新聞主題	高壓發電機勵磁系統的靜態試驗方法

 

摘要：勵磁系統是發電機的重要組成部份，其中，勵磁功率單元用于向發電機的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場；而勵磁調節器則用于在正常運行或發生故障時調節勵磁電流，以滿足安全運行的需要。由于勵磁系統對發電機的安全穩定運行有很大的影響，因此，需要定期對勵磁系統整套裝置進行試驗，用于評估電氣設備的性能和可靠性。勵磁特性試驗可以幫助使用者了解發電機勵磁特性曲線，以及設備在不同負載條件下的響應能力。為此，康明斯公司在本文主要闡述了勵磁系統特性試驗方法以及對其結果進行解讀，以幫助讀者更好地理解和數據應用。

 

一、勵磁系統試驗目的、內容和準備

 

1、試驗目的

      通過勵磁系統試驗，驗證發電機勵磁系統的性能和可靠性，確保其在實際運行中能夠持續穩定地為發電機提供足夠的勵磁電流，以保證發電機的正常運行。

2、試驗內容

（1）勵磁系統參數測量：測量并記錄勵磁系統的電流、電壓、頻率等參數，包括運行和停機狀態下的參數。

（2）勵磁系統響應試驗：對發電機的勵磁系統進行負載變化試驗，觀察勵磁系統對負載變化的響應時間和穩定性，評估其調節性能。

（3）勵磁系統穩定性試驗：對發電機的勵磁系統進行穩定性試驗，觀察勵磁系統在額定負載下的穩定性能，判斷其是否能夠滿足發電機的運行要求。

（4）勵磁系統失效試驗：通過人為切斷勵磁系統的電源，觀察勵磁系統失效后的發電機運行情況，評估勵磁系統失效對發電機的影響并采取相應措施。

（5）勵磁系統過載試驗：對勵磁系統進行過載試驗，測試其承受能力和保護措施的有效性，以確保在超過額定負荷時能夠及時采取保護措施。

3、試驗前準備

（1）準備好試驗所需的儀器設備，包括電流表、電壓表、頻率計等。

（2）對發電機的勵磁系統進行全面檢查，確保勵磁系統的各個部件完好無損，沒有松動或損壞的情況。

（3）根據試驗內容編制試驗方案和試驗操作指導書，并進行試驗人員培訓，確保試驗人員了解試驗目的、方法和注意事項。

 

圖1  柴油發電機組冷態功能試驗供電連接圖

圖2  發電機勵磁系統主回路圖

 

二、勵磁系統特性試驗步驟

 

1、參數設置

（1）最大電壓：

      設置范圍0～1000V，為儀器輸出的最高設置電壓，通常電壓設置值稍大于拐點電壓，這樣可以使曲線顯示的比例更加協調，電壓設置過高，曲線貼近Y軸，電壓設置過低，曲線貼近X軸。如果試驗中電壓達到設定值，將會自動停止升壓，以免損壞設備。

（2）最大電流：

      設置范圍0～20A，為儀器輸出的最高設置電流，如果試驗中電流達到設定值，將會自動停止升流，以免損壞設備。通常電流設置為1A，就可以測試到拐點值。

（3）二次阻抗：

      CT二次側阻抗，如果不知道具體參數可以設為0。

（4）額定二次電流：

      CT二次側額定電流，通常為1A或者5A。

      使用旋轉鼠標輸入設定值；選擇開始，儀器開始輸出電壓和電流并逐點繪制曲線；選擇返回，退回主菜單。

2、 開始試驗

      在試驗過程中，按下停止試驗，試驗將會停止，調壓器回零。當儀器輸出的電壓值或電流值中的任何一個達到設定值時，試驗結束，調壓器回零。參考GB 1207-2006、GB 1208-2006等標準設計，用于自動測試，適用于實驗室及現場檢測。可自動完成CT勵磁特性、CT變比、CT極性、CT比差、CT角差、CT一次通流、CT/PT交流耐壓的測試。

 

 

3、 勵磁特性曲線界面

      試驗完畢后顯示勵磁特性曲線，右下方U和I為拐點值。

（1）打印：

      打印勵磁特性曲線和數據，數據列表中兩條橫線內為拐點值。

（2）誤差曲線：

      選擇5%誤差曲線或者10%誤差曲線，選定后進入對應誤差曲線界面。

（3）數據：

      顯示勵磁特性曲線的試驗數據列表。

（4）保存：

      保存當前試驗數據，記錄可在數據查詢菜單中查看。

（5）返回：

      返回參數設置界面。

4、誤差曲線界面

     誤差曲線就是根據勵磁電流和電壓計算出的電流倍數（M）與允許二次負荷（ZII）之間的對應關系。

（1）打印：

      打印誤差曲線和數據。

（2）數據：

      顯示計算出的誤差曲線的數據列表。

（3）返回：

      返回勵磁特性曲線界面。

 

 

三、勵磁系統試驗數據處理與分析

 

      勵磁特性試驗通常包括以下幾個關鍵參數：額定電壓、額定頻率、負載電流、勵磁電流和勵磁電壓。額定電壓和頻率是指電氣設備的標準工作電壓和頻率，負載電流是設備在額定電壓和頻率下的工作電流。勵磁電流和勵磁電壓是試驗中的關鍵參數,用于評估設備在不同負載條件下的勵磁特性。

1、勵磁特性曲線

      勵磁特性試驗的最主要結果就是勵磁特性曲線。勵磁特性曲線描述了設備在不同勵磁電流下的勵磁電壓響應。通常，勵磁特性曲線是一個非線性曲線，其形狀取決于設備的特性和設計。曲線的斜率表示設備的勵磁響應速度，斜率越大表示設備的勵磁響應速度越快。勵磁特性曲線的解讀需要考慮以下幾個因素：

（1）飽和區域：

      當勵磁電流增加到一定值時，勵磁特性曲線將進入飽和區域。在飽和區域，設備的勵磁響應速度明顯減慢，勵磁電壓的增加不再對勵磁電流產生明顯的影響。對于某些設備來說，飽和區域可能是有利的，因為它可以防止勵磁電壓的劇烈波動。

（2）非線性特性：

      勵磁特性曲線通常是一個非線性曲線，這意味著設備的勵磁響應不是簡單的線性關系。這種非線性特性可能是由于設備內部磁路的飽和效應無水印或其他因素引起的。理解設備的非線性特性對于正確評估設備的性能至關重要。

（3）頻率依賴性：

      一些設備的勵磁特性可能會隨著頻率的變化而變化。這意味著在不同頻率下進行勵磁特性試驗時，得到的結果可能會有所不同。這需要工程師在設計和選擇設備時考慮頻率的影響。

2、勵磁特性試驗結構分析

      勵磁特性試驗結果的解讀對于評估設備的性能和可靠性至關重要。根據勵磁特性曲線的形狀和斜率，可以判斷設備的勵磁響應速度和穩定性。在實際應用中,工程師可以根據勵磁特性試驗結果來優化設備的設計和運行參數，以確保設備在各種負載條件下均能穩定工作。

（1）對于參數測量數據，可以進行統計分析，對勵磁系統的運行狀況進行評估。

（2）對于勵磁系統響應試驗，可以繪制曲線圖，直觀地表現勵磁系統的響應特性。

（3）對于勵磁系統穩定性試驗，可以進行穩定性分析，評估勵磁系統在額定負載下的穩定性能。

（4）對于勵磁系統失效試驗和過載試驗，可以根據觀察結果評估勵磁系統的可靠性和保護措施的有效性，并采取相應的改進措施。

      根據試驗結果及數據分析，對勵磁系統的性能和可靠性進行總結，并提出相應的改進措施。試驗總結可以包括勵磁系統的優點與不足，改進措施可以包括增加保護措施、提升勵磁系統的調節性能等。

 

總結：

      勵磁系統作為應急柴油發電機組的重要組成部分，正確的試驗方法能夠有效驗證勵磁系統各功能的正確性，保證柴油發電機組的可靠性。以上所述內容就是勵磁系統試驗的基本方案，具體的試驗內容和步驟可根據實際情況進行調整和補充。此外，勵磁特性試驗結果的解讀對于評估發電機的性能和可靠性至關重要。通過分析勵磁特性曲線的形狀、斜率和非線性特性，可以判斷發電機的勵磁響應速度和穩定性，并為發電機的設計和選擇提供指導。在應用中，勵磁特性試驗結果可以被用于優化發電機的設計參數和運行參數，并比較不同廠家的發電機性能。綜上所述，勵磁特性試驗結果解讀是電氣工程中不可或缺的一部分，對于確保發電機的性能和可靠性具有重要意義。

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