浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

孟祥来

唐山中润煤化工有限公司,河北省唐山市,063611

摘要

随着电子技术的不断发展,尤其是大功率的半导体硅原件和单片机技术的不断发展,使得电子中的励磁系统有很大的改进,励磁系统的稳定性也在不断地提高。励磁系统就是指,供给同步发电机的励磁电流及其附属的设备。励磁系统单元向同步发电机转子提供励磁电流。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并对联机组的稳定性具有很大的作用。目前的电力系统的发展导致机组的稳定性极限变得很低,这也将促使励磁技术在不断的发展。


关键词

同步发电机;励磁系统;常见故障

正文

      经济的快速发展对电力企业的发展有了更高的要求,而励磁系统也是发电机组中重要的组成部分,若励磁系统出现故障对发电站也有重要的影响。因此电站的工作人员也要定期地对励磁系统进行故障的维修。工作人员要根据励磁系统容易出现的一些故障,采取一定的解决措施。例如:励磁系统经常会出现火花的故障,是否转动的电流超出额度;励磁系统接地,是否励磁线路的线路或是磁性的开关绝缘不好而引起的;还有就是励磁系统会产生逆励磁的效应,是不是励磁的磁性变弱。

  1同步发电机励磁系统概述
  1.1组成部分
  同步发电机励磁系统主要由功率单元和控制器组成。该系统主要用于为同步发电机提供一定的功率,以保证同步发电机的稳定运行。因此,在测试励磁系统时,励磁系统和同步发电机通常分组在一起。当发电厂的同步发电机运行时,励磁系统的动力装置确保发电机转子稳定可靠的供电。励磁电源单元的特定输入电流和输入的周期性变化由励磁控制器控制。因此,励磁系统中的调节器模块起着基本的调节作用。控制器的安全稳定运行可以保证输入信号和功率单元时间周期的稳定性,有效保证发电机同步转子的运行可靠性。
  1.2主要特点
  第一励磁系统可以自动调整发电机电压,因为发电机组运行期间产生的电力存在一些波动。为确保发电机外部输出电压的稳定性,需要同步发电机励磁系统进行合理的变压器电压调节。并将具体调整状态传回实时控制系统,以确保励磁系统能够进行智能自动处理。当同步发电机的工作状态下降时,产生的电压将在一定程度上降低,并产生无源电流。如果励磁系统提供的电流没有相应变化,则产生的无功功率也会随着无源电流的不断增加而增加,从而造成资源浪费。为了更好地开发电力资源,输出稳定可靠的室外电力,励磁系统必须实时调整同步转子发电机的励磁电流,使发电机电压保持在稳定范围内,提高发电机组的整体运行效率和安全性。
  第二是同步发电机励磁系统与发电机组处于并联的状态下,且两者并联的母线容量是非常大的。发电机是否产生无功电流与励磁电流存在着直接的关系,在无功电流、励磁电流变化的时候,发电机的电动势也产生了一定的变化,由此可见,当发电机与励磁系统并联时,两者的多项工作指标都是关联的。在两者并联的工作环境下,调节器调整励磁电流就可以间接地影响到发电机的无功功率,这样在同步发电机运行的时候,电压调节工作就被很好的替代,提高了同步发电机组的整体工作效率。
  第三就是发电机组的无功负荷,每一组的发电机都有设计的额定工作容量,当发电机组并联运行的时候,励磁系统结合所有发电机组的额定容量。根据电厂运行的工作标准,结合发电机组的额定容量,进行无功负荷的科学分配,从而更好地提高同步发电机组的运行安全性与稳定性。
  2同步发电机励磁系统的常见故障分析
  2.1发电机出现灭磁失效故障
  同步发电机励磁系统工作时,采用晶闸管桥式逆变器励磁。当实际发电机运行时,当电网进入分区工作环境时,励磁系统必须将发电机组的磁场控制到最小。当调整磁场力时,晶闸管电桥的工作值可以充分发挥作用,从而使励磁功从矫直阶段变为逆变器阶段,转子内部的能量逐渐消耗。在实际检测过程中,如果发现励磁系统无法完成退磁,应尽快启动以下方面,以消除退磁故障的具体原因。
  当同步发电机组的交流电源出现故障时,调节器无法给发电机提供稳定持续的电压,这时很容易出现相位错位的情况,在逆变消磁的过程中出现了一系列的异常变化,进而导致了发电机灭磁失效的故障。
  在励磁系统控制调节的过程中,由于可控硅桥的运行性能出现了一定的变化,没有充分地发挥出自身的工作效能,从而出现了发电机组灭磁不彻底的问题。
  在励磁系统可控硅回路运行的时候,若是同步发电机励磁系统无法给可控硅桥提供稳定的脉冲信号,则很可能导致可控硅桥运行短路或者是不运行。由于可控硅桥的运行无法达到发电机组的正常标准,因此在整流转变逆变系统的时候,发动机转子的能量无法进行彻底的消除,给下次开启运行埋下了一定的安全隐患。
  2.2励磁计量仪器波动较大故障
  在同步发电机励磁系统运行的时候,励磁计量表的指针有轻微的摆动属于正常的工作情况,若是励磁计量表的指针出现较大摆动时,则说明同步发电机的运行出现了一定的故障,需要相关的工作人员检查排除安全隐患。
  在观察励磁计量表的时候,若是发现计量表的指针向满刻度的方向进行大幅度的摆动,在一定的时间内计量表的指针又回到了稳定的工作环境下,这样的情况反复无常的出现。工作人员发现适当地增加励磁工作强度或者是减少励磁工作强度,励磁计量表的指针可以进行很好的调整,因此检查的工作人员就可以判断出,励磁计量仪器波动较大的故障原因,是移相脉冲的波动而引发的一种不稳定工况。
  在排除该故障的时候,可以对脉冲的工作电压进行检查,然后对同步励磁系统的供给电源进行检查。在检查工作完成之后,需要对检查的数据进行定量的分析研究,从而判断出两者的励磁计量值是否处于标准要求。
  当励磁系统的整流波动较大时,励磁计量表的指针摆动得非常明显,为了检查出励磁系统整流波动较大的具体原因,可以利用专业的设备检查励磁可控硅的性能是否出现正常。其他的工作人员则可以利用示波器检测,整流波中的脉冲信号是否存在安全隐患。在检测脉冲信号的时候,可以触发脉冲信号行车的机理,然后观察脉冲变压器的主副信号源是否处于正常的工作环境下,从而根据收集的脉冲信息,判断出可控硅的发出脉冲信号的可靠性。
  在分析脉冲信号的时候,可以依据同步发电机的实际工作电压进行相位数据的对比,观察分析脉冲信号的数值是否处于正常的情况下。在对移相角度、幅值、频率等参数进行了系统全面的分析之后,得出了一些的工作结论。
  励磁计量仪器在对可控硅脉冲信号检测时发生指针波动较大的问题,主要是各个励磁设备运行工作环境的变化。由于地面震动、设备线路的氧化、电子元件的安装质量、痕接安全性等,都会间接地影响到励磁系统的运行情况。为了避免此类问题的出现,在发现故障时需要第一时间的排除,并且还需要提高日常的防控工作质量。在同步发电机励磁系统运行的期间,需要对相关的调节器和功率设备进行一定的维护与调试,对性能下降的设备需要技术的更新换代,确保同步发电机励磁系统可以安全稳定的运行。
 3结束语
  综上所述,在同步发电机励磁系统运行的时候,由于工作环境的复杂和自动化控制要求的环境特殊,在励磁系统运行的时候,常出现一些运行故障,直接影响到同步发电机系统的安全与稳定,因此需要采取相应的预防控制方案,提高电厂的运行整体效率。
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