摘要：励磁系统控制发电机的励磁电流，控制电网电压水平与并联设备之间的无功分配。如果电源系统出现故障，增加励磁电流可以保持系统电压水平，以确保系统电源质量。系统负载突然增加或减少，系统电压下降或升高，电压变化影响系统稳定性。电力系统负载不断变化，为了保持电力系统的电压和无功分配稳定性，励磁控制系统必须不断快速调节发电机的励磁电流。本文基于发电机励磁系统故障原因分析及改进措施展开论述。
关键词：发电机；励磁系统故障原因；改进措施
引言
由于励磁控制系统对发电机的控制效果，短期内最好的控制效果会导致后期电力系统的不稳定。因此励磁控制系统对电力系统稳定性的影响分为暂态(短期)稳定性和动态(长期)稳定性问题。同步发电机的励磁控制系统对电力系统的稳定性起着至关重要的作用，如果采用不同特性的励磁系统，电力系统的稳定性可能会有所不同。励磁系统电力系统稳定性的模拟和分析在电站设计和励磁系统选择中具有一定的参考值。现在，电力系统越来越依赖励磁系统来提高系统的稳定性，从而降低电力系统的设计稳定性限制。要提高系统的瞬态稳定性，理想的励磁系统特性必须具有快速响应特性。发生系统故障时，女人和响应能力会提高，负载剧变时，需要快速调节性能。
1事件经过
一家公司的发电机分别由两套9F燃气-蒸汽联合循环热电联产装置、发电机变压器和汽轮发电机变压器联合机组布线，采用联合变压器布线。其中燃气轮发电机主要使用公司的数字静态磁励调节系统，包括励磁变压器、晶闸管整流桥、自动励磁调节器和励磁装置、转子过电压保护和马铃薯装置。发电机末端的励磁变压器电源；汽轮发电机采用其他公司的磁励磁系统。×年×月×日1#联通单元运行，5:05，发电机并网运行，励磁调节器运行方式远程/自动运行模式，即发电机末端调压方式；7:10，汽轮发电机并网运行。1#按联合单位负荷。9:55，机组负载带260MW(燃气轮机169MW，汽轮机91MW)，1#燃气轮机励磁系统故障导致发电机保护装置a，b机柜保护出口，燃气单元停机，2#汽轮机跳跃机的水平保护。燃气单元发电机电量保护(双套)、非电力保护和励磁调节器都使用同一公司的产品。
2现场检查情况
(1)发电机保护装置a、b机柜、非电动“外跳”(励磁故障跳闸)动作出口。(2)励磁调节器错误信息(a通道与b通道信息基本匹配)、1#燃气轮机励磁操作面板显示F8整流桥1错误报警和电流监控错误、F9整流桥2错误报警和电流监控错误、系统错误、保险丝错误等。整流桥1/2桥臂电流监控指示灯A13熄灭。(3)1#燃气轮发电机室1#，2# SCR电源柜A13指示灯不亮，A13对应于b相(每个电源柜A11)。(4)故障记录器显示燃气轮发电机保护装置收到“励磁系统故障信息”，外部故障启动保护装置出口约40毫秒后燃烧器GCB，继续往返自灭开关。
3原因分析
该电厂励磁系统设备管理不够深入，虽能开展日常维护及定期检修工作，但对励磁系统元件劣化分析不足；励磁系统培训工作不到位，三措两案中未体现运行人员注意事项及紧急事件下的应对措施，缺少励磁系统故障处理专项应急预案；在异常事件发生后，运维人员缺乏励磁系统异常处置经验，处置不够果断；励磁调节器中各整流柜只设计至ＤＣＳ超温告警开关量信号，无模拟量输出信号，无法实时监测整流柜实际温度。
ａ．深入开展设备运维管控，对设备开展大数据分析，通过各种运行、试验数据比对，强化设备劣化分析，对性能明显下降的设备及时进行更换或改造。ｂ．加强励磁系统知识培训，提升运维人员励磁系统异常处理水平。
针对励磁系统设备缺陷，编制励磁系统故障处理应急预案，完善预控防范措施，并定期组织开展《励磁系统故障处理应急预案》演练，提升运维人员应急能力，确保应急措施精准到位，应急处置迅速准确。ｃ．增加励磁系统巡检频次，每天对励磁系统测温，每周开展均流测试工作，有条件时联系厂家增加励磁系统各个盘柜的测温信号，此信号引至ＤＣＳ画面用以实时监测励磁系统各个盘柜的温度。停机后对1、2号机励磁系统所有整流柜内的可控硅、脉冲放大板及相关设备进行详细检查，消除元器件老化造成的故障隐患。
4设计及运行建议
(1)当设计者打开磁铁控制器选项时，有可靠稳定的性能可供选择。(2)选择辅助继电器，确保可靠的接触能力和线圈质量。(3)发电机启动前磁富集系统正常，处于待机模式，避免开机后出现异常。(4)在发电机接通前，按照发电机的休假时间并行运行，销毁主油。(5)技术专家识别发电机主电源开关的辅助触点，对微磁化调节器进行逻辑判断。(6)建立常规的大型和小型系统，鼓励发电机并及早发现处理方面的缺陷。(7)设计人员可通过可靠的启动按钮确保良好的接触。(8)对于磁场，选择受控制的硅酮制造设施，并根据情况选择带有磁场控制器的制造商，以促进质量更高的制造。低成本、减少停机时间、保证生命周期。
5整改及预防措施
(1)对全厂冗馀电源设备(包括设备型号、转换原理、电压和时间设置等)的全面传感器；对安全风险或价值不合理的设备的纠正意见和预防措施；利用停机时间机会检查1、2号单元励磁系统双电源开关设备开关时间和主道路电压损失开关设置值。(2)统计整个工厂低压变压器分割连接器的位置，并在不同负载(主要是无功最大和最小条件)下统计整个工厂高压和低压配电段的总线电压，以提供下一次调整低压变压器分割连接器的数据基准。如果总线电压低，并且运行供水泵，则对于影响重要设备的配电段，请相应地调整低压变压器电压调节分割连接器的位置。(3)改进女子系统风扇电源切换信号远程传输功能，使工作人员能够在1号和2号女子系统风扇冗馀电源的切换操作过程中及时发现，在DCS的相应屏幕上添加电源切换信号和事件记录。(4)励磁双电源开关系统的重要性，如果设备的使用年限很长，请利用停机时间维护该类型的双电源开关设备，并执行低压驱动器。您还必须考虑用符合现场实际情况的可靠设备替换冗馀电源开关设备。(5)加强操作和维护人员的培训，了解励磁双电源开关系统的重要性，熟悉并掌握设备型号、开关原理、电压和时间设置以及保护功能。(6)加强发电机励磁系统日常检查维护工作，尤指机组停机后日常维护工作；(7)特别为女卡故障设置警报提示，以便服务和执行者能够轻松发现故障。(8)改进励磁系统备件以备紧急情况；(9)在每台发电机组发动机前一天同位一次磁停用开关，以确认励磁系统正常。
结束语
同步发电机的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两大部分组成。其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统，励磁系统是发电机的重要组成部分，能否正常工作，直接影响到发电厂的安全、经济和稳定运行。
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