徐林通
贵州兴义电力发展有限公司 贵州省兴义市 562400
摘要：在现代电力系统的发展过程中，基于技术的提升，使得机组稳定极限出现降低的趋势，在此情况下，对励磁系统可靠性的要求更加严格。本文分析了影响火力发电厂励磁系统稳定运行的故障，提出围绕控制电路进行监控与调节、引入智能化的控制方式、监测参数水平等提升励磁系统可靠性的有效策略，以供参考。
关键词：火力发电厂；励磁系统；智能化控制方式；参数水平
引言：基于电磁感应原理，使发电机转子形成旋转磁场的过程被称为“励磁”。除此之外，在该原理作用下，为发电机等设备创造工作磁场的过程属于“励磁”范围内，如为发电机转子提供电源的设备等。由此可见，励磁系统是发电厂不可或缺的重要组成部分。如何提升其可靠性，成为有关人员必须仔细考虑的问题。
1.影响火力发电厂励磁系统稳定运行的故障分析
整体而言，火力发电厂的励磁系统具备控制点压输出、分配并列运行状态下发电机无功功率分配、保证电力设备安全运行、提升电力传输稳定性等作用，在很大程度上直接影响火力发电厂的供电效率。而影响励磁系统稳定运行的常见故障如下：
（1）火力发电厂的发电过程，是通过燃烧化石能源的方式，提取其中的能量，将之转化为热能；进而使水分蒸发，进一步转化为机械能；通过带动发电机旋转的方式，最终转化为电能。但发电机在正常运转的过程中，一旦与励磁系统出现起励失败的现象（励磁系统发布正常发布“投励”指令，但发电机无法按照原计划正常建立初始电压），则必然影响发电效率。比如EXC9000励磁系统，如果投励指令发布时间超过10秒内，系统仍未响应（此时机端电压可能尚未达到发电机额定电压的10%），则调节器显示屏中将会给出“起励失败”提示。总体而言，造成起励失败的原因为：其一，操作问题，如同步变压器保险座的开关、起励开关、灭磁开关等并未按要求及时关合；其二，设备故障，如部分设备的元器件损坏或线路长时间运行后出现松动、调节器存在故障等；其三，转子侧剩余磁化强度不足。
（2）发电机运行过程中，多种因素均会导致励磁波动超出正常范围，比如励磁系统的运行数据在一定时间内超过额定值，但经过一段时间后，很可能自行恢复正常（比如加磁、减磁调节均可正常进行）。此种看似“无迹可寻”的故障，往往对励磁系统造成较大伤害，严重影响其可靠性。造成此种故障的原因如下：其一，移相脉冲控制电压的输出脱离正常控制；其二，系统所处环境的温度出现骤然变化，导致诸多元器件在遭受振动或是在氧化作用下，引发故障。
2.提高火力发电厂励磁系统可靠性的有效策略简述
2.1围绕控制电路进行监控与调节
针对上文提到的“起励失败”故障，维护人员需要围绕控制电路设计系统性的监控、调节及维修体系，保证及时查清引发故障的根本原因，从而“对症下药”。该体系的具体内容如下：
（1）结合设备说明书，以特定的程序仔细检查设备的开机状态，需要注意的是，务必对所有流程进行全面审查，原则上不允许存在任何疏漏。
（2）仔细观察，基于设备系统给出的反馈信息，圈定故障范围。
比如认为是回路出现问题，则需要对起励接触器执行有关指令的动作进行观察，并通过倾听吸合声响进行判断；如果怀疑是调节器出现故障，则可以直接观察调节器的输入/输出板相应位置的开关指示灯是否能够正常发挥提示功能，如果发现灯处于“熄灭”状态，则需要按照一定的次序，检查接线是否通畅，上位机处的指令是否能够正常发出。
（3）对设备进行全面检修后，需要回转视线，检验智能人机交互界面选用的起励方式是否合适，在必要的情况下，可以更换起励方式，或改变通道后，尝试重新开机。
（4）每一次的维修过程，不经意的操作往往不会即时造成影响，但随着系统的深入运行，“迹象”必然逐渐显露。因此，维修人员需要对维修过程进行记录，重点回顾一些细节处是否出现问题（如转子与励磁输出的电缆，经常被人为接反）[1]。
2.2引入智能化的控制方式
针对上述提到的励磁不稳定问题，可以引入基于PLC的智能化控制方式加以解决。如果确认是移相脉冲控制电压的输出脱离正常控制，则可以启动PLC功能模块，通过既定程序严查励磁电源是否能够正常工作。在此过程中，需要围绕给定值、以发电机电压或者励磁电流作为检验重点，对其经由适配单元处理后的具体测量值范围进行监控，判断其是否处于正常区间。如果确认为系统外部环境温度出现变化，首先，可以借助示波器，对整流波形状的完整程度进行观察，如果波形出现缺失，则说明故障产生于该环节；如果波形仍然保持完整，为了保险起见，仍然需要进行检查（但引发问题的主因不在此处，需要进一步探查）。其次，使用万用表，对可控硅的性能是否处于理想状态进行检查。很多时候，如果线路焊接工艺不精，或是元器件的特性出现较为严重的故障，均可能导致此类异常现象。因此，借助PLC系统，运用其中的自动监控功能，时刻围绕系统及线路是否能够正常运行进行监测，并制定定期维护及调试方案，从而及时发现问题，尽最大可能降低励磁不稳定问题，从根本上提升励磁系统的可靠性。
2.3时刻监测参数管理水平
现代火力发电厂已经“今非昔比”，人们印象中，运用大型锅炉，低效率提取化石能源能量发电的流程早已“一去不复返”。基于计算机控制的电气工程自动化作业体系早已得到了广泛运用。从原则上讲，智能化控制体系下，诸多设备均处于统一的系统中，出现任何问题均可在第一时间发现并予以解决。但现实情况时，多种设备与控制系统存在“不兼容”、“不匹配”、“更新不及时”现象。比如自动励磁调节器的参数设置问题，在理论上需要进行合理设置，使之在较长时间内，控制发电机组正常运行，保证地区电力供应的稳定性。但部分调节器生产厂家近年来推动“技术革命”，无论是设备的制造工艺还是材料的选择，均进行了大幅度提升。基于此，厂家工作人员频繁来到火力发电厂，每次均会对参数设置及控制程序进行升级。如果设备总数较少，尚可通过“协调”的方式，促使其它设备围绕调节器运转；但问题在于，诸多需要长期稳定运行的设备无法与之匹配，从而导致火力发电厂励磁系统存在极大地安全隐患。因此，一方面，电厂方面需要与厂家沟通，使其了解产能需求；另一方面，务必时刻监测参数管理水平，维持其稳定运行[2]。
结语：在火力发电的过程中，励磁系统的主要作用在于，根据发电机出现的负荷变化，针对性地调整励磁电流，使机端电压的给定值时刻处于合理范围内；对多个处于并列运行状态的发电机之间的无功功率分配过程进行控制。由此可见，励磁系统是否能够长时间维持稳定运行，直接影响发电效率，故必须提升可靠性。
参考文献：
[1]李学亮.火力发电厂发电机励磁系统常见故障探究[J].数字通信世界,2020(01):90.
[2]蔡军.提高火力发电厂励磁系统可靠性的有效措施[J].电脑知识与技术,2019,15(04):216-217.
作者简介： 徐林通 性别：男 出生年：1986.6.1 籍贯到市：贵州省兴义市 民族：汉族
职称：工程师 学历： 本科 ， 研究方向：电力设备检修、维护与管理。