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摘要：工业现代化背景下，越来越多的机械设备和现代技术应用到发电机组运行中，其中励磁系统在发电机组运行中发挥着积极作用，良好的励磁系统，能够保障发电机组运行稳定性，且能够提高电能供应质量。但受到诸多因素的影响，水电站机组励磁系统会出现故障，对机组运行安全性、经济性都产生了不良影响，因此加强对励磁系统故障应对措施的研究具有现实意义。
关键词：发电机组;励磁系统;故障;处理
中图分类号：TM312文献标识码：A
1励磁系统运行原理
发电机组励磁系统较为复杂，主要由电磁电流电源、其他辅助设施构成。在实践应用中，励磁系统工作原理是，在规定的标准下，收集发电发出的信号，将信号进行转换处理为电流进行传输。发电站转子达到特定转速后，会形成电流，确保供电稳定性。可见，励磁系统运行对整个电力系统来说非常重要。一般来说，当机组容量>500kW时，会使用自并励可控硅励磁;反之，当机组容量<500kW时，主要利用双绕组电抗器分流自复励形式。大容量机组励磁方式设备，涉及励磁变压器柜、调节柜等多个设备，结构相对复杂，且设備之间联系较为密切。其中调节器，通过自动调节能够确保电压保持在稳定状态，从而促使系统能够有序运行。
2励磁系统故障
2.1失磁故障
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。
2.2熔断器爆裂故障
一般来说，当机组运行结束后，人员会听到控制室发出鸣响，即跳闸现象。出现异常时，操作人员要立即检查设备及励磁系统，确定熔断器爆裂，且调节器的三相熔断器，也会出现不同程度的裂痕，可以初步判断是设备质量问题。为了避免此类问题，机组停运后，操作人员不要急于离开，要加强对各个部位的检查，如果发现故障，要及时更换设备，为后续机组运行提供支持。
2.3自复励式励磁故障
虽然此类励磁相对先进，但是其自身仍然存在一些缺点，在运行时会发生发电机波动较大等故障。对于这一故障，主要是机组维修后，接线装置不合理，导致出口电压三相失衡。机组的无功负荷与励磁电流呈负相关关系，前者负荷增加，对应的电流会逐渐减小，最终使得发电机处于欠励磁情况下，无法满足运行需求。针对该问题来说，在系统维修时，维修人员要严格控制质量，加大对细节的处理力度，并强调主副绕组顺序，使得设备和线路连接科学，从而提高系统运行稳定性。
2.4整流电源故障
一是调节器与可控硅整流装置之间存在回路故障;二是整流电源位置有故障。维修人员在检修中，主要逐一排查上述故障。全面检查装置之间是否存在异常，如若没有异常现象，那么可以排除回路故障。同时，还要对可控硅电源位置进行检查，如果发现闸刀位置出现断裂情况，那么可以判断电源运行异常，导致电机无法稳定运行。据此，可以判断为整流电源故障，如果不能够及时排除该故障，势必会对电机构成损害。对此，维修人员要根据实际情况更换设备，确保设备发挥积极功效。同时，利用有效措施，增强故障报警灵敏度。完成维修后，要进行试验，试验通过方可正式投入使用，继续发电。
2.5桥式整流器故障
目前在微机励磁和电子调节器励磁中其核心部分为可控硅三相交流全控整流桥，或是半控整流桥，这两种控制方式都是围绕着电气调节器励磁来进行设计的。而可控硅整流桥中主要是负责将蒸馏变压器所接受的交流电转换为大小可控制直流电，来对发电机的励磁绕组来进行激励，并产生磁场。
3发电励磁系统故障处理对策
3.1运行措施
在发电机组的日常运行中，工作人员应定期检查发电机组的运行状况，并重点检查发电站的励磁系统运行情况，如在发电机组发电过程中，对励磁系统温度变化情况进行观察，根据监测系统比较系统的监测结果，在机组维修检查后，和检修人员对励磁功率内部加以检查，观察励磁功率柜内部是否整洁，干净。其次，当机组故障在消除后，还要对发电机组运行方式进行合理的安排，励磁系统在重要设备更换后，在对机组无功、进相与迟相运行调整后，对其变化情况应进行观察，与其他机组运行状况进行比较，定期调整机组的运行方式，以便于故障机组在围护后运行正常。
3.2维护措施
为确保发电机组运行正常，励磁系统性能得到充分发挥，还要加强对发电励磁系统的维护，在励磁设备维护中首先要加强对脉冲线绝缘防护，由于可控硅击穿主要是由于脉冲线窜入高压所导致，在事后对可控硅脉冲线进行绝缘检查，并在脉冲线上设绝缘套管，从而避免高压窜入的发生。
3.3励磁绕组逆变灭磁
如果发电机灭磁功能不正常，在发电机和电网解列后应将励磁绕组磁场尽可能的减小，通过对灭磁电阻进行释放，同时采用可控硅桥逆变灭磁与非线性电阻灭磁等方式，通过逆变来使励磁电流降低。当逆变灭磁退到逆变角后，整流桥的工作状态从整流过渡到逆变状态，使转子励磁绕组能量消耗。而逆变失败的因素较多，如可控硅分配脉冲不准确，回路不可靠等，使阻断能力消失，并导致交流电源产生异常现象，励磁变压器相序、相位发生错误，在逆变时产生电压过低、缺相等问题，换相裕度角不足，元件不能关断等，导致后续元件不能开通。
结语
综上所述，励磁装置的共同特点都是把交流电或直流电变成可控的直流电，向发电机励磁线圈输送电流，激励产生磁场，在原动机的带动下发电机电枢绕组切割磁力线发出电能。正是基于这一原理，从交流如何变直流，如何控制，如何输出，顺藤摸瓜，任何励磁故障都可迎刃而解。
参考文献
[1]阳习党，翟小飞，马伟明等.整流充电发电机组励磁系统[J].电工技术学报，2014，29（05）：54-61.
关键词：发电机组;励磁系统;故障;处理
中图分类号：TM312文献标识码：A
1励磁系统运行原理
发电机组励磁系统较为复杂，主要由电磁电流电源、其他辅助设施构成。在实践应用中，励磁系统工作原理是，在规定的标准下，收集发电发出的信号，将信号进行转换处理为电流进行传输。发电站转子达到特定转速后，会形成电流，确保供电稳定性。可见，励磁系统运行对整个电力系统来说非常重要。一般来说，当机组容量>500kW时，会使用自并励可控硅励磁;反之，当机组容量<500kW时，主要利用双绕组电抗器分流自复励形式。大容量机组励磁方式设备，涉及励磁变压器柜、调节柜等多个设备，结构相对复杂，且设備之间联系较为密切。其中调节器，通过自动调节能够确保电压保持在稳定状态，从而促使系统能够有序运行。
2励磁系统故障
2.1失磁故障
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。
2.2熔断器爆裂故障
一般来说，当机组运行结束后，人员会听到控制室发出鸣响，即跳闸现象。出现异常时，操作人员要立即检查设备及励磁系统，确定熔断器爆裂，且调节器的三相熔断器，也会出现不同程度的裂痕，可以初步判断是设备质量问题。为了避免此类问题，机组停运后，操作人员不要急于离开，要加强对各个部位的检查，如果发现故障，要及时更换设备，为后续机组运行提供支持。
2.3自复励式励磁故障
虽然此类励磁相对先进，但是其自身仍然存在一些缺点，在运行时会发生发电机波动较大等故障。对于这一故障，主要是机组维修后，接线装置不合理，导致出口电压三相失衡。机组的无功负荷与励磁电流呈负相关关系，前者负荷增加，对应的电流会逐渐减小，最终使得发电机处于欠励磁情况下，无法满足运行需求。针对该问题来说，在系统维修时，维修人员要严格控制质量，加大对细节的处理力度，并强调主副绕组顺序，使得设备和线路连接科学，从而提高系统运行稳定性。
2.4整流电源故障
一是调节器与可控硅整流装置之间存在回路故障;二是整流电源位置有故障。维修人员在检修中，主要逐一排查上述故障。全面检查装置之间是否存在异常，如若没有异常现象，那么可以排除回路故障。同时，还要对可控硅电源位置进行检查，如果发现闸刀位置出现断裂情况，那么可以判断电源运行异常，导致电机无法稳定运行。据此，可以判断为整流电源故障，如果不能够及时排除该故障，势必会对电机构成损害。对此，维修人员要根据实际情况更换设备，确保设备发挥积极功效。同时，利用有效措施，增强故障报警灵敏度。完成维修后，要进行试验，试验通过方可正式投入使用，继续发电。
2.5桥式整流器故障
目前在微机励磁和电子调节器励磁中其核心部分为可控硅三相交流全控整流桥，或是半控整流桥，这两种控制方式都是围绕着电气调节器励磁来进行设计的。而可控硅整流桥中主要是负责将蒸馏变压器所接受的交流电转换为大小可控制直流电，来对发电机的励磁绕组来进行激励，并产生磁场。
3发电励磁系统故障处理对策
3.1运行措施
在发电机组的日常运行中，工作人员应定期检查发电机组的运行状况，并重点检查发电站的励磁系统运行情况，如在发电机组发电过程中，对励磁系统温度变化情况进行观察，根据监测系统比较系统的监测结果，在机组维修检查后，和检修人员对励磁功率内部加以检查，观察励磁功率柜内部是否整洁，干净。其次，当机组故障在消除后，还要对发电机组运行方式进行合理的安排，励磁系统在重要设备更换后，在对机组无功、进相与迟相运行调整后，对其变化情况应进行观察，与其他机组运行状况进行比较，定期调整机组的运行方式，以便于故障机组在围护后运行正常。
3.2维护措施
为确保发电机组运行正常，励磁系统性能得到充分发挥，还要加强对发电励磁系统的维护，在励磁设备维护中首先要加强对脉冲线绝缘防护，由于可控硅击穿主要是由于脉冲线窜入高压所导致，在事后对可控硅脉冲线进行绝缘检查，并在脉冲线上设绝缘套管，从而避免高压窜入的发生。
3.3励磁绕组逆变灭磁
如果发电机灭磁功能不正常，在发电机和电网解列后应将励磁绕组磁场尽可能的减小，通过对灭磁电阻进行释放，同时采用可控硅桥逆变灭磁与非线性电阻灭磁等方式，通过逆变来使励磁电流降低。当逆变灭磁退到逆变角后，整流桥的工作状态从整流过渡到逆变状态，使转子励磁绕组能量消耗。而逆变失败的因素较多，如可控硅分配脉冲不准确，回路不可靠等，使阻断能力消失，并导致交流电源产生异常现象，励磁变压器相序、相位发生错误，在逆变时产生电压过低、缺相等问题，换相裕度角不足，元件不能关断等，导致后续元件不能开通。
结语
综上所述，励磁装置的共同特点都是把交流电或直流电变成可控的直流电，向发电机励磁线圈输送电流，激励产生磁场，在原动机的带动下发电机电枢绕组切割磁力线发出电能。正是基于这一原理，从交流如何变直流，如何控制，如何输出，顺藤摸瓜，任何励磁故障都可迎刃而解。
参考文献
[1]阳习党，翟小飞，马伟明等.整流充电发电机组励磁系统[J].电工技术学报，2014，29（05）：54-61.