阳煤二电2#发电机励磁系统故障分析与处理

摘要：详细介绍了QF-6-2型发电机同轴ZLG-45型励磁机，在启动过程中的故障故障分析及解决方法。

关键词：励磁机 故障 维修

我公司自备电厂96年装备的QF-6-2型汽轮发电机，配1台ZLG-45型同轴直流励磁机，励磁机额定功率45kW、额定电压110V、额定电流235A，励磁调节使用手轮式磁场变阻器调节。投运以来运行正常，除使用过程中出现间歇性微弱火花外，未出现过其它故障情况。

2011年09月2#汽轮发电机大修，工作人员根据常规检查项目发电机及励磁机进行了常规项目的检查和试验后，09月23日根据生产衔接要求启动2#发电机，21时左右，2#发电机在并网过程中，运行人员在主控调节磁场变阻器由最大位置往减小位置旋转时，若正常情况下，缓慢旋转1/3圈后，减小励磁系统串入电阻，励磁电流增加，发电机端电压应逐渐升高至6.3kV，但监视表计发现发电机端电压一直保持在0.1-0.6kV左右，且未出现明显的上升趋势。

根据上述现象，检查发电机所有表计，转子电压（励磁电压）为-4V至-5V励磁电压，且极性改变。经过初步分析认为：因主控发电机保护装置未发出任何报警或保护信号，且在冲转前期，运行人员进行过认真的检查核实，机组已具备启动条件。发生电压不能正常升高后，运行人员又进行机组现场检查，未发现任何异常。说明发电机端电压不能正常升至额定电压主要问题来自于励磁系统。通过检查磁场变阻器、励磁机碳刷及接线、转子滑环及炭刷均无其他异常，判断励磁机回路没有了剩磁，不能正常自激建立工作磁场，导致不能正常升压。随即采用6.3V蓄电池给励磁机进行充磁，经过正反两次的充磁，发电机端电压仍不能正常升高，说明励磁机未能正常工作，未建立起磁场。

通过仔细分析，问题集中在励磁机本体故障上，检查发现励磁机输出电压极性改变，先期认为由于表计不准反映数据不真实，未怀疑接线问题。由于充磁不成功，怀疑恢复接线时接反了或在做试验时做反了。随后进行现场检查。现场检查励磁机接线发现，603、604主线接线正确，615、604测控线接线错误，并测量励磁机输出极性相反。如下图所示：

检查出现场接线出现问题后，立即调整接线，进行操作，调整磁场变阻器，励磁电流逐渐增大，励磁电压逐渐上升，但励磁电压极性改变，（转子电压表计电压变负值，励磁电流变为负值）发电机端电压逐渐正常上升。检查发现励磁系统整体极性已改变。

分析：由于错误接线方式励磁机励磁绕组短路，且将主磁级线圈极性反串入回路中，造成励磁电压反向，导致励磁输出正负极性改变，且不能正常升压。恢复原始接线方式后，由于线圈前次反串，励磁机励磁绕组剩磁方向改变，励磁电压输出极性仍然呈反向状态，励磁电流方向改变。

从整个状态来看，由于人为接线错误原因，发电机励磁磁极反向，进入发电机逆励磁状态。但由于汽轮发电机转向未改变，发电机本体的正常运行和使用影响不是很大。但在逆励磁状态下仍存在一些不良影响：①励磁机正负极性变反，使发电机发生逆励磁，在这种极性变反的过渡过程中，对发电机是有一定影响的。因为励磁电流减小时，发电机相当于失磁，要从系统中吸收很大的无功电流，而在励磁电流和变反的一段时间里，必有一个瞬间失步和同步的过程，只不过这个过程很快，一般未待处理就过了。②由于汽轮机转向没有变，发电机相序也不变，至于表计指示除前面提到转子电压和转子电流极性变反外，所有的交流表计指示不变。

由于本次发电机已正常并网，已确认发电机发生逆励磁，在旋转时励磁机不能通过外部能量进行磁场逆转，暂不必再解列处理，只需将励磁系统电磁仪表接线倒接，后台保护装置的转子电压和电流调整系数改为-1即可。等待以后发电机计划停机时，对励磁机磁场线圈予以人工逆励磁，使极性恢复，并将表计接线和保护装置的系数修改回来即可。

通过此次现场出现的问题，对于励磁系统运行和维护，要更加重视和熟知，因为励磁系统向发电机的励磁绕组供电以建立转子磁场，并根据发电机运行工况调节励磁电流以维持端电压和系统的电压水平，决定着电网与并联机组的无功功率分配，因此励磁系统的稳定对于发电机和电网的可靠性具有很大的意义，其直接影响发电机在事故下的变化状态，所以发电机对励磁系统可靠性要求很高。具体讲主要有：①励磁系统不受外部电网控制和影响，防

止电网出现故障时，电网与励磁系统相互影响，故障影响会越来越坏。②励磁系统本身的动态调整必须稳定，若不稳定，励磁电压波动，会严重影响发电机的电压波动，大型机组直接影响就近电网电压水平。③若电力系统故障，电网电压下降，发电机端电压下降时，励磁系统能够迅速提高励磁至峰值。即在强励作用下，对维持系统电压稳定及保护正确动作有利。所以，要求工作人员在今后的检修工作中，要集中精力，认真做好正常的运行和维护，尤其要加强励磁回路的运行和检修工作。在检修时，励磁回路接线必须正确，处理前做好记号和标示，防止发生误接或错接。另外，在做试验时，通直流电时要断开励磁回路，待测量完毕后再接通。如测试过程中励磁线圈必须通入直流电源，必须搞清极性，与励磁机的“正、负”极性对应，防止检修后再次出现以上状况。

参考文献：

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[2]李长云.大型发电机励磁系统建模与参数辨识[D].山东大学，2005.

[3]何开教，方鸽飞，刘荣.发电机励磁系统调节参数对电力系统动态电压稳定的影响[J].机电工程，2012（01）.

作者简介：薛明荣（1983-），男，陕西南郑人，电气助理工程师，学士，电气工程。