摘要:電力是現(xiàn)代社會穩(wěn)定可靠發(fā)展的重要保障，在電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠作為電力生產(chǎn)的源頭，其運(yùn)行管理水平會對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生不容忽視的影響。而勵磁系統(tǒng)作為發(fā)電廠中的一個關(guān)鍵組成部分，與發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系密切。從發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)的組成出發(fā)，就勵磁系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題及原因進(jìn)行分析，并就問題的處理過程和處理策略進(jìn)行討論，希望能夠保障發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，推動電力行業(yè)的健康發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞:發(fā)電廠;勵磁系統(tǒng);存在問題;處理過程

　　0引言

　　作為主要的電力生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，發(fā)電廠在社會發(fā)展中的重要性不言而喻，發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)的存在，可以實現(xiàn)電壓控制和無功分配，在保證電力生產(chǎn)及傳輸穩(wěn)定性的同時，也能夠保障電力設(shè)備的運(yùn)行安全。勵磁系統(tǒng)具備運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、反應(yīng)迅速、調(diào)整過程穩(wěn)定等特點，對發(fā)電廠整體運(yùn)行效果具有直接影響，必須得到足夠的重視。

　　1發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)組成

　　發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)的基本原理是基于電磁感應(yīng)定律以及電磁力定律，在對勵磁系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建的過程中，要求技術(shù)人員選擇恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)電及導(dǎo)磁材料，構(gòu)筑可以相互進(jìn)行電磁感應(yīng)的電路和磁路，產(chǎn)生電磁功率，從而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的目的。一般來講，發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)應(yīng)該包括調(diào)節(jié)通道、模擬量總線板、開關(guān)量總線板、人機(jī)界面以及接口電路等，如果依照設(shè)備功能，大致可以分為兩部分:一是勵磁功率單元，包含了整流裝置和交流電源，能夠為發(fā)電機(jī)勵磁繞組提供相應(yīng)的直流勵磁電流;二是勵磁調(diào)節(jié)器，可以對發(fā)電機(jī)的電壓以及運(yùn)行工況變化進(jìn)行監(jiān)測，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，自動對勵磁功率單元輸出的勵磁電流數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保其能夠滿足勵磁系統(tǒng)的實際運(yùn)行需求。勵磁調(diào)節(jié)器具備了較為完善的故障檢測功能，可以實現(xiàn)對于電源系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的全方位檢測，借助自檢與互檢的相互配合，保證事故檢測與通道切換的順利進(jìn)行，有助于提高勵磁系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

　　2發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題及原因分析

　　性能優(yōu)秀的勵磁系統(tǒng)在正常運(yùn)行的情況下，可以依照負(fù)荷電流及電壓的實時變化情況，就勵磁電流進(jìn)行調(diào)整，確保其能夠具備充足輸出功率。而當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會引發(fā)較為明顯的電壓下降，勵磁系統(tǒng)在檢測到異常數(shù)據(jù)時，會將發(fā)電機(jī)勵磁電流提高到最大值，保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。不過，發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程中，會受到很多因素的影響，存在不少問題，這些問題的存在會對勵磁系統(tǒng)功能的發(fā)揮產(chǎn)生阻礙。

　　2.1無法起壓

　　在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，如果勵磁系統(tǒng)剩磁缺乏，將無法完成勵磁電壓的構(gòu)建，也會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)啟動環(huán)節(jié)的起壓效果難以保障。對其原因進(jìn)行分析，主要是因為剩磁不足，設(shè)備維護(hù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了接線事故，導(dǎo)致設(shè)備啟動時電流快速傳輸，剩磁無法滿足勵磁電壓構(gòu)建的需求。

　　2.2發(fā)電機(jī)失磁

　　電廠發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)節(jié)，如果出現(xiàn)失磁問題，將會造成發(fā)電機(jī)失步，在轉(zhuǎn)子阻尼繞組、表面以及轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的差頻電流，出現(xiàn)附加溫升的情況，嚴(yán)重時會引發(fā)轉(zhuǎn)子局部高溫，影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全。導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁的主要原因有幾點:①勵磁變故障跳閘。若勵磁變壓器存在絕緣缺陷，或者缺乏有效維護(hù)導(dǎo)致其在運(yùn)行中出現(xiàn)絕緣惡化，隨之產(chǎn)生的放電現(xiàn)象會造成勵磁變保護(hù)動作跳閘，失磁保護(hù)動作則會引發(fā)機(jī)組跳閘。②勵磁滑環(huán)打火。若碳刷壓簧的壓力不均勻，會導(dǎo)致部分碳刷出現(xiàn)電流分布不均的情況，在電流過大的碳刷中引起發(fā)熱現(xiàn)象，碳化及滑環(huán)接觸面的污染會導(dǎo)致兩者間接觸電阻的增大，引發(fā)打火問題。③勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障。發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)EGC板故障會引發(fā)發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)動作，繼而導(dǎo)致失磁保護(hù)動作跳閘。

　　2.3轉(zhuǎn)子兩點接地

　　以火電廠中的汽輪發(fā)電機(jī)為例，特殊的作業(yè)環(huán)境會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中容易出現(xiàn)積灰問題。如果積灰嚴(yán)重同時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽口的絕緣出現(xiàn)損壞，則會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)一點或者兩個點接地故障，如果這個故障發(fā)生在轉(zhuǎn)子繞組和勵磁系統(tǒng)中，會對發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行產(chǎn)生阻礙。一方面會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無功功率下降;另一方面則會造成勵磁電流升高，儀表盤指示燈常亮，在得不到及時處理的情況下，就會對整個電網(wǎng)的運(yùn)行安全產(chǎn)生威脅。

　　3發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)運(yùn)行問題的處理

　　3.1做好電路調(diào)整

　　一是電壓調(diào)節(jié)。在機(jī)箱內(nèi)部，各單元之間的連接是在背板的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，這種連接方式可以在減少外部配線的同時，提升勵磁系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。借助主控機(jī)箱軟件，可以實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器功能以及限制功能，對照發(fā)電機(jī)端勵磁PT信號以及內(nèi)部電壓給定信號的差值，利用PID校正器完成電壓調(diào)節(jié)工作。在這個過程中，應(yīng)結(jié)合CT定子電流，對無功分量進(jìn)行檢測，依照設(shè)定好的調(diào)差系統(tǒng)完成無功補(bǔ)償。

　　二是電流調(diào)節(jié)。硬件設(shè)施與電壓調(diào)節(jié)可以在電流調(diào)節(jié)通道或者以軟件模塊為載體的通道中實現(xiàn)高度共享，勵磁電流調(diào)節(jié)強(qiáng)調(diào)在內(nèi)部電流給定信號與勵磁電流測量值差值的基礎(chǔ)上，借助PID校正器完成調(diào)整。調(diào)壓調(diào)節(jié)通道需要將發(fā)電機(jī)端電壓作為控制量，確保其能夠長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，電流調(diào)節(jié)通道則強(qiáng)調(diào)基于勵磁電流控制量來保證電流的穩(wěn)定性;三是通道控制。勵磁調(diào)節(jié)器可以在無擾動的情況下切換到備用通道，對比兩通道控制電壓的差異，就跟蹤通道的給定值進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，以此來實現(xiàn)對于目標(biāo)的全程跟蹤。在跟蹤過程中，需要做好動態(tài)跟蹤回路的合理設(shè)置，這樣才能確保故障切換時發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，通道控制器可以完成對于通道內(nèi)運(yùn)行情況的實時監(jiān)控和觀察，推動內(nèi)外信號連接，保證控制指令的及時發(fā)送和執(zhí)行。

　　3.2優(yōu)化參數(shù)管理

　　技術(shù)人員應(yīng)做好自動勵磁調(diào)節(jié)器參數(shù)的合理設(shè)置，因為調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置不僅關(guān)系著勵磁系統(tǒng)作用的發(fā)揮，也會對發(fā)電機(jī)組以及電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生直接影響。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展背景下，設(shè)備生產(chǎn)上對于軟件程序的更新速度不斷加快，技術(shù)人員會在提供現(xiàn)場服務(wù)的同時進(jìn)行程序升級，但是如果操作不當(dāng)，很容易引發(fā)安全問題。對此，電力部門應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對于勵磁參數(shù)的管理，采取多元化管理的方式，參考繼電保護(hù)中的定值管理方法，由電力生產(chǎn)部門進(jìn)行參數(shù)整定，維護(hù)人員及運(yùn)行人員分別負(fù)責(zé)參數(shù)的輸入及核對，保證勵磁系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　3.3重視設(shè)備維護(hù)

　　發(fā)電廠應(yīng)高度重視勵磁系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)工作，就勵磁系統(tǒng)故障以及故障處理策略進(jìn)行統(tǒng)計分析，依照分析結(jié)果采取有效的處理和應(yīng)對措施，提升勵磁系統(tǒng)的可靠性。在運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)，應(yīng)做好發(fā)電機(jī)的專項進(jìn)項運(yùn)行試驗，并在機(jī)組啟動、停止以及試驗過程中，低速切斷勵磁，對勵磁調(diào)節(jié)器自動通道中存在的故障進(jìn)行及時修復(fù)，確保其作用和性能可以充分發(fā)揮出來，避免設(shè)備和系統(tǒng)長期處于手動調(diào)節(jié)模式。

　　電力論文投稿刊物：《內(nèi)蒙古電力技術(shù)》Inner Mongolia Electric Power(雙月刊)曾用刊名：內(nèi)蒙古電力，1983年創(chuàng)刊，是內(nèi)蒙古自治區(qū)電機(jī)工程界唯一的國內(nèi)外公開發(fā)行的技術(shù)類期刊。

　　4結(jié)語

　　在新的發(fā)展環(huán)境下，我國電網(wǎng)逐漸實現(xiàn)了全面覆蓋，勵磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要性也在不斷凸顯。有關(guān)部門應(yīng)該重視起來，積極引入先進(jìn)的工藝技術(shù)和電力設(shè)備，對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)進(jìn)行完善，定期開展勵磁系統(tǒng)的檢修工作，對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時處理，切實保證勵磁系統(tǒng)運(yùn)行的高效性和安全性。另外，發(fā)電廠也應(yīng)該建立起高素質(zhì)專業(yè)化的人員隊伍，對勵磁系統(tǒng)進(jìn)行操控管理，確保設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行，推動電力行業(yè)的健康發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]鄭明浩.探析水電站勵磁系統(tǒng)殘壓起勵回路的改進(jìn)[J].科技風(fēng)，2019(34):4.

　　[2]陳志峰，孫鴻儒，潘海斌.600MW機(jī)組發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障導(dǎo)致機(jī)組跳閘原因分析[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2019，37(4):94-96.

　　[3]李亭.強(qiáng)力式勵磁調(diào)節(jié)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019(23):178.

　　作者：黃靖雄