摘要：随着时代不断的发展，水电站也在不断的发展，电力系统对水电站励磁系统运行的要求也越来越高，励磁系统在水电站发电机组运行过程中起着极其重要的作用，励磁系统相关设备一旦出现故障，会对水电站发电机组的安全运行和电力系统的安全、稳定运行都造成比较大的影响。所以，对水电站励磁系统在运行过程中可能发生的故障进行分析，并采取应对措施进行探讨具有较为重要的意义。
关键词：励磁系统；水电站；故障
引言：受到运行环境因素和励磁系统产品本身元器件质量等诸多因素的影响，水电站发电机励磁系统在运行过程中会发生一些故障，故障发生后将会影响到发电机的安全运行，因此进一步加强对励磁系统故障发生原因进行分析和应采取的措施进行探讨是非常有必要的，因此加强预防措施的实施可以有效的保障发电机组的稳定运行。
1水电站发电机励磁系统的工作原理
励磁调节器运行原理如图1所示。励磁功率调节电源主要从发电机的机端和电网侧位置输出直接进行整流电源的获取，励磁功率调节电源在利用励磁整流单元对变压器进行降压以后，会分别利用全控励磁整流单元和桥梁励磁功率单元对电流信号进行整流后输出，提供保证同步发电机的磁场和绕组工作所需要的直流功率调节电流，励磁电源和功率调节单元的输出直流电压主要由励磁功率调节对输出单元触发的脉冲和输入的电流信号进行控制。但是，在电网中并入发电机后,如果系统的电压没有出现变化,此时发电机会进行无功功率调节,如果给定值不变,在系统的电压产生变化后,从机端和电网侧位置输出的无功功率也可能会随着给定出现变化，会直接导致系统的恒励磁电压随给定而变大，严重时会直接导致无功功率也可能会随着给定而降低。
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图1 励磁调节器运行原理
2水电站励磁系统故障原因分析及对策
2.1励磁系统失磁故障
实际运行过程中，励磁系统失磁对水电站发电机运行会造成比较大的影响。失磁产生的原因可能是功率整流柜可控硅晶闸管脉冲信号异常或消失，调节器主用通道发生故障，无法切换至备用通道运行等等因素造成，失磁后发电机组定子电压和电流出现剧烈波动，当电压值达到失磁保护动作条件时，失磁保护动作将发电机组从电网中解列，造成发电机组非计划停运考核。另外，灭磁开关误分闸也可引起发电机失磁，误分闸后快速把转子电感中储存的电流释放掉，以保证发电和其他设备的安全不受影响；
针对上述励磁系统失磁产生的原因进行分析，可采取以下措施：由于可控硅晶闸管承受过电流或者过电压的能力比较弱，即便时间很短，可控硅晶闸管也很容易遭受损坏，影响励磁系统正常运行，因此我们采取在可控硅回路安装熔断器，出现故障时熔断器在可控硅晶闸管损坏之前熔断，很好的保护晶闸管；励磁系统在正常运行时，对主用通道和备用通道的运行状态进行监视，当监控系统对备用通道运行不正常报警时，及时对备用通道进行处理，保证备用通道能时刻保持良好的工作状态，防止主用通道工作不正常时，备用通道能够及时投入使用，保证励磁系统的正常运行。
2.2励磁系统的整流电源故障
首先，在实际的运行过程当中，我们要能够及时检查励磁系统整流装置的电气回路，若发现整流装置出现故障，一定要及时、有效地对发电机进行系统的检查并对故障进行排除。一般情况下，如果整流装置没有故障，就要及时地检查励磁系统的电源，很大的可能是由于励磁系统整流电源的某一相电源消失造成整流电源出现缺相的现象，从而造成励磁系统电压没有达到整流电压。由于电源出现了缺相，造成励磁系统整流电压不能正常建立，并且对整流故障进行报警系统灵敏度较低，因此无法报出电源缺相故障。针对这种故障报警现象，要及时的更换励磁系统整流装置和电源中带有断相的整流闸刀，并要提高系统对整流故障进行报警的效率和灵敏度，保证在系统发生整流故障时系统能够及时报出故障报警，保证系统的正常工作和运行。
2.3励磁变压器高压熔断器故障
在实际的运行过程当中，还需要注意保证励磁信号变压器的正常工作和运行，避免出现各种各样的故障。为了能够较为有效地避免类似的各种故障情况再次发生，需相关人员加强其对水电站励磁系统的维护和检查，以保证能够及时发现励磁系统中的各种故障，对于高压侧的励磁信号熔断器应该尽量选择较大功率和高容量的熔断器型号，并且要保证其质量，保证水电站励磁系统的高压熔断器的可靠工作和运行。当出现异常的时候，操作人员往往需要立即地检查调节器设备及励磁控制系统，确定熔断器是否有爆裂，且即使是调节器的三相熔断器，也可能会出现不同程度的裂痕，可以将其用于初步判断调节器是否存在设备质量相关的一些问题。为了有效地避免这类问题的发生，及时加强对各个设备及部位的日常检查，为机组启动后的正常运行提供保障。
2.4自复励励磁系统故障
自复励励磁控制系统在目前的实际应用中来看，其在水电站中广泛运用的比较多，它具有比较高的励磁电压自动调节的精度，并且还能够对励磁电流进行相应的自动补偿，在机端电路发生励磁短路故障时，能够有效地控制励磁短路的电流，但是从另一方面来说也很容易就会造成发电机空载或者运行的时候不能保持稳定的状态。针对上述的一系列故障，可以日常工作当中进一步地加强对励磁系统的维护和检修，检查励磁系统各回路的相序接线是否异常，对于出现励磁回路相序接反的励磁短路问题，要确保能够较为及时的进行更正，防止其影响水电站励磁系统正常运行。
2.5发电机非全相运行故障
发电机可能会出现非全相运行的现象，应加强防护。例如由于励磁开关不能及时的断开，造成励磁系统的电压不同期，使得励磁系统的三相电压控制和脉冲功能遭到了破坏，出现逆变现象，造成三相灭磁的情况发生。对于影响发电机非全相正常运行的这种现象，严重时会直接造成整个发电机定子线圈烧坏。为了有效避免异常、故障或事故的频繁发生，要及时根据相关报警文件记录的情况进行处理，并要定期的进行发电机设备的安全试验和日常检修，以能够保证所有的设备都能够处于正常的运行状态。
3结束语
综上所述，励磁系统运行的稳定性，决定着水轮发电机所发出电能质量的优与劣，除了进一步加强和提高水电站的励磁系统运行环境和元器件本身的质量以外，在励磁系统运行中还应采用足够的监控手段，及时对故障或异常进行预警，根据预警进行相应的检查和处理，保证水电站励磁系统的可靠运行，从而保证发电机组的稳定、经济运行。
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