摘要：励磁系统是专门为同步发电机提供励磁电流的设备，用于励磁电压的建立、调整，维持机端电压稳定，调节并列运行各发电机间的无功功率分配，对提高电力系统的稳定性有举足轻重的作用，是发电厂必不可少的设备。在当前工业现代化发展中，在水电站机组的运行当中机械设备以及技术有效的应用，在这当中，励磁系统在其中有着很重要的作用，确保励磁系统的良好在一定意义上能够保证水电站机组运行的稳定，并且还能够保证电能的质量合格。然而其往往会受到很多因素的影响，造成其励磁系统产生相应的故障，对于机组的安全以及经济性都有很大的影响，所以，加强对于水电站励磁系统出现故障的原因以及应对措施分析有着很重要的意义。
关键词：水电站励磁系统；故障；原因；应对措施
引言
励磁系统故障对发电机的安全运行尤为不利，一些故障可直接导致发电机失磁、停机，严重的会造成包括励磁设备在内的一些主要设备损坏。掌握励磁系统故障的分析及解决方法，及时消除励磁系统故障，对发电机稳定运行以及快速恢复发电有重要的意义。
1水电站励磁系统的工作原理
水电站励磁系统的工作原理主要是：水电站励磁系统主要包括励磁调节器和励磁功率单元，由励磁电源和相关的附属设备组成，它是根据采集数据的变化同设定值相比较，来对励磁输出进行控制，从而保证输出励磁电流的质量，确保励磁系统和整个电力系统的稳定运行。水电机组有很多种励磁形式，它们是根据水电机组的容量和励磁方式来划分的，分为永磁副励磁、双绕组电抗器分流自复励励磁、自并励可控硅励磁等，目前运用最广泛的是自并励可控硅励磁，它有变压器、隔离开关、灭磁开关、整流柜、非线性电阻、调节柜等设备组成，采用自动调压方式来实现励磁的调节，其中自动调压方式是运用PID调节器来进行调节的，根据机端电压和给定值做比较，保证输出电压的稳定性。总之，要保证水电站励磁系统的质量，尽量避免出现各种故障，以保证水电站系统的正常运行。
2水电站励磁系统出现故障的原因以及应对措施
水电站励磁系统出现故障的原因以及应对措施主要涉及以下几个方面：首先是失磁故障。励磁系统主要就是结合了一些现代以及先进的技术，在实际的运行中，其某处产生故障，在这当中，录波就会对其实施记录，这样电压值就会产生很大的波动，维修人员在这当中可以对录波信息实施观察，及时将故障位置找出。通常，从录波开始之后，电压值往往在一段时间之后就会下降到负值，并且在这个基础上，电力和定子的电压也会产生非常大的波动，按照这种情况就可以将其判断为失磁情况。相对于失磁状况来讲就会使得系统很难顺利实施，对水电机组也会产生很大的影响。这就需要为了能够防止产生开关节点故障，就需要提前做好相应的准备工作，在该处进行故障录波器的安装，以此实现监控和有效控制，若是遇到一些异常情况，就需要及时的做好相应的防范。并且，在实际的工作当中，需要对辅助接点位置加强定期检查，保证接点位置能够有效的稳定。其次是自复励式励磁故障。这种励磁具有很好的准确度，并且在实际的应用当中能够对故障实施电流的公用，从而确保系统的稳定性。尽管这一类励磁非常的先进，然而在这当中还有很多缺点存在，在实际的运行中若是发电机产生很大的波动故障，这主要就是在完成机组的维修之后对接线没有合理实施，造成出口电压的三相产生失衡。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机组自身的无功负荷和励磁电流之间表现出负关系，前者的负荷不断在增加，其自身的电流也不断的降低，最后造成发电机一直处在缺少励磁的状况下，很难有效的满足实际需求。对于这种问题，通常在对系统的维修当中需要加强对质量的严格控制，对细节有效重视，同时还需要对主副绕组的顺序加强重视，确保设备和线路之间合理间接，以此来将系统的稳定性提升。然后是励磁电缆单相接地引起的励磁系统故障分析及处理2008年7月21日，下福水电厂2#机组失磁保护动作停机，与上述情况大致相同。更换好可控硅和快速熔断器后，检查励磁回路绝缘，发现接地电阻为零。重点检查了滑环等部位，未发现有大量碳粉附着的情况，检查励磁电缆绝缘，发现励磁电缆正级对地绝缘为零，详细巡查励磁电缆，发现在电缆层转角处，励磁电缆与电缆层支撑铁架接触部分有烧焦痕。故障分析结果如下：励磁电缆接地引起励磁系统故障，发电机组失磁。处理如下：更换新的励磁电缆。防范措施如下：在各电缆层转角处加装绝缘胶垫，防止电缆破损。最后是其他励磁系统故障。当励磁装置同步变出现故障时会出现励磁电压大幅摆动，可直接导致励磁系统故障无法正常运行。可控硅被击穿，脉冲放大板故障，调节器故障等，会直接导致发电机失磁，机组事故停机，造成不少直接和间接的经济损失。当然也有励磁主电源设备发生故障时对励磁装置无影响的情况。当发生励磁变低压侧某一相单相接地时，由于励磁变为不接地系统，单相接地不会改变线电压大小及相位，因此励磁电压在故障期间不发生变化，短期内对励磁系统无影响，但转子一点接地保护可能会拒动。
3维护措施
维护措施主要是：为确保水电站发电机组运行正常，励磁系统性能得到充分发挥，还要加强对水电站励磁系统的维护，在励磁设备维护中首先要加强对脉冲线绝缘防护，由于可控硅击穿主要是由于脉冲线窜入高压所导致，在事后对可控硅脉冲线进行绝缘检查，并在脉冲线上设绝缘套管，从而避免高压窜入的发生。其次，在日常维护中还要对励磁设备定期除尘，由于可控硅与脉冲变等一些元件容易积尘，从而容易引起接头之间发生绝不短路或是放电故障，在元器件引线积尘后也容易造成接头之间发生短路故障，如灰尘量过大，还会导致风道堵塞，不利于功率柜散热。为此需要对整流柜滤网进行定期更换，同时可以通过内窥镜来对柜内积尘情况进行观察，便于对设备定期清扫，确保柜内通风环境良好[9]。最后，在励磁系统发生故障后，励磁变过流保护动作有5s的整定时间，难以起到保护作用，为此应增加对励磁变限时速断保护，确保可以将故障迅速切除，限制事故发展。
结语
总之，根据上文所述，励磁系统作为水电站不可缺少的一部分，对于提升水电站运行稳定性、保证供电质量等方面具有促进作用，但励磁系统涉及设备较多，任何一个环节出现故障，势必会影响系统积极作用的发挥。因此在实践中，有关人员要加强对励磁系统常见故障的整理，针对故障现象判断故障位置，并采取有效措施快速维修，恢复到正常状态。同时，还要在日常管理中，加强对励磁系统的监督力度，制定完善的设备管理制度，能够及时发现潜在故障，做到防患于未然，从而促进水电站综合效益显著提升。
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论文作者:孔维康,李俊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/17
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