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摘要：本文针对发电机微机励磁装置现场调试和检修以及运行过程中常见的问题进行了分析和探讨，并提出了详尽的解决方案，对电站运行和检修人员具有一定的参考价值。
关键词：微机励磁 调试 检修 故障分析
引言：同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。 励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力。励磁装置是发电机的主要辅机，其性能好坏直接关系到电力生产的可靠性。
1.发电机励磁装置不能正常升压
福建古田溪水电厂使用的励磁装置是广科院EXC9000励磁系统，该励磁系统在机组大修后，现场监控发出开机升压命令后，发电机机端电压实际值无变化，或者机端电压先上升后又回落接近零，导致启励失败，其出现的原因分析及处理方法主要有以下四个方面。
1.1硬件方面原因
起励回路不正常、初励控制继电器或初励接触器没有动作、灭磁开关来的强制停机令或封脉冲、功率柜刀闸未合、水电无大于 95%转速令接入、脉冲回路问题（脉冲回路配线问题，切脉冲开关断开）、励磁调节器没有接收到开机令（外部开关量配线错误）以及机端短路。
1.2软件方面原因
主要为设置错误及指令错误
1.3对起励失败的处理过程需要严格按照顺序排查
如起励后有没有异常、起励接触器是否动作 、发电机机端电压在起励后电压上升后又回落、起励时起励按钮接通的时间短，不足以使发电机建立维持整流桥导通的电压。需保持面板上起励按钮持续接通5S以上。
1.4发电机残压低
发电机残压太低，却仍然投入“残压起励”，这样即使按起励按钮超过5S，也不会起励成功。需切除装置的“残压起励”功能，直接用辅助电源（直流电源）起励。
2. 励磁装置在运行当中的故障现象及检修方法
2.1可控硅的触发脉冲对于励磁装置能否稳定地工作起着至关重要的作用。
此故障现象为励磁投入后正常，突然在某工作点励磁表记开始摆动。本厂曾遇到此故障：励磁装置启励至发电机额定电压80%，然后继续增磁到大约90%时，励磁表计开始反复摆动，实验几次均有此现象发生。檢查采样回路，脉冲回路的控制电压都正常。用示波器观察脉冲，正常时为双脉冲，随着增磁到上次故障点时，双脉冲变成“三”脉冲。即在双脉冲的第一个脉冲前沿，又多了一个时有时无的“虚”脉冲，造成可控硅误触发，造成这个故障。怀疑是由于现场较长的导线在电缆沟中形成容性耦合。经更换脉冲屏蔽线，并将电缆屏蔽层可靠接地，此现象消除，工作正常。
2.2励磁波动较大且不稳定
励磁表记摆动较大时，应检查的项目：励磁装置从运行数值变化规律无常，但当增减磁时仍然可以进行调节，这是由于移相脉冲的波动引起的，首先应检查脉冲的控制电压U？是否正常。而脉冲的控制电压U？是由励磁量测值（发电机电压或励磁电流）、给定值经PID调节所输出的。因此先检测励磁装置的电源是否正常。再分别检查给定值，励磁量测值两路信号是否正常。其次，当励磁整流波形脉动成分较大时，励磁表记抖动明显。用示波器观察可控硅整流波形，仅能看到4个甚至2个可控硅导通波形。出现此类现象大部分情况是由于设备在使用过程中由于现场环境温度地变化，震动，氧化作用，使电子元气件的工作特性和焊接状态都受到一定的影响。因此，除了发生故障时及时修复外，还要注意平时定期对励磁装置进行维护、调试，及时更换损坏的元器件。
3.励磁变压器的相序，相位对于励磁装置的影响
励磁装置对于可控硅同步信号有着严格的要求，因此对于励磁变压器不仅要求相序正确，相位也要正常。在古田溪电厂二级电站#1机组励磁系统调试中，水轮发电机升至额定转速后，励磁启励，发电机迅速建压。但当继续增磁时，突然发电机过压，跳开灭磁开关。怀疑励磁变压器接线错误，造成可控硅整流失控，从而使发电机过压。这套装置的励磁变压器为Y/△11接法，将励磁变压器原，次端电缆重新安装，励磁工作正常。
励磁输出从零值上升到整定值之间发生大幅度摆动，其变化特点是当增，减磁的量值为一常数时，而励磁输出（表记）上下摆动，甚至时有时无。形成以上的故障，也是由于励磁变压器相序错误造成的，可控硅的触发脉冲与可控硅的阳极电压不同步，此时的可控硅的导通角的大小由脉冲发出的时刻决定的，而是否导通则取决于阳极电压的极性。
对于励磁变压器的相序，相位错误，可用示波器，相序表进行检查。也可以测母线与励磁变压器原端的电压差，同相时应无电压，异相时则显示出电压差，如此依次测量即可找出故障点并顺利解决。
4. 发电机不能正常灭磁
发电机同电网解列后，励磁装置要把励磁绕组的磁场尽快地减弱到尽可能小的程度。有利用可控硅桥逆变灭磁，利用放电电阻灭磁，利用非线形电阻灭磁等灭磁方式。在逆变的方式下，逆变失败不能有效降低励磁电流。逆变灭磁就是将可控硅的控制角后退到逆变角，使整流桥由“整流”工作状态过渡到“逆变”工作状态，从而将转子励磁绕组中储存的能量消耗掉。
5.励磁电流与励磁电压不成比例
励磁电压正常，励磁电流偏低，并出现局部发热现象。这种故障一般是由于转子回路阻值增大所致。如可控硅整流回路的铜排，分流器，以及转子电缆之间的连接接触不好，导致有高温迹象。另外就是集电环和碳刷有效接触面积减小而使接触电阻增大。励磁电流正常，励磁电压偏高。用示波器观察可控硅整流波形，可看到有交流波形。这是由于整流桥中的个别可控硅短路，把交流成分加到直流输出端。因此，电压表上显示的是两种电压的叠加值，所以要高于正常励磁电压值。
6.结束语
在工作现场会面对各种千差万别的故障和现象，相信在问题面前，只要能够进行仔细的分析，层层分解，就能够对各种的故障进行圆满地解决。
参考文献
[1]李志军（Li Zhijun）等.静止励磁系统高压大功率可控硅保护方案探讨，中国电工技术学会迈向21世纪的电工科技学术会议论文集 1996年06月。
[2]广州电器科学研究院EXC9000励磁系统技术说明书。
[3]DL/T 650-1998，大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件[S]。
[4]GB/T 7409-1997，同步电机励磁系统[S]
关键词：微机励磁 调试 检修 故障分析
引言：同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。 励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力。励磁装置是发电机的主要辅机，其性能好坏直接关系到电力生产的可靠性。
1.发电机励磁装置不能正常升压
福建古田溪水电厂使用的励磁装置是广科院EXC9000励磁系统，该励磁系统在机组大修后，现场监控发出开机升压命令后，发电机机端电压实际值无变化，或者机端电压先上升后又回落接近零，导致启励失败，其出现的原因分析及处理方法主要有以下四个方面。
1.1硬件方面原因
起励回路不正常、初励控制继电器或初励接触器没有动作、灭磁开关来的强制停机令或封脉冲、功率柜刀闸未合、水电无大于 95%转速令接入、脉冲回路问题（脉冲回路配线问题，切脉冲开关断开）、励磁调节器没有接收到开机令（外部开关量配线错误）以及机端短路。
1.2软件方面原因
主要为设置错误及指令错误
1.3对起励失败的处理过程需要严格按照顺序排查
如起励后有没有异常、起励接触器是否动作 、发电机机端电压在起励后电压上升后又回落、起励时起励按钮接通的时间短，不足以使发电机建立维持整流桥导通的电压。需保持面板上起励按钮持续接通5S以上。
1.4发电机残压低
发电机残压太低，却仍然投入“残压起励”，这样即使按起励按钮超过5S，也不会起励成功。需切除装置的“残压起励”功能，直接用辅助电源（直流电源）起励。
2. 励磁装置在运行当中的故障现象及检修方法
2.1可控硅的触发脉冲对于励磁装置能否稳定地工作起着至关重要的作用。
此故障现象为励磁投入后正常，突然在某工作点励磁表记开始摆动。本厂曾遇到此故障：励磁装置启励至发电机额定电压80%，然后继续增磁到大约90%时，励磁表计开始反复摆动，实验几次均有此现象发生。檢查采样回路，脉冲回路的控制电压都正常。用示波器观察脉冲，正常时为双脉冲，随着增磁到上次故障点时，双脉冲变成“三”脉冲。即在双脉冲的第一个脉冲前沿，又多了一个时有时无的“虚”脉冲，造成可控硅误触发，造成这个故障。怀疑是由于现场较长的导线在电缆沟中形成容性耦合。经更换脉冲屏蔽线，并将电缆屏蔽层可靠接地，此现象消除，工作正常。
2.2励磁波动较大且不稳定
励磁表记摆动较大时，应检查的项目：励磁装置从运行数值变化规律无常，但当增减磁时仍然可以进行调节，这是由于移相脉冲的波动引起的，首先应检查脉冲的控制电压U？是否正常。而脉冲的控制电压U？是由励磁量测值（发电机电压或励磁电流）、给定值经PID调节所输出的。因此先检测励磁装置的电源是否正常。再分别检查给定值，励磁量测值两路信号是否正常。其次，当励磁整流波形脉动成分较大时，励磁表记抖动明显。用示波器观察可控硅整流波形，仅能看到4个甚至2个可控硅导通波形。出现此类现象大部分情况是由于设备在使用过程中由于现场环境温度地变化，震动，氧化作用，使电子元气件的工作特性和焊接状态都受到一定的影响。因此，除了发生故障时及时修复外，还要注意平时定期对励磁装置进行维护、调试，及时更换损坏的元器件。
3.励磁变压器的相序，相位对于励磁装置的影响
励磁装置对于可控硅同步信号有着严格的要求，因此对于励磁变压器不仅要求相序正确，相位也要正常。在古田溪电厂二级电站#1机组励磁系统调试中，水轮发电机升至额定转速后，励磁启励，发电机迅速建压。但当继续增磁时，突然发电机过压，跳开灭磁开关。怀疑励磁变压器接线错误，造成可控硅整流失控，从而使发电机过压。这套装置的励磁变压器为Y/△11接法，将励磁变压器原，次端电缆重新安装，励磁工作正常。
励磁输出从零值上升到整定值之间发生大幅度摆动，其变化特点是当增，减磁的量值为一常数时，而励磁输出（表记）上下摆动，甚至时有时无。形成以上的故障，也是由于励磁变压器相序错误造成的，可控硅的触发脉冲与可控硅的阳极电压不同步，此时的可控硅的导通角的大小由脉冲发出的时刻决定的，而是否导通则取决于阳极电压的极性。
对于励磁变压器的相序，相位错误，可用示波器，相序表进行检查。也可以测母线与励磁变压器原端的电压差，同相时应无电压，异相时则显示出电压差，如此依次测量即可找出故障点并顺利解决。
4. 发电机不能正常灭磁
发电机同电网解列后，励磁装置要把励磁绕组的磁场尽快地减弱到尽可能小的程度。有利用可控硅桥逆变灭磁，利用放电电阻灭磁，利用非线形电阻灭磁等灭磁方式。在逆变的方式下，逆变失败不能有效降低励磁电流。逆变灭磁就是将可控硅的控制角后退到逆变角，使整流桥由“整流”工作状态过渡到“逆变”工作状态，从而将转子励磁绕组中储存的能量消耗掉。
5.励磁电流与励磁电压不成比例
励磁电压正常，励磁电流偏低，并出现局部发热现象。这种故障一般是由于转子回路阻值增大所致。如可控硅整流回路的铜排，分流器，以及转子电缆之间的连接接触不好，导致有高温迹象。另外就是集电环和碳刷有效接触面积减小而使接触电阻增大。励磁电流正常，励磁电压偏高。用示波器观察可控硅整流波形，可看到有交流波形。这是由于整流桥中的个别可控硅短路，把交流成分加到直流输出端。因此，电压表上显示的是两种电压的叠加值，所以要高于正常励磁电压值。
6.结束语
在工作现场会面对各种千差万别的故障和现象，相信在问题面前，只要能够进行仔细的分析，层层分解，就能够对各种的故障进行圆满地解决。
参考文献
[1]李志军（Li Zhijun）等.静止励磁系统高压大功率可控硅保护方案探讨，中国电工技术学会迈向21世纪的电工科技学术会议论文集 1996年06月。
[2]广州电器科学研究院EXC9000励磁系统技术说明书。
[3]DL/T 650-1998，大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件[S]。
[4]GB/T 7409-1997，同步电机励磁系统[S]