淺析發電廠勵磁系統運行管理分析

(廣西壯族自治區青獅潭水力發電廠，廣西 桂林 541200)

0 引言

作為主要的電力生產機構，發電廠在社會發展中的重要性不言而喻，發電廠勵磁系統的存在，可以實現電壓控制和無功分配，在保證電力生產及傳輸穩定性的同時，也能夠保障電力設備的運行安全。勵磁系統具備運轉可靠、反應迅速、調整過程穩定等特點，對發電廠整體運行效果具有直接影響，必須得到足夠的重視。

1 發電廠勵磁系統組成

發電廠勵磁系統的基本原理是基于電磁感應定律以及電磁力定律，在對勵磁系統進行構建的過程中，要求技術人員選擇恰當的導電及導磁材料，構筑可以相互進行電磁感應的電路和磁路，產生電磁功率，從而實現能量轉換的目的。一般來講，發電廠勵磁系統應該包括調節通道、模擬量總線板、開關量總線板、人機界面以及接口電路等，如果依照設備功能，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，能夠為發電機勵磁繞組提供相應的直流勵磁電流；二是勵磁調節器，可以對發電機的電壓以及運行工況變化進行監測，依照相關標準和要求，自動對勵磁功率單元輸出的勵磁電流數值進行調節，確保其能夠滿足勵磁系統的實際運行需求。勵磁調節器具備了較為完善的故障檢測功能，可以實現對于電源系統、硬件系統、軟件系統的全方位檢測，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行，有助于提高勵磁系統的可靠性和穩定性。

2 發電廠勵磁系統運行存在的問題及原因分析

性能優秀的勵磁系統在正常運行的情況下，可以依照負荷電流及電壓的實時變化情況，就勵磁電流進行調整，確保其能夠具備充足輸出功率。而當電力系統出現故障時，會引發較為明顯的電壓下降，勵磁系統在檢測到異常數據時，會將發電機勵磁電流提高到最大值，保證發電機的穩定安全運行。不過，發電廠勵磁系統在實際運行過程中，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功能的發揮產生阻礙。

2.1 無法起壓

在發電機正常運行時，如果勵磁系統剩磁缺乏，將無法完成勵磁電壓的構建，也會導致發電機啟動環節的起壓效果難以保障。對其原因進行分析，主要是因為剩磁不足，設備維護環節出現了接線事故，導致設備啟動時電流快速傳輸，剩磁無法滿足勵磁電壓構建的需求。

2.2 發電機失磁

電廠發電機運行環節，如果出現失磁問題，將會造成發電機失步，在轉子阻尼繞組、表面以及轉子繞組中產生相應的差頻電流，出現附加溫升的情況，嚴重時會引發轉子局部高溫，影響發電機的運行安全。導致發電機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，或者缺乏有效維護導致其在運行中出現絕緣惡化，隨之產生的放電現象會造成勵磁變保護動作跳閘，失磁保護動作則會引發機組跳閘。②勵磁滑環打火。若碳刷壓簧的壓力不均勻，會導致部分碳刷出現電流分布不均的情況，在電流過大的碳刷中引起發熱現象，碳化及滑環接觸面的污染會導致兩者間接觸電阻的增大，引發打火問題。③勵磁調節系統故障。發電機勵磁調節系統EGC板故障會引發發電機勵磁調節器轉子過電壓保護動作，繼而導致失磁保護動作跳閘。

2.3 轉子兩點接地

以火電廠中的汽輪發電機為例，特殊的作業環境會導致發電機在運行中容易出現積灰問題。如果積灰嚴重同時發電機轉子槽口的絕緣出現損壞，則會導致發電機出現一點或者兩個點接地故障，如果這個故障發生在轉子繞組和勵磁系統中，會對發電機正常運行產生阻礙。一方面會導致發電機無功功率下降；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，就會對整個電網的運行安全產生威脅。

3 發電廠勵磁系統運行問題的處理

3.1 做好電路調整

一是電壓調節。在機箱內部，各單元之間的連接是在背板的基礎上實現的，這種連接方式可以在減少外部配線的同時，提升勵磁系統運行的穩定性。借助主控機箱軟件，可以實現勵磁調節器功能以及限制功能，對照發電機端勵磁PT信號以及內部電壓給定信號的差值，利用PID校正器完成電壓調節工作。在這個過程中，應結合CT定子電流，對無功分量進行檢測，依照設定好的調差系統完成無功補償；二是電流調節。硬件設施與電壓調節可以在電流調節通道或者以軟件模塊為載體的通道中實現高度共享，勵磁電流調節強調在內部電流給定信號與勵磁電流測量值差值的基礎上，借助PID校正器完成調整。調壓調節通道需要將發電機端電壓作為控制量，確保其能夠長期處于穩定狀態，電流調節通道則強調基于勵磁電流控制量來保證電流的穩定性；三是通道控制。勵磁調節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行實時調節，以此來實現對于目標的全程跟蹤。在跟蹤過程中，需要做好動態跟蹤回路的合理設置，這樣才能確保故障切換時發電機的穩定調節，通道控制器可以完成對于通道內運行情況的實時監控和觀察，推動內外信號連接，保證控制指令的及時發送和執行。

3.2 優化參數管理

技術人員應做好自動勵磁調節器參數的合理設置，因為調節器參數設置不僅關系著勵磁系統作用的發揮，也會對發電機組以及電力系統運行的穩定性和可靠性產生直接影響。在科學技術飛速發展背景下，設備生產上對于軟件程序的更新速度不斷加快，技術人員會在提供現場服務的同時進行程序升級，但是如果操作不當，很容易引發安全問題。對此，電力部門應進一步加強對于勵磁參數的管理，采取多元化管理的方式，參考繼電保護中的定值管理方法，由電力生產部門進行參數整定，維護人員及運行人員分別負責參數的輸入及核對，保證勵磁系統的正常運行。

3.3 重視設備維護

發電廠應高度重視勵磁系統的維護保養工作，就勵磁系統故障以及故障處理策略進行統計分析，依照分析結果采取有效的處理和應對措施，提升勵磁系統的可靠性。在運行維護環節，應做好發電機的專項進項運行試驗，并在機組啟動、停止以及試驗過程中，低速切斷勵磁，對勵磁調節器自動通道中存在的故障進行及時修復，確保其作用和性能可以充分發揮出來，避免設備和系統長期處于手動調節模式。

4 結語

在新的發展環境下，我國電網逐漸實現了全面覆蓋，勵磁系統在電力系統中的重要性也在不斷凸顯。有關部門應該重視起來，積極引入先進的工藝技術和電力設備，對發電機勵磁系統進行完善，定期開展勵磁系統的檢修工作，對發現的問題進行及時處理，切實保證勵磁系統運行的高效性和安全性。另外，發電廠也應該建立起高素質專業化的人員隊伍，對勵磁系統進行操控管理，確保設備的正常穩定運行，推動電力行業的健康發展。