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【摘 要】随着船舶发电机电磁系统运用的不断提升，研究与其相关内容凸显出重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了船舶发电机励磁系统的主要作用。在探讨船舶发电机励磁系统工作模式的基础上，研究了其失磁异步运行时的处理。
【关键词】船舶；发电机；励磁系统
一、前言
作为一种实际应用效果良好的系统，船舶发电机励磁系统在近期得到了长足的发展和进步。研究船舶发电机励磁系统的相关内容，能够更好地提升其实际运用效果，从而保证船舶的整体功能。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、概述
船舶发电机组在工作的过程中，励磁系统有着重要的作用。其作用主要体现在对船舶发电机组电力系统的电压控制方面。伴随着我国电力系统的不断发展，电网规模呈逐渐扩大的发展趋势，这就使得电网运行所具有的安全性与稳定性变的更为关键。在我国现有的励磁系统的组成原理中主要包括励磁功率单元、励磁调节器、发电以及机组共同组成的反馈控制系统，该系统是复合的。汽轮发电机励磁系统主要有两类，一类是他励交流励磁机励磁系统，另外一类是自励与自复励静止励磁系统。其中他励交流励磁机励磁系统本身是现有的船舶发电机机组中采用较多的系统，其优势主要体现在对励磁功率的控制效果较高，具有较高的可靠性，不易受到其它极端护短问题所造成的不利影响。
对于电力系统来说，确保其能够安全与稳定运行与计算的重点在于运动中能否建立精准的数学模型，还包括能够采用和实际系统需求相吻合的可利用模型参数。这就使得在我国现有的在船舶发电机励磁系统中励磁系统建模方面的工作非常关键，对提高汽轮发电机的稳定性有着不可取代的作用。在这种情况下，对运行中船舶发电机组的电力系统稳定应进行精确的计算，进而促使系统稳定性与安全性的提升。
三、船舶发电机励磁系统的主要作用
1.维持发电机端或系统指定控制点的电压在给定水平上
满足这一要求首先考虑的是保证电力系统运行设备的安全性，其次保证发电机运行的经济性。此外，维持发电机电压与提高电力系统稳定性方面的要求也是一致的。
2.合理分配并联运行发电机间的无功功率
电力系统中有许多台发电机并联运行。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布，要求合理控制电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。
3.提高电力系统的静态稳定性
当系统受到小的扰动后，发电机能继续保持与系统同步运行的特性称为电力系统的静态稳定性。现代电力系统的发展趋势是增大输送距离和提高输送功率，自动励磁的调节装置的出现，使许多技术问题得到了圆满的解决。
4.提高电力系统的暂态稳定性
电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，在各种干扰后，发电机组能够恢复到原来的运行状态或者过渡到另一个新的运行状态，则称系统是稳定的。励磁自动控制系统是通过改变励磁电流If从而改变Eq值来改善系统稳定性的。
5.提高电力系统动态稳定性
当电力系统的负荷发生突变、线路结构参数改变，以及电力系统遭受突然短路等故障时，电力系统能否继续稳定运行，称为电力系统的动态稳定性。增加励磁调节系统强励能力，降低励磁调节系统的时间常数，是提高电力系统动态稳定性的有效措施。
四、船舶发电机励磁系统的工作模式
1.发电模式
（一）手动方式
机端的电流在手动方式下需要维持恒定，其中的反馈量则为励磁电流，通过分析其数学模式，发现只有一级超前/滞后校正的过程，附件控制主要应用于试验，而不是对于励磁电流调节，或者，仅仅作为自动方式发生故障的情况下的辅助控制方式，比如自动控制的PT断线情况。
（二）自动方式
机端电压很定则是通过自动电压调节器的方式进行维持，发电机端电压则为反馈量。这里，采用两级超前/滞后校正环节在自动电压调节器中，为了使得励磁系统具有比较好的静态和动态的性能，另外还增加了相关的调差、V/F限制、过励限制、欠励限制、强励限制、定子电流限制、PPS附件控制信号等等。
2.电制动模式
相比于机械制动，电制动模式具有停机时间较短、制动力矩大、无环境污染、设备维护检修方便、制动投入速度不受限制等特点，在机组正常停机过程中就能投入使用电制动。恒定的励磁电流在调节器的控制环节中，利用励磁系统向发电机所提供，其中，软件能设定电流大小。第一，逆变灭磁则是在电机停机状态下，此时无励磁电流；第二，电制动投入指令；第三，开机指令则是在0.5s以后给出。分析推出电制动模式的调节器的顺序为：第一，电制动的投入指令先行撤出，逆变灭磁在调节器中自动进行；第二，电制动开机指令在5s后再进行撤出；第三，利用调节器去检测励磁电流，当发现没有存在励磁电流时，电制动模式退出，而转进入发电模式。
3.恒控制角模式
仅在实验手段下，才使用调节器的开环调节模式。对于励磁电源激励方式下的恒控制角模式来说，一般用于发电机空载特性试验、发电器短路试验等。这里分析在恒控制角模式下，同相应的调试软件，进入的常规顺序分析如下：第一，没有磁电流；第二，“恒控制角模式”的，命令在相关的调试软件中激活；第三，“强制开机”命令在调试软件中使用。这样，在进入相应的恒控制角模式下，初始化调节器，满足最大化控制信号输出的要求，使得，Ukmax=7600。之后，控制角的设置则是通过调试软件，控制角的调整还可以通过增减磁操作来进行。
4.短路干燥模式
通过励磁电源的作用，在相关的发电器空载特性试验、发电器短路试验中能够方便使用短路干燥模式。短路干燥模式的进行可以通过调试软件的相关操作，分析进入短路干燥模式常规顺序则为：第一，确保没有电流存在；第二，“短路干燥模式”命令通过调试软件进行选择；第三，“强制开机”则是通过调试软件选择相应命令。然后，电流给定的调整可以通过增减磁操作来得以实现。这里分析推出相应的短路干燥模式如下：第一，降低励磁电流数值为零；第二，“强制退出开机”命令通过调试软件进行选择；第三，“正常模式”命令则是通过调试软件选择进入，这样就使得短路干燥模式能顺利退出，从而有效进入发电模式。
五、船舶发电机失磁异步运行时的处理
1.处理原则
发电机失磁异步运行时，一般处理原则如：（1）对于不允许无励磁运行的发电机应立即从电网解列，以免损坏设备或造成系统事故；（2）对于允许无励磁运行的发电机应按无励磁运行规定执行以下操作：迅速降低有功功率到允许值此时定子电流将在额定电流左右摆动；手动断开灭磁开关，退出自动电压调节装置和发电机强行励磁装置；注意其它正常运行的发电机定子电流和无功功率值是否超出规定，必要时按发电机允许过负荷规定执行；在规定无励磁运行的时间内，仍不能使机组恢复励磁，则应将发电机自系统解列。
2.处理方法
失磁保护动作后经自动切换励磁方式、减有功负荷无效而作用于跳闸时，按事故停机处理；若失磁是由于灭磁开关误跳闸引起，应立即重合灭磁开关，重合不成功则马上将发电机解列停机；若失磁是因为励磁调节器AVR故障，应立即将AVR由工作通道切至备用通道，自动方式故障则切换至手动方式运行。
失磁后允许运行时间及所带负荷。发电机失磁后，是否可以继续运行，与失磁运行的发电机容量和系统容量的大小有关。大容量的发电机失磁后，应立即从电网中切除，停机处理。发电机容量较小，电网容量较大，一般允许发电机在短时间内，低负荷下失磁运行，以待处理失磁故障。
六、结束语
通过对船舶发电机励磁系统的相关研究，我们可以发现，该项系统的工作模式是多样的，其应用中的注意要点同样应该引起注意，有关人员应该从船舶对发电机励磁系统的客观需求出发，研究选择最为合理的励磁系统应用方案。
参考文献：
[1] 刘立.发电机励磁系统保护误动的原因与处理[J].中国设备工程.2010（03）：43-44.
[2] 刘闯，宋大伟.船舶发电机组的励磁调節器[J].科技创业家.2012（07）：146-150.
[3] 张谦，董绿荷.基于典型船舶发电机组的汽机基础评价规范的对比[J].武汉大学学报.2013（10）：166-169.
【关键词】船舶；发电机；励磁系统
一、前言
作为一种实际应用效果良好的系统，船舶发电机励磁系统在近期得到了长足的发展和进步。研究船舶发电机励磁系统的相关内容，能够更好地提升其实际运用效果，从而保证船舶的整体功能。本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、概述
船舶发电机组在工作的过程中，励磁系统有着重要的作用。其作用主要体现在对船舶发电机组电力系统的电压控制方面。伴随着我国电力系统的不断发展，电网规模呈逐渐扩大的发展趋势，这就使得电网运行所具有的安全性与稳定性变的更为关键。在我国现有的励磁系统的组成原理中主要包括励磁功率单元、励磁调节器、发电以及机组共同组成的反馈控制系统，该系统是复合的。汽轮发电机励磁系统主要有两类，一类是他励交流励磁机励磁系统，另外一类是自励与自复励静止励磁系统。其中他励交流励磁机励磁系统本身是现有的船舶发电机机组中采用较多的系统，其优势主要体现在对励磁功率的控制效果较高，具有较高的可靠性，不易受到其它极端护短问题所造成的不利影响。
对于电力系统来说，确保其能够安全与稳定运行与计算的重点在于运动中能否建立精准的数学模型，还包括能够采用和实际系统需求相吻合的可利用模型参数。这就使得在我国现有的在船舶发电机励磁系统中励磁系统建模方面的工作非常关键，对提高汽轮发电机的稳定性有着不可取代的作用。在这种情况下，对运行中船舶发电机组的电力系统稳定应进行精确的计算，进而促使系统稳定性与安全性的提升。
三、船舶发电机励磁系统的主要作用
1.维持发电机端或系统指定控制点的电压在给定水平上
满足这一要求首先考虑的是保证电力系统运行设备的安全性，其次保证发电机运行的经济性。此外，维持发电机电压与提高电力系统稳定性方面的要求也是一致的。
2.合理分配并联运行发电机间的无功功率
电力系统中有许多台发电机并联运行。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布，要求合理控制电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。
3.提高电力系统的静态稳定性
当系统受到小的扰动后，发电机能继续保持与系统同步运行的特性称为电力系统的静态稳定性。现代电力系统的发展趋势是增大输送距离和提高输送功率，自动励磁的调节装置的出现，使许多技术问题得到了圆满的解决。
4.提高电力系统的暂态稳定性
电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，在各种干扰后，发电机组能够恢复到原来的运行状态或者过渡到另一个新的运行状态，则称系统是稳定的。励磁自动控制系统是通过改变励磁电流If从而改变Eq值来改善系统稳定性的。
5.提高电力系统动态稳定性
当电力系统的负荷发生突变、线路结构参数改变，以及电力系统遭受突然短路等故障时，电力系统能否继续稳定运行，称为电力系统的动态稳定性。增加励磁调节系统强励能力，降低励磁调节系统的时间常数，是提高电力系统动态稳定性的有效措施。
四、船舶发电机励磁系统的工作模式
1.发电模式
（一）手动方式
机端的电流在手动方式下需要维持恒定，其中的反馈量则为励磁电流，通过分析其数学模式，发现只有一级超前/滞后校正的过程，附件控制主要应用于试验，而不是对于励磁电流调节，或者，仅仅作为自动方式发生故障的情况下的辅助控制方式，比如自动控制的PT断线情况。
（二）自动方式
机端电压很定则是通过自动电压调节器的方式进行维持，发电机端电压则为反馈量。这里，采用两级超前/滞后校正环节在自动电压调节器中，为了使得励磁系统具有比较好的静态和动态的性能，另外还增加了相关的调差、V/F限制、过励限制、欠励限制、强励限制、定子电流限制、PPS附件控制信号等等。
2.电制动模式
相比于机械制动，电制动模式具有停机时间较短、制动力矩大、无环境污染、设备维护检修方便、制动投入速度不受限制等特点，在机组正常停机过程中就能投入使用电制动。恒定的励磁电流在调节器的控制环节中，利用励磁系统向发电机所提供，其中，软件能设定电流大小。第一，逆变灭磁则是在电机停机状态下，此时无励磁电流；第二，电制动投入指令；第三，开机指令则是在0.5s以后给出。分析推出电制动模式的调节器的顺序为：第一，电制动的投入指令先行撤出，逆变灭磁在调节器中自动进行；第二，电制动开机指令在5s后再进行撤出；第三，利用调节器去检测励磁电流，当发现没有存在励磁电流时，电制动模式退出，而转进入发电模式。
3.恒控制角模式
仅在实验手段下，才使用调节器的开环调节模式。对于励磁电源激励方式下的恒控制角模式来说，一般用于发电机空载特性试验、发电器短路试验等。这里分析在恒控制角模式下，同相应的调试软件，进入的常规顺序分析如下：第一，没有磁电流；第二，“恒控制角模式”的，命令在相关的调试软件中激活；第三，“强制开机”命令在调试软件中使用。这样，在进入相应的恒控制角模式下，初始化调节器，满足最大化控制信号输出的要求，使得，Ukmax=7600。之后，控制角的设置则是通过调试软件，控制角的调整还可以通过增减磁操作来进行。
4.短路干燥模式
通过励磁电源的作用，在相关的发电器空载特性试验、发电器短路试验中能够方便使用短路干燥模式。短路干燥模式的进行可以通过调试软件的相关操作，分析进入短路干燥模式常规顺序则为：第一，确保没有电流存在；第二，“短路干燥模式”命令通过调试软件进行选择；第三，“强制开机”则是通过调试软件选择相应命令。然后，电流给定的调整可以通过增减磁操作来得以实现。这里分析推出相应的短路干燥模式如下：第一，降低励磁电流数值为零；第二，“强制退出开机”命令通过调试软件进行选择；第三，“正常模式”命令则是通过调试软件选择进入，这样就使得短路干燥模式能顺利退出，从而有效进入发电模式。
五、船舶发电机失磁异步运行时的处理
1.处理原则
发电机失磁异步运行时，一般处理原则如：（1）对于不允许无励磁运行的发电机应立即从电网解列，以免损坏设备或造成系统事故；（2）对于允许无励磁运行的发电机应按无励磁运行规定执行以下操作：迅速降低有功功率到允许值此时定子电流将在额定电流左右摆动；手动断开灭磁开关，退出自动电压调节装置和发电机强行励磁装置；注意其它正常运行的发电机定子电流和无功功率值是否超出规定，必要时按发电机允许过负荷规定执行；在规定无励磁运行的时间内，仍不能使机组恢复励磁，则应将发电机自系统解列。
2.处理方法
失磁保护动作后经自动切换励磁方式、减有功负荷无效而作用于跳闸时，按事故停机处理；若失磁是由于灭磁开关误跳闸引起，应立即重合灭磁开关，重合不成功则马上将发电机解列停机；若失磁是因为励磁调节器AVR故障，应立即将AVR由工作通道切至备用通道，自动方式故障则切换至手动方式运行。
失磁后允许运行时间及所带负荷。发电机失磁后，是否可以继续运行，与失磁运行的发电机容量和系统容量的大小有关。大容量的发电机失磁后，应立即从电网中切除，停机处理。发电机容量较小，电网容量较大，一般允许发电机在短时间内，低负荷下失磁运行，以待处理失磁故障。
六、结束语
通过对船舶发电机励磁系统的相关研究，我们可以发现，该项系统的工作模式是多样的，其应用中的注意要点同样应该引起注意，有关人员应该从船舶对发电机励磁系统的客观需求出发，研究选择最为合理的励磁系统应用方案。
参考文献：
[1] 刘立.发电机励磁系统保护误动的原因与处理[J].中国设备工程.2010（03）：43-44.
[2] 刘闯，宋大伟.船舶发电机组的励磁调節器[J].科技创业家.2012（07）：146-150.
[3] 张谦，董绿荷.基于典型船舶发电机组的汽机基础评价规范的对比[J].武汉大学学报.2013（10）：166-169.