维护或检查建议。例如，通过晶闸管运行状态（触发功率、接通时间、输出波形）的历史和实时监测信息，分析和诊断晶闸管元件的老化或失效程度。同时，专家诊断系统还应具有事故演练、系统培训、仿真和二次开发等功能。例如，对指定的故障进行模拟，培训运行维护人员处理故障，并对系统测试进行模拟，以减少对实际设备的损坏。

当然，励磁系统状态检修是全厂设备状态检修的一部分，因此励磁系统状态检修的专家诊断系统也应是励磁系统状态检修专家诊断系统的一部分。可与专家诊断系统进行通信，实现全厂设备的状态维修或直接进行状态维修。它是全厂设备状态维修专家诊断系统的一个模块。具体实施应从安全性和可操作性方面综合考虑。

2.4分析诊断。提出检修建议报告。

根据诊断专家系统的分析模型和提出的建议，对专业维修人员的特殊责任和状态维修进行了分析和梳理，提出了励磁系统维修的建议报告，包括：设备维护项目、维护间隔、维护周期、维护过程等，提交决策部门进行维护决策。

参考文献：

[1]陆继明，毛承雄等.同步发电机微机励磁控制[J]..北京：中国电力出版社，2006.

[2]李桂红.发电机励磁系统状态检修的探讨[J].水电站机电技术，2006.29（2）：12-14.

（作者身份证号码：450721199003141410）