发电机励磁系统的维护和安全使用

摘要：发电机励磁系统是一个极其关键的系统，被称为发电机的“心脏”，它控制输出电压和无功功率，其稳定性直接关系到整个电力系统的安全。其中，维护是为了预防故障，安全使用是为了在故障发生时保护设备和人员。因此，发电机励磁系统维护工作应遵循制造商的指导手册，并结合实际情况制定定期、不定期的计划，包括日常巡检、定期维护和停机检修。

一、励磁系统的定期维护

1、日常巡检（每班或每日）

（1）外观与环境检查：

① 柜体：检查励磁柜门是否关好，有无异常振动、异味、异响。

② 环境：检查环境温度、湿度是否在允许范围内。检查滤网是否堵塞，风扇运转是否正常，确保冷却系统有效。

③ 清洁：保持励磁装置内外清洁，无积灰、无油污、无水滴。

（2）仪表指示：

① 观察控制屏上的励磁电压表、励磁电流表、无功功率表指示是否正常，与当前运行工况是否匹配。

② 检查各电源指示灯、运行状态指示灯是否正常。

（3）碳刷和滑环检查（对于有刷励磁）：

① 火花：观察电刷与滑环接触处是否有超过规定等级的火花（微小火花正常，大于2级需警惕）。

② 磨损：检查电刷磨损是否在允许范围内（通常磨损至1/2或1/3长度需更换）。

③ 温度：用手持红外测温仪检查刷握、滑环温度是否异常升高（通常不应超过80℃）。

④ 压力：检查弹簧压力是否适中，电刷在刷握内是否卡涩或晃动。

（4）导线和连接件：检查主回路、控制回路的电缆接头、接线端子有无过热、变色、松动的迹象（可通过红外测温辅助判断）。

2、定期维护（每月、每季度或每半年）

（1）停电清洁：在完全断电并验电后，用吸尘器、干燥压缩空气（压力不宜过大）或软毛刷彻底清洁柜内灰尘，特别是功率柜的散热器风道、控制板卡插槽。

（2）紧固检查：全面检查并紧固所有电气连接螺丝，包括功率柜的母排连接、CT/PT回路端子、控制接线端子。防止因松动导致接触电阻过大而发热。

（3）功能测试：

① 风机：手动启动风机，检查其运转是否平稳、无异响。

② 备用通道：如果有冗余的自动电压调节器（AVR）通道，应按规程进行切换试验，确保备用通道正常。

③ 报警功能：模拟一些故障条件（如风机停运、熔断器故障），检查报警信号是否正确发出。

（4）碳刷维护（针对有刷励磁）：

① 更换磨损到位的碳刷。必须使用同一型号、同一规格的碳刷。

② 新碳刷必须进行研磨，使其与滑环接触面弧度匹配（接触面积大于70%）。

③ 一次更换数量不宜过多（不超过20%），避免电流分布不均。

（5）绝缘检查：使用兆欧表（摇表）测量转子回路、励磁变压器等部位的绝缘电阻，确保其在合格范围内。测试前必须将电子设备（如AVR、Thyristor）隔离，防止高压击穿。

3、停机检修（每年或大修期）

（1）全面解体检查：

① 滑环：检查滑环表面是否光滑，有无灼痕、凹槽。如有必要，进行车削打磨抛光处理。

② 功率元件：检查晶闸管（SCR）、二极管、IGBT等功率器件，测试其特性是否有劣化。

③ 电容器：检查滤波电容、均压电容等有无鼓包、漏液，必要时测量其容值。

④ 电阻：检查放电电阻、均压电阻等阻值是否变化。

（2）控制系统校验：

① 对AVR的调节精度、静态响应特性进行测试和校准。

② 检查灭磁回路（灭磁开关、灭磁电阻）的动作可靠性。

（3）回路检查：对控制回路、信号回路进行校线，确保接线正确无误。

（4）数据备份与软件更新：

① 对数字式调节器的配置文件、参数设置进行备份。

② 根据需要，在厂家指导下进行控制软件升级。

发电机励磁系统原理图

二、励磁系统的安全使用

      安全使用贯穿于操作、维护和故障处理的每一个环节。

1、操作安全

（1）投运前检查：发电机并网前，必须确认励磁系统各开关、断路器位置正确，保护装置投入，无异常报警。

（2）平稳调节：增减励磁电流（无功功率）时应平稳操作，避免大幅度的剧烈调节，防止电网电压波动或发电机失步。

（3）监视运行：密切关注励磁电压和电流。如果出现励磁电流异常增大但电压下降，可能是发电机失磁或转子绕组匝间短路的征兆，需及时处理。

（4）强励限制：了解强励（顶值电流）的时限，避免超时限运行烧毁转子绕组。

2、维护安全

（1）严格执行“两票三制”：即工作票、操作票制度；交接班制、巡回检查制、设备定期试验轮换制。这是电力安全生产的基石。

（2）完全隔离与验电：进行任何维护工作前，必须将发电机停机解列，断开励磁开关、灭磁开关；断开励磁变高压侧断路器（或熔断器），并拉至检修位置。挂上“禁止合闸，有人工作”的警示牌。使用验电器在各级带电部位验明无电。

（3）放电：对励磁回路、励磁变压器、功率柜的电容等充分放电。特别是大容量的电容，储存的能量足以造成致命危险。

（4）防止触电：即使在断电后，操作时也应尽量使用绝缘工具，站在绝缘垫上。

（5）防止旋转伤害：严禁在发电机旋转时对滑环和碳刷进行检查、维护或清洁。

（6）防短路和接地：使用工具时，防止人为造成短路或接地。测量时注意万用表的挡位，避免用电阻档或电流档测量电压。

3、紧急情况处理

（1）失磁保护动作：立即检查灭磁开关、AVR、励磁功率柜等，查明失磁原因。

（2）转子一点接地：立即汇报并加强监视，申请停机处理。因为一点接地虽可短时运行，但若再发生另一点接地，形成回路，将严重损坏转子。

（3）励磁柜内冒烟、着火：立即紧急停机灭磁，断开所有电源，使用CO₂或干粉灭火器灭火，严禁用水。

（4）碳刷剧烈打火：若情况恶化，应立即减负荷至空载，平稳停机处理，防止烧毁滑环。

总结：

对发电机励磁系统的维护和安全使用，体现的是“预防为主，安全第一”的原则。维护是通过日常巡检、定期保养和停机检修这三道防线，主动发现并消除隐患，确保设备处于健康状态；安全是通过严格的操作规程、完备的安全措施和事故预案，构建被动的防御体系，保护人身和设备安全。两者结合，才能保证励磁系统这颗“心脏”持续、稳定、有力地跳动，从而保障发电机的安全稳定运行