隨著電力系統規模的擴大，發電機勵磁系統故障會導致整個電力系統的無法正常運行。本文通過對發電機勵磁系統的故障的分析及處理，只有保證勵磁系統良好運行有助于實現電力系統的安全性和穩定性。

一、勵磁系統組成

勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流；而勵磁調節器則根據輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁系統的自動勵磁調節器對提高電力系統并聯機組的穩定性具有相當大的作用。尤其是現代電力系統的發展導致機組穩定極限降低的趨勢，也促使勵磁技術不斷發展。同步發電機的勵磁系統主要由功率單元和調節器（裝置）兩大部分組成。其中，勵磁功率單元是指向同步發電機轉子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分，而勵磁調節器則是根據控制要求的輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元輸出的裝置。由勵磁調節器、勵磁功率單元和發電機本身一起組成的整個系統稱為勵磁系統控制系統。勵磁系統是發電機的重要組成部份，它對電力系統及發電機本身的安全穩定運行有很大的影響。

二、勵磁系統主要作用

一般情況下勵磁系統的主要作用有：

1）根據發電機負荷的變化相應的調節勵磁電流，以維持機端電壓為給定值；

2）控制并列運行各發電機間無功功率分配；

3）提高發電機并列運行的靜態穩定性；

4）提高發電機并列運行的暫態穩定性；

5）在發電機內部出現故障時，進行滅磁，以減小故障損失程度；

6）根據運行要求對發電機實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。

三、勵磁系統的特性

1.電壓的調節。自動調節勵磁系統可以看成為一個以電壓為被調量的負反饋控制系統。無功負荷電流是造成發電機端電壓下降的主要原因，當勵磁電流不變時，發電機的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對電能質量的要求，發電機的端電壓應基本保持不變，實現這一要求的辦法是隨無功電流的變化調節發電機的勵磁電流。

2.無功功率。發電機與系統并聯運行時，可以認為是與無限大容量電源的母線運行，要改變發電機勵磁電流，感應電勢和定子電流也跟著變化，此時發電機的無功電流也跟著變化。當發電機與無限大容量系統并聯運行時，為了改變發電機的無功功率，必須調節發電機的勵磁電流。此時改變的發電機勵磁電流并不是通常所說的“調壓”,而是只是改變了送入系統的無功功率。

3.無功負荷。并聯運行的發電機根據各自的額定容量，按比例進行無功電流的分配。大容量發電機應負擔較多無功負荷，而容量較小的負則提供較少的無功負荷。為了實現無功負荷能自動分配，可以通過自動高壓調節的勵磁裝置,改變發電機勵磁電流維持其端電壓不變，還可對發電機電壓調節特性的傾斜度進行調整，以實現并聯運行發電機無功負荷的合理分配。

四、勵磁系統的故障處理

（1）勵磁機整流輸出故障及處理

某電廠勵磁方式為無刷勵磁式，升壓時給起勵電流后，發電機電壓變化不大，多次實驗結果一樣，用三相調壓器直接加電壓至勵磁功率回路進行整流，輸出至額定電流時發電機電壓仍只到30%.勵磁裝置輸出電流正常，達到額定電流后發電機電壓仍然升不起來基本可以排除勵磁故障。經檢查發現勵磁機整流部分輸出不正常，經檢查為整流二極管有故障，解決后升壓正常。

（2）勵磁PT電壓故障及處理

某電廠為可控硅自并激勵磁系統，發電機到額定轉速后，運行人員在勵磁調節柜上操作“開機”開關，發電機開機起勵后，發電機電壓表指針不動，勵磁變副邊電壓表很快滿表，隨即保護動作，滅磁開關跳開，檢查發現滅磁開關兩個觸頭燒熔，滅磁開關正上方的-C相可控硅散熱器被嚴重熏黑，繼續檢查發現勵磁變壓器高壓保險（10A）三相由于來不及熔斷，本體均被炸飛掉，高壓保險柜被驗證熏黑。

經檢查造成事故的主要原因是PT電壓沒投入，就以“自動”方式開機升壓。由于自動勵磁調節器是以PT電壓作為反饋量，沒有檢測到反饋電壓，控制角一直保持在最小角度。勵磁電流會一直上升，發電機電壓一直會上升到飽和點，此時勵磁電流繼續增加，由于電流的增加率很大，電壓會達到1.5倍以上，勵磁變壓器高壓保險的電流和電壓均超過額定值，高壓保險來不及熔斷，熔斷時的能量很大，超過了保險管內部吸收的極限，被炸飛掉。保險炸飛后三相之間相互拉弧造成發電機三相短路，最后發電機差動保護動作，跳開滅磁開關。

總之，隨著電力系統規模的擴大，以及遠距離重負荷輸電線路的出現及大型發電機開始采用，由半導體勵磁調節器和晶閘管整流功率柜組成的快速勵磁系統，使整個電力系統的阻尼不斷減弱。當電力系統發生故障或受到其他擾動時，出現長時間低頻率振蕩，嚴重影響電力系統安全穩定運行。本文通過對發電機勵磁系統的故障的分析及處理，只有保證勵磁系統良好運行有助于實現電力系統的安全性和穩定性。