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[摘 要]水电站是将水能转化为电能的综合工程设施。由于水能环保无污染，水电站受到许多人的青睐。水电工程的设备组成极为复杂，每一部分都有着重要的作用。励磁系统就是重要的组成部分之一。在我国，大部分的水电站都具有一定的历史。由于当时的资源匮乏，科技不发达等原因，励磁系统常常会因为各种原因停止工作，这对水电站造成了经济损失也为人们的日常生活带来了不便。本文章详细地分析了水电站励磁系统的各种故障及其分析。使得改进后的励磁系统更具有实用价值。
[关键词]水电站 励磁系统 故障分析
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0281-01
前言：随着我国科学技术水平的不断进步，我国已经逐渐走向智能化、科技化的社会。也是由于这个原因，导致我国对电能的大量需求。而我国是一个资源大国，所以根据这一点国情，我国在发电方法上一直在采用火力发电，但是由于资源不能被无穷无尽的开采，这就导致我国在发电方式上必须做出改变。因此水力发电将成为我国重要发展的方向。而对于水力发电来说，励磁系统是整个水力发电站的重要组成部分，但是这一部分也很容易出现问题，而为了保证电力系统的稳定运行，相关工作人员必须将励磁系统中出现的故障进行正确的处理和及时的预防。
1.水电站的设备故障原因分析
1.1 发电机达额定转速后，各项设备无反应
一般来说，水电站根据其规模的大小分为大、中、小型水电站，并且根据水电的规模大小不同，其采用的励磁系统也有着很大的区别，我们以小型水电站为例进行分析。对于小型水电站来说，一般都是采用直流励磁复式励磁方式作为其励磁系统。相关工作人员将这种专用的直流发电机成为直流励磁机。而这种直流励磁机一般都与发电机同轴，这样的励磁方式与其他方式相比较。具有更好的励磁电流独立性，工作的可靠性也更高，自身的能量消耗也更低等優点。但是这样的励磁方式虽然优点较多，在技术上也比较成熟，但是仍然会出现一些故障[1]，比如发电机在达到额定转速之后，励磁机的磁场变阻器的阻值由最大值降至空载电压时的阻值，也由于这一原因，励磁系统中的电压表、转子电流表等一起均没有示数；而当磁场而对变阻器在空载位置时，相关的仪表示数都会在短时间内上升至其额定值，而电流也会在短时间内上升至其空载电流值。但是将其进行并网操作之后，励磁系统将恢复正常，不影响发电。
1.2 停机后开机是出现极性反向的现象
除了上述的一种故障情况之外，励磁系统中还经常会出现由于停机后再开机时，而导致励磁系统的直流电极性相反的故障。而在出现这一故障时，如果相关工作人员将直流的电表极性接线相互对调之后，励磁系统及其相关仪表的示数、状况也会恢复正常，但是当再次执行停机再开机的操作之后，又会出现相同的直流电极性相反的情况。并且，这类情况会随着每执行一次停机再开机的操作后而再次出现这类情况。而对于这类故障，相关工作人员只能采用将直流电表的极性接线相互对调或者给发电机的转子线圈进行充磁操作，从而使其重新建立起电压[2]，来保证励磁系统的正常运行。但是，当出现这类情况之后，就要有相关的工作人员对其进行调整，不仅会浪费时间，还会浪费大量而对人力资源，除此之外，在对这类故障进行调整时，水资源也会被浪费。从而导致励磁系统的故障并且也造成了不必要的损失，从而降低了提供电能的质量及其供电的可靠性。
2.对设备故障的原因查找及分析
2.1 对上述第一种故障的原因分析
由上述的第一种故障，相关工作人员可以很轻易的看出，这类故障的原因主要是由于磁场的变阻器出现故障，一般来说，很有可能是因为变阻器出现了断路或者是出现了严重的接触不良。而对于变阻器来说，一旦出现断路或者严重接触不良的情况之后，从而导致励磁机的励磁绕组中电流无法正常的通过，如果励磁绕组中没有电流通过，那么就不能建立起相应的励磁电压，去产生励磁作用，从而使相关的仪表设备没有反应。但是如果磁场的变阻器与空载位置之间没有出出现断路或者严重接触不良的状况，那么励磁机就会建立起相应的励磁电压，从而可以保证励磁系统的正常运行。
2.2 对上述第二种故障的原因分析
对于上述的第二种故障来说，就没有第一种故障那么简单，其产生这类故障的原因有很多，主要可以分为以下四种：相关工作人员在对励磁机进行检修时，由于没有断开励磁回路等操作，出现失误，而产生这类故障；由于发电机停机时间过长，从而导致励磁绕组中的剩磁被消耗，而当工作人员再次开机进行工作时，相关设备就要重新对励磁绕组进行充电，并且在充电时[3]，工作人员出现将极性接错的情况，而导致故障；励磁系统在工作期间内其负荷较小，但是突然间由工作人员或其他原因使得其负荷突然增大，但是由于励磁调节装置不能发生瞬时的突变，这就导致励磁调节装置的灵敏度出现与负荷变化不能同步的情况从而使电枢反应在突然变化时感应出了一个瞬间的电势，而这个瞬时电势也会感应出了一个与原来而对励磁电流方向相反的电流，两者相互抵消后出现了对主磁通减弱的特性，从而导致极性出现反向变化的故障；励磁系统在正常运行时，由于一些突发故障而导致励磁绕组的回路出现断路的情况，从而使励磁绕组中的励磁电流消失，但是发电机仍然要保持励磁电流的正常流动，所以就会产生一个反向的电动势，从而出现了极性相反的故障。
3.励磁系统技术改造的基本性能要求
对于水力发电站的励磁系统来说，其作为水力发电站的核心部分，只有保证励磁系统的稳定运行，才能保证整个水力发电站的稳定运行，从而提供质量好的电能。而对于励磁系统来说，其技术改造需要满足一些基本的性能要求，才能最大限度的保证水力发电站的稳定运行。首先，励磁系统需要满足相关机组在发电、同期并网、电力系统出现故障、强励减励、向空载电路充电等情况的运行时，励磁系统所需要满足的的技术要求，并且，在出现突发状况时，励磁调节器可以在1 S的时间之内将电压稳定在额定值附近；励磁系统必须具有发电机的转子过电压的保护功能，这样才能保证励磁系统可以稳定的运行，从而保证其提供的电能质量良好，而要想使其具有过电压保护功能，就需要采用高能氧化锌非线性电阻跨界器，这样，在出现突发的状况时，也能够保证一定的稳定性，除此之外，励磁系统也需要具有极高的免维护运行的特性以及在AVR可以对发电机电压进行无功补偿的情况下能够进行连续的整定数值调节性等特性并且也要保证其调差率的可整定范围在-15%～+15%之间。
4.结语
随着我国科技的不断发展，对电能的要求也越来越高，所以我国除了采用传统的火力发电之外也在不断的开发新的发电方式，比如水力发电、潮汐发电、太阳能发电等。而对于水力发电来说，励磁系统是其中最重要的一部分。因此，只有保证励磁系统的稳定，才能保证供电的稳定性。虽然在这方面我们还不是十分的成熟，也会出现很多的问题，但是相关的工作人员，仍然在做出不懈的努力，对此做出完善，从而保证水力发电的可靠性。并以此为我国人民做出贡献，保证人民的生活质量。
参考文献：
[1] 朱达凯，王 伟，金永琪·小型水轮发电机可控硅励磁系统故障原因分析及技改研究结题主报告[R]·杭州：浙江水利水电学校，2006：2—3.
[2] 王伟，陈绍红·500Kw以下发电机组常见励磁故障及处理[J]·浙江水利水电专科学校学报，2004，16（4）：1—2.
[3] NWLC一3C励磁装置使用说明书[R]·杭州：杭州南望自动化技术有限公司，2005：1一20.
[关键词]水电站 励磁系统 故障分析
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0281-01
前言：随着我国科学技术水平的不断进步，我国已经逐渐走向智能化、科技化的社会。也是由于这个原因，导致我国对电能的大量需求。而我国是一个资源大国，所以根据这一点国情，我国在发电方法上一直在采用火力发电，但是由于资源不能被无穷无尽的开采，这就导致我国在发电方式上必须做出改变。因此水力发电将成为我国重要发展的方向。而对于水力发电来说，励磁系统是整个水力发电站的重要组成部分，但是这一部分也很容易出现问题，而为了保证电力系统的稳定运行，相关工作人员必须将励磁系统中出现的故障进行正确的处理和及时的预防。
1.水电站的设备故障原因分析
1.1 发电机达额定转速后，各项设备无反应
一般来说，水电站根据其规模的大小分为大、中、小型水电站，并且根据水电的规模大小不同，其采用的励磁系统也有着很大的区别，我们以小型水电站为例进行分析。对于小型水电站来说，一般都是采用直流励磁复式励磁方式作为其励磁系统。相关工作人员将这种专用的直流发电机成为直流励磁机。而这种直流励磁机一般都与发电机同轴，这样的励磁方式与其他方式相比较。具有更好的励磁电流独立性，工作的可靠性也更高，自身的能量消耗也更低等優点。但是这样的励磁方式虽然优点较多，在技术上也比较成熟，但是仍然会出现一些故障[1]，比如发电机在达到额定转速之后，励磁机的磁场变阻器的阻值由最大值降至空载电压时的阻值，也由于这一原因，励磁系统中的电压表、转子电流表等一起均没有示数；而当磁场而对变阻器在空载位置时，相关的仪表示数都会在短时间内上升至其额定值，而电流也会在短时间内上升至其空载电流值。但是将其进行并网操作之后，励磁系统将恢复正常，不影响发电。
1.2 停机后开机是出现极性反向的现象
除了上述的一种故障情况之外，励磁系统中还经常会出现由于停机后再开机时，而导致励磁系统的直流电极性相反的故障。而在出现这一故障时，如果相关工作人员将直流的电表极性接线相互对调之后，励磁系统及其相关仪表的示数、状况也会恢复正常，但是当再次执行停机再开机的操作之后，又会出现相同的直流电极性相反的情况。并且，这类情况会随着每执行一次停机再开机的操作后而再次出现这类情况。而对于这类故障，相关工作人员只能采用将直流电表的极性接线相互对调或者给发电机的转子线圈进行充磁操作，从而使其重新建立起电压[2]，来保证励磁系统的正常运行。但是，当出现这类情况之后，就要有相关的工作人员对其进行调整，不仅会浪费时间，还会浪费大量而对人力资源，除此之外，在对这类故障进行调整时，水资源也会被浪费。从而导致励磁系统的故障并且也造成了不必要的损失，从而降低了提供电能的质量及其供电的可靠性。
2.对设备故障的原因查找及分析
2.1 对上述第一种故障的原因分析
由上述的第一种故障，相关工作人员可以很轻易的看出，这类故障的原因主要是由于磁场的变阻器出现故障，一般来说，很有可能是因为变阻器出现了断路或者是出现了严重的接触不良。而对于变阻器来说，一旦出现断路或者严重接触不良的情况之后，从而导致励磁机的励磁绕组中电流无法正常的通过，如果励磁绕组中没有电流通过，那么就不能建立起相应的励磁电压，去产生励磁作用，从而使相关的仪表设备没有反应。但是如果磁场的变阻器与空载位置之间没有出出现断路或者严重接触不良的状况，那么励磁机就会建立起相应的励磁电压，从而可以保证励磁系统的正常运行。
2.2 对上述第二种故障的原因分析
对于上述的第二种故障来说，就没有第一种故障那么简单，其产生这类故障的原因有很多，主要可以分为以下四种：相关工作人员在对励磁机进行检修时，由于没有断开励磁回路等操作，出现失误，而产生这类故障；由于发电机停机时间过长，从而导致励磁绕组中的剩磁被消耗，而当工作人员再次开机进行工作时，相关设备就要重新对励磁绕组进行充电，并且在充电时[3]，工作人员出现将极性接错的情况，而导致故障；励磁系统在工作期间内其负荷较小，但是突然间由工作人员或其他原因使得其负荷突然增大，但是由于励磁调节装置不能发生瞬时的突变，这就导致励磁调节装置的灵敏度出现与负荷变化不能同步的情况从而使电枢反应在突然变化时感应出了一个瞬间的电势，而这个瞬时电势也会感应出了一个与原来而对励磁电流方向相反的电流，两者相互抵消后出现了对主磁通减弱的特性，从而导致极性出现反向变化的故障；励磁系统在正常运行时，由于一些突发故障而导致励磁绕组的回路出现断路的情况，从而使励磁绕组中的励磁电流消失，但是发电机仍然要保持励磁电流的正常流动，所以就会产生一个反向的电动势，从而出现了极性相反的故障。
3.励磁系统技术改造的基本性能要求
对于水力发电站的励磁系统来说，其作为水力发电站的核心部分，只有保证励磁系统的稳定运行，才能保证整个水力发电站的稳定运行，从而提供质量好的电能。而对于励磁系统来说，其技术改造需要满足一些基本的性能要求，才能最大限度的保证水力发电站的稳定运行。首先，励磁系统需要满足相关机组在发电、同期并网、电力系统出现故障、强励减励、向空载电路充电等情况的运行时，励磁系统所需要满足的的技术要求，并且，在出现突发状况时，励磁调节器可以在1 S的时间之内将电压稳定在额定值附近；励磁系统必须具有发电机的转子过电压的保护功能，这样才能保证励磁系统可以稳定的运行，从而保证其提供的电能质量良好，而要想使其具有过电压保护功能，就需要采用高能氧化锌非线性电阻跨界器，这样，在出现突发的状况时，也能够保证一定的稳定性，除此之外，励磁系统也需要具有极高的免维护运行的特性以及在AVR可以对发电机电压进行无功补偿的情况下能够进行连续的整定数值调节性等特性并且也要保证其调差率的可整定范围在-15%～+15%之间。
4.结语
随着我国科技的不断发展，对电能的要求也越来越高，所以我国除了采用传统的火力发电之外也在不断的开发新的发电方式，比如水力发电、潮汐发电、太阳能发电等。而对于水力发电来说，励磁系统是其中最重要的一部分。因此，只有保证励磁系统的稳定，才能保证供电的稳定性。虽然在这方面我们还不是十分的成熟，也会出现很多的问题，但是相关的工作人员，仍然在做出不懈的努力，对此做出完善，从而保证水力发电的可靠性。并以此为我国人民做出贡献，保证人民的生活质量。
参考文献：
[1] 朱达凯，王 伟，金永琪·小型水轮发电机可控硅励磁系统故障原因分析及技改研究结题主报告[R]·杭州：浙江水利水电学校，2006：2—3.
[2] 王伟，陈绍红·500Kw以下发电机组常见励磁故障及处理[J]·浙江水利水电专科学校学报，2004，16（4）：1—2.
[3] NWLC一3C励磁装置使用说明书[R]·杭州：杭州南望自动化技术有限公司，2005：1一20.