发电厂发电机励磁系统常见故障分析

发电厂发电机励磁系统常见故障分析

武凯 

华能济宁运河发电有限公司  山东省济宁市  272000

摘要：随着我国社会经济的快速发展，电能对于经济发展产生的影响也越来越大。火力发电作为电力生产中重要的生产机构之一，关于火力发电厂发电机励磁系统的故障问题，也引起了设备维护人员及研究人员的重视。如何有效的处理火力发电厂发电机励磁系统故障，并且保障发电机的稳定运行，成为当前火力发电厂发电机维护中主要面临的问题。本文针对当前火力发电厂发电机励磁系统常见故障，进行了简要的分析研究。

关键词：发电机励磁系统；作用；常见故障

前言：电力是关系到人们日常生活和国民经济快速发展的支柱性行业，将励磁系统应用到电力中具有举足轻重的作用，有助于确保电力供应的稳定性。近年来，我国电力资源消耗量呈现出逐年下降的趋势，以燃煤为原料的火力发电厂在电力企业中占据主导地位。锅炉产生的高温高压蒸汽有助于带动汽轮机的转动，发电机能将汽轮机产生的机械能快速转化为电能。励磁系统作为一类供给同步发电机电源的系统，是构成发电机的重要组成部分，其安全可靠运行，对确保火力发电厂和发电机正常运转具有重要作用。

1、火电厂发电机励磁系统的作用

火电厂发电机中的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，其在火电厂中主要的作用就是向发电机提供直流电流，而且在发电机中建立直流磁场。因此通过对励磁系统的有效控制则可以保证发电机的正常运行，当发电机出现故障之后也可以通过对励磁电流的调节来确保其安全运行。

2、火电厂发电机励磁系统常见故障分析

2.1自并励磁系统故障

此故障主要表现在发电励磁互感器中存在电流突变的现象，而且还会使得励磁互感器在较短的时间内达到饱和状态，同时在延迟40ms之后会出现差动保护动作。在10ms之后励磁开关会关闭并导致跳机的问题。而在上述故障发生时通常会在B相回路的位置出现，并电流互感器中会出现短路电流，在高压绕组和电流互感器的影响下导致故障的出现。

2.2发电机转子两点接地的故障

发电机励磁系统在长时间运行中发生积灰问题以及转子槽口位置的绝缘损坏问题，就容易导致接地故障的出现。而通常其在出现一点接地时不会对正常运行造成影响，但是一旦出现两点接地，就会对发电机的正常运行造成干扰。励磁系统或者转子绕组中回路的任何一处有两点接地出现时，就会有发电机盘上相应提示光字牌亮，励磁转子电流剧烈升高，发电机无功功率减小、功率因数可能进相，发电机剧烈振动，转子、定子电压减小以及校正器电流增大等现象出现。不仅会影响电网的运行安全，而且还会对电力用户的安全造成威胁。

2.3发电机升不起电压的故障

励磁系统励磁电压的建立需要依靠剩磁做诱导因子，当励磁系统没有剩磁时，励磁系统就无法建立起励磁电压。没有运行过的新安装发电机，剩磁很少，很容易消失，因此发电机升不起电压。当在发电机大修期间解体检修励磁设备时，假如由于接线错误，将励磁绕组正负接反，就会造成再次启动发电机时，铁芯原有的剩磁方向与励磁绕组中流过电流产生的磁通方向相反，导致剩磁减弱甚至完全消失，这样电压就无法建立起来。

2.4发电机失磁故障

当发电机发生失磁故障时：①转子电流表指示为零或接近于零，校正器及复励电流增加，定子电流显著增加并摆动。②当发电机失磁后，定子电流开始下降，随即又逐步增大且可能超过额定值，因为此时需要从电网中吸取大量的无功，以维持发电机异步运行，而引起定子电流的增大。③发电机端电压及发电机母线电压降低并摆动。④有功表指示降低并摆动，无功表指示到负。⑤转子电压表指示异常，此时如是转子短路造成失磁，则电压下降；如是转子开路造成失磁，则电压升高。⑥功率因数表指向进相。因为发电机失磁运行期间，向电网发出容性无功，即发电机电流超前端电压，发电机出现进相运行。

3、火电厂发电机励磁系统故障的处理方法

3.1自并励磁系统故障的处理方法

在此故障发生时需要通过实验来对其故障进行检测以及对感应电压情况进行掌握。针对此问题，不仅需要提高励磁变压器的质量控制效果，并保证系统运行的稳定性。而且要做好对电流互感器的检查和重新安装，对原有的浇筑式原理进行改变来实现系统整体运行效率和质量的提升。此外还要对电流互感器的布置现状进行分析，保证各项维护工作的开展。

3.2发电机转子两点接地故障的处理方法

当有一点接地发生时，就需要及时查找故障点并设法消除，为了防止励磁系统和转子绕组发生两点接地故障，应该在发电机励磁回路中安装绝缘监察装置，并且定期对运行中发电机的励磁回路绝缘电阻进行测定，保证处理及时性。同时，针对发电机转子两点接地故障所造成的严重危害，为了预防此故障的发生或者降低此故障的发生概率，就需要维护人员做好日常维护和巡检工作，尤其针对接地故障，在励磁回路中进行绝缘监测装置的设置，在发现接地故障时及时进行处理来保证发电机的运行安全与稳定。

3.3发电机升不起电压故障的处理方法

在发电机检修时，励磁回路的接线必须正确，检修过程中要在拆下的线头上挂标示牌，以免接错励磁回路。另外，在进行通直流电测量电阻试验时，要将励磁回路断开，等待测量完毕再重新接通。如果有不能断开的情况发生，则必须注意通入直流电和励磁器正负方向要保持一致。其次要检查发电机是否起励、起励电源是否正常、励磁变运行是否良好、功率柜工作是否正常、整流桥触发脉冲切除开关是否断开等。

3.4发电机失磁故障的处理方法

当发电机容量在电网中所占比例比较大的情况下，发电机失磁后会造成电网电压严重降低，甚至导致电网失步振荡及电压崩溃，造成大面积停电事故的发生，此时失磁发电机需要立即与电网解列，并进行停机检查。在发电机容量在电网中所占比例较小的情况下，当电网可以供给失磁发电机所需的无功功率而不致使电网电压降低过多时，失磁发电机可不必立即与电网解列，允许在一定条件下进入异步运行，但一般不能大于30分钟时间。

结语：励磁系统的正常运行与否对发电机安全运行起着至关重要的作用。定期对励磁系统进行检修，发现问题及时处理，确保机组的安全高效运行是火电厂电气设备运行维护工作的重要途径。在实际工作中，电气运行值班员应更新理念，拓宽思路，增强安全防范意识，认真分析发电机励磁系统常见故障，采取切实可行的措施，明确事故处理基本原则，强化设备巡检及定期维护，改善故障处理方法，确保励磁系统持续健康运行，从而提升火电厂社会及经济效益。

参考文献：

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[2]马全有,刘艳玉.火力发电厂发电机励磁系统常见故障分析[J].河北农机,2021.

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