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广西桂冠大化水力发电总厂 530800
摘要：励磁系统是持续供给同步发电机励磁电流，保障发电机长期供电稳定的一种电源设备。由于励磁系统在保障电力系统并联机组的稳定性上具有极大的作用，因此，做好发电机励磁系统的运行检查和故障检修处理工作，对于保障电厂发电机长期供电稳定将具有非常重大的意义。
关键词：水电厂；发电机励磁系统；运行检查；故障
1.前言
电力系统的安全稳定运行对于推动电力企业的发展起着至关重要的作用，而同步发电机是否稳定与电力系统的安全稳定有直接关系。保障同步发电机稳定运行的一个重要设备是供应持续电流的励磁系统。实践研究表明，质量优良的励磁系统既能够保障同步发电机稳定运行，还可以在一定程度上优化发电机性能，促进其功能更好发挥。为了分析水电厂发电机的励磁系统运行概况，本研究就水电厂发电机励磁系统的运行检查和故障处理问题进行详细分析，以期能够更加深入了解发电机励磁系统，从而更好指导实践。
2.励磁系统简介
2.1概念
所谓励磁系统，就是为电厂同步发电机提供持续电流，确保发电机稳定运行的电源设备及电源设备之外其他辅助设备的统称。励磁系统主要由励磁调节器和励磁功率单元两个部分组成。其中，励磁调节器是励磁功率单元的后期调节设备，是确保励磁功率单元输出功率满足同步发电机电流需求的重要环节。另外，励磁系统的组成具体包括电源、电压调节其、保护装置、仪表、控制单元以及监视装置等。这些组成结构中，励磁电源起着直接决定作用。
2.2主要作用
（1）恒定发电机端电压。励磁系统能够通过调节磁场强弱的方式保证发电机的负荷长期处在给定值范围内，从而保证发电机端电压的稳定，确保电力系统的稳定。
（2）改变发电机转速。由于励磁系统主要是通过控制磁场的强弱来控制发电机负荷，因此，同样的道理，励磁系统也可以通过利用磁场控制电机的转速，使发电机能够随时转速，促进其功能更好发挥。
（3）保障系统稳定。励磁系统是为同步发电机提供电流的主要设备，是确保发电机能够顺利开启和运行的前提因素。所以也就意味着励磁系统本身就具有保障系统稳定的功能。且保障范围具体还包括静态、动态以及暂态等三个方面的稳定性。
（4）减少发电机故障损失。一旦发现发电机组内有故障现象，那么只要通过快速灭磁的方法就能够快速暂停发电机运行，降低损失。
3.励磁系统运行检查
3.1励磁系统运行一般规定
（1）励磁系统调节器Ⅰ、Ⅱ套通道切换规定。一般采用手动切换方式，且机组运行期间禁止进行切换。切换时既可以采用现地切换方式也可以采用远放切换方式。
（2）励磁调节器的方式设置。本研究采用的励磁调节器IAEC-2000励磁调节器（图1）。使用调节器时一般规定控制方式为PID+PSS、电压运行方式为恒定机端形式、起励方式采用的是系统电压的方式。且所有的方式设置一旦确认后不能够随意刚改，需要更改必须经过申请许可后才可进行更改[1]。
图1 IAEC-2000励磁调节器的组件结构
（3）功率柜风机电源开关的控制方式。一般情况下，该设备的开关均设置在自动模式，如此能够保证在机组运行后功率柜风机能够自动开启。但是，功率柜风机需要停机时需要手动操作。
（4）励磁调节器发生故障时的处理。一般而言，一旦調节器发生故障且在技术人员的检查下无法找出原因，设备无法恢复的情况下均要联系厂家的技术人员快速处理。
3.2励磁系统巡回检查的主要项目和内容
（1）调节器柜。检查项目和内容主要有：Ⅰ、Ⅱ套调节器，主要检查电源的接通情况和配用调节器与运行调节器的参数是否一致两个内容；面板指示灯，一般若调节器正常运作，有信号输入，那么DL位置、ABC脉冲、远方等灯均为常亮，而CPU1、CPU2灯为闪烁亮；方式设置，控制方式--PID+PSS，起励方式--系统电压，运行方式--恒机端电压；柜前压板是否自动投入，柜后电源开关是否均全部处在合闸位以及柜后继电器各种接线操作和指示灯是否正常运作等。
（2）灭磁开关柜。检查项目和内容主要有：直流电压表和电流表。主要查看表值是否符合标准，指示是否正确；熔断器 FU，检查是否安装到正确位置，且连接部位是否连接紧密；灭磁开关，检查是否正好处在合闸位置，且指示灯是否正常亮起；电源指示灯，检查开启和关闭时是否正确指示；起励电阻，主要是查看是否有变色或者发热现象；灭磁过压保护组件，检查其电阻是否有变色或者发热现象，指示灯是否正确；初励直流电源，查看是否正好处在合闸位置。
（3）功率柜。检查项目和内容主要有：输出电流表，检查其均流系数，一般系数均要大于0.85[2]；柜内电源的开关，所有开关均应该全部处在合闸位置；接触器，指示方向必须正确，且触头必须光滑无烧蚀；指示灯，包括面板指示灯在内的所有指示灯均要指示正确；刀闸（阳极和直流），检查是否发热现象，接触部位是否良好，指示是否正常等；另外，除了这几个项目之外，还有可控硅、脉冲变以及风机热继电器等多个项目。
4.励磁系统故障异常处理
4.1电源消失
表现：上位机内显示有电源故障信息，且励磁调节器面板上的电流消失指示灯亮。
解决的方法：第一，查看励磁调节器柜后面的直流电源开关是否已经出现跳闸现象，若有跳闸，那么则将开关打上去。第二，若调节器柜后电源开关未跳闸，那么则要检查器交流电源的开关是否有断开，若有，那么则应该立即接上[3]。
4.2开机起励失败
表现：励磁调节器无法自动开机起励，且上位机内有起励失败信号。
解决的方法：第一，查看功率柜脉冲电源是否已经打开并接入，若无则要再次接入，若有则要继续检查其他项目。第二，检查初励电源开关、灭磁开关等是否全部处在合闸位置，电源是否有正常投入，若无则要将开关摆正，重新连接。第三，检查初励接触器状态。如是否有逆变按钮没有复位、接触器内部接触不良或者内部项目卡死等现象，存在这些故障则要尽快解决。
4.3无功过载故障
变现：上位机内的无功过载指示灯亮、励磁电流超出正常值指示、励磁调节器过励限制灯亮。
解决的方法：立即减少励磁机组的无功出力，使通过系统的电流量立即下降。但是若直接在上位机上处理无法将无功过载故障消除，无功出力仍未见减少，那么则立即转入现场调解的方式。现场调解电流时若仍然无法降低到正常值内，那么则可以直接从Ⅰ套调节器转入到Ⅱ套调节器上运行，若情况还是没有好转那么可以尝试同时将两套调节器重新上电查看电流是否恢复正常[5]。所有项目检查仍未解决后首先将检查结果向相关部门汇报，然后再联系厂家维护技术人员到现场处理。
常见的故障除了以上几种之外，还包括管理机死机、调节器Ⅰ套自动切换到调节器Ⅱ套上运作、程序运行突然停止等，解决这些故障一般均要对各种电源开关、接入部位等进行仔细检查无果后联系专人维修。
5.结束语
综上所述，励磁系统是电厂发电机一个不可缺少的重要组成部分，对水电厂发电机励磁系统进行运行检查和故障检修，其根本目的就是为了使励磁系统能够时刻保持在正常运行状态，减少运行故障，延长设备使用寿命，提高系统运行可靠性，从而降低成本，提高设备运行效益。
参考文献：
[1]刘彬.发电机灭磁原理及现场应用[J].化工职业技术教育，2006，15（04）：251-253.
[2]刘昊.凤滩水电厂1号发电机转子过压保护改造[J].电网与水力发电进展，2008，20（03）：72-73.
[3]黄大可.不同灭磁配置与灭磁时间特性分析[J].中国电力，2008，20（05）：421-423.
[4]杨云峰，冶海廷，沈有国.拉西瓦水电站励磁装置典型结构及特点[J].水力发电，2009，9（11）：748-749.
[5]闫伟，吴龙，胡华荣，徐峰.同步发电机自并励励磁系统主回路工程设计[J].水电自动化与大坝监测，2009，26（03）：415-416.
摘要：励磁系统是持续供给同步发电机励磁电流，保障发电机长期供电稳定的一种电源设备。由于励磁系统在保障电力系统并联机组的稳定性上具有极大的作用，因此，做好发电机励磁系统的运行检查和故障检修处理工作，对于保障电厂发电机长期供电稳定将具有非常重大的意义。
关键词：水电厂；发电机励磁系统；运行检查；故障
1.前言
电力系统的安全稳定运行对于推动电力企业的发展起着至关重要的作用，而同步发电机是否稳定与电力系统的安全稳定有直接关系。保障同步发电机稳定运行的一个重要设备是供应持续电流的励磁系统。实践研究表明，质量优良的励磁系统既能够保障同步发电机稳定运行，还可以在一定程度上优化发电机性能，促进其功能更好发挥。为了分析水电厂发电机的励磁系统运行概况，本研究就水电厂发电机励磁系统的运行检查和故障处理问题进行详细分析，以期能够更加深入了解发电机励磁系统，从而更好指导实践。
2.励磁系统简介
2.1概念
所谓励磁系统，就是为电厂同步发电机提供持续电流，确保发电机稳定运行的电源设备及电源设备之外其他辅助设备的统称。励磁系统主要由励磁调节器和励磁功率单元两个部分组成。其中，励磁调节器是励磁功率单元的后期调节设备，是确保励磁功率单元输出功率满足同步发电机电流需求的重要环节。另外，励磁系统的组成具体包括电源、电压调节其、保护装置、仪表、控制单元以及监视装置等。这些组成结构中，励磁电源起着直接决定作用。
2.2主要作用
（1）恒定发电机端电压。励磁系统能够通过调节磁场强弱的方式保证发电机的负荷长期处在给定值范围内，从而保证发电机端电压的稳定，确保电力系统的稳定。
（2）改变发电机转速。由于励磁系统主要是通过控制磁场的强弱来控制发电机负荷，因此，同样的道理，励磁系统也可以通过利用磁场控制电机的转速，使发电机能够随时转速，促进其功能更好发挥。
（3）保障系统稳定。励磁系统是为同步发电机提供电流的主要设备，是确保发电机能够顺利开启和运行的前提因素。所以也就意味着励磁系统本身就具有保障系统稳定的功能。且保障范围具体还包括静态、动态以及暂态等三个方面的稳定性。
（4）减少发电机故障损失。一旦发现发电机组内有故障现象，那么只要通过快速灭磁的方法就能够快速暂停发电机运行，降低损失。
3.励磁系统运行检查
3.1励磁系统运行一般规定
（1）励磁系统调节器Ⅰ、Ⅱ套通道切换规定。一般采用手动切换方式，且机组运行期间禁止进行切换。切换时既可以采用现地切换方式也可以采用远放切换方式。
（2）励磁调节器的方式设置。本研究采用的励磁调节器IAEC-2000励磁调节器（图1）。使用调节器时一般规定控制方式为PID+PSS、电压运行方式为恒定机端形式、起励方式采用的是系统电压的方式。且所有的方式设置一旦确认后不能够随意刚改，需要更改必须经过申请许可后才可进行更改[1]。
图1 IAEC-2000励磁调节器的组件结构
（3）功率柜风机电源开关的控制方式。一般情况下，该设备的开关均设置在自动模式，如此能够保证在机组运行后功率柜风机能够自动开启。但是，功率柜风机需要停机时需要手动操作。
（4）励磁调节器发生故障时的处理。一般而言，一旦調节器发生故障且在技术人员的检查下无法找出原因，设备无法恢复的情况下均要联系厂家的技术人员快速处理。
3.2励磁系统巡回检查的主要项目和内容
（1）调节器柜。检查项目和内容主要有：Ⅰ、Ⅱ套调节器，主要检查电源的接通情况和配用调节器与运行调节器的参数是否一致两个内容；面板指示灯，一般若调节器正常运作，有信号输入，那么DL位置、ABC脉冲、远方等灯均为常亮，而CPU1、CPU2灯为闪烁亮；方式设置，控制方式--PID+PSS，起励方式--系统电压，运行方式--恒机端电压；柜前压板是否自动投入，柜后电源开关是否均全部处在合闸位以及柜后继电器各种接线操作和指示灯是否正常运作等。
（2）灭磁开关柜。检查项目和内容主要有：直流电压表和电流表。主要查看表值是否符合标准，指示是否正确；熔断器 FU，检查是否安装到正确位置，且连接部位是否连接紧密；灭磁开关，检查是否正好处在合闸位置，且指示灯是否正常亮起；电源指示灯，检查开启和关闭时是否正确指示；起励电阻，主要是查看是否有变色或者发热现象；灭磁过压保护组件，检查其电阻是否有变色或者发热现象，指示灯是否正确；初励直流电源，查看是否正好处在合闸位置。
（3）功率柜。检查项目和内容主要有：输出电流表，检查其均流系数，一般系数均要大于0.85[2]；柜内电源的开关，所有开关均应该全部处在合闸位置；接触器，指示方向必须正确，且触头必须光滑无烧蚀；指示灯，包括面板指示灯在内的所有指示灯均要指示正确；刀闸（阳极和直流），检查是否发热现象，接触部位是否良好，指示是否正常等；另外，除了这几个项目之外，还有可控硅、脉冲变以及风机热继电器等多个项目。
4.励磁系统故障异常处理
4.1电源消失
表现：上位机内显示有电源故障信息，且励磁调节器面板上的电流消失指示灯亮。
解决的方法：第一，查看励磁调节器柜后面的直流电源开关是否已经出现跳闸现象，若有跳闸，那么则将开关打上去。第二，若调节器柜后电源开关未跳闸，那么则要检查器交流电源的开关是否有断开，若有，那么则应该立即接上[3]。
4.2开机起励失败
表现：励磁调节器无法自动开机起励，且上位机内有起励失败信号。
解决的方法：第一，查看功率柜脉冲电源是否已经打开并接入，若无则要再次接入，若有则要继续检查其他项目。第二，检查初励电源开关、灭磁开关等是否全部处在合闸位置，电源是否有正常投入，若无则要将开关摆正，重新连接。第三，检查初励接触器状态。如是否有逆变按钮没有复位、接触器内部接触不良或者内部项目卡死等现象，存在这些故障则要尽快解决。
4.3无功过载故障
变现：上位机内的无功过载指示灯亮、励磁电流超出正常值指示、励磁调节器过励限制灯亮。
解决的方法：立即减少励磁机组的无功出力，使通过系统的电流量立即下降。但是若直接在上位机上处理无法将无功过载故障消除，无功出力仍未见减少，那么则立即转入现场调解的方式。现场调解电流时若仍然无法降低到正常值内，那么则可以直接从Ⅰ套调节器转入到Ⅱ套调节器上运行，若情况还是没有好转那么可以尝试同时将两套调节器重新上电查看电流是否恢复正常[5]。所有项目检查仍未解决后首先将检查结果向相关部门汇报，然后再联系厂家维护技术人员到现场处理。
常见的故障除了以上几种之外，还包括管理机死机、调节器Ⅰ套自动切换到调节器Ⅱ套上运作、程序运行突然停止等，解决这些故障一般均要对各种电源开关、接入部位等进行仔细检查无果后联系专人维修。
5.结束语
综上所述，励磁系统是电厂发电机一个不可缺少的重要组成部分，对水电厂发电机励磁系统进行运行检查和故障检修，其根本目的就是为了使励磁系统能够时刻保持在正常运行状态，减少运行故障，延长设备使用寿命，提高系统运行可靠性，从而降低成本，提高设备运行效益。
参考文献：
[1]刘彬.发电机灭磁原理及现场应用[J].化工职业技术教育，2006，15（04）：251-253.
[2]刘昊.凤滩水电厂1号发电机转子过压保护改造[J].电网与水力发电进展，2008，20（03）：72-73.
[3]黄大可.不同灭磁配置与灭磁时间特性分析[J].中国电力，2008，20（05）：421-423.
[4]杨云峰，冶海廷，沈有国.拉西瓦水电站励磁装置典型结构及特点[J].水力发电，2009，9（11）：748-749.
[5]闫伟，吴龙，胡华荣，徐峰.同步发电机自并励励磁系统主回路工程设计[J].水电自动化与大坝监测，2009，26（03）：415-416.