發電機勵磁設備及運行維護

第一章 發電機勵磁概述
第一節 發電機勵磁的作用
第二節 發電機勵磁的發展歷程
第三節 發電機勵磁的發展趨勢

第二章 發電機勵磁系統分類及配置
第一節 發電機勵磁專業名詞解釋
第二節 發電機勵磁系統類型及工作原理
第三節 發電機勵磁設備配置方案
第四節 發電機勵磁設備典型參數

第三章 發電機滅磁裝置
第一節 發電機滅磁的作用和意義
第二節 發電機滅磁評價方法
第三節 發電機滅磁方式分類
第四節 發電機滅磁設備

第四章 發電機勵磁功率單元
第一節 發電機勵磁功率單元分類及電源
第二節 發電機勵磁功率整流方式
第三節 晶閘管整流裝置工作原理
第四節 發電機勵磁功率單元設備

第五章 發電機勵磁調節器
第一節 發電機勵磁調節器原理概述
第二節 發電機勵磁調節器功能
第三節 發電機勵磁調節器設備

第六章 發電機勵磁輔助設備
第一節 發電機磁場繞組保護及設備
第二節 同步電機啟動及設備
第三節 水輪發電機電氣制動及設備
第四節 軸電壓抑制及設備
第五節 初勵及檢測設備
第六節 備用勵磁設備及工備勵切換

第七章 發電機勵磁設備參數設計
第一節 勵磁變壓器參數設計及計算
第二節 功率整流裝置參數設計及計算
第三節 發電機滅磁裝置參數設計及計算
第四節 勵磁輔助設備參數設計及計算
第五節 網源協調參數設計及校核

第八章 發電機勵磁系統試驗
第一節 勵磁系統試驗及試驗專案概述
第二節 勵磁系統型式試驗
第三節 勵磁系統靜態試驗
第四節 勵磁系統動態試驗
第五節 勵磁系統涉網試驗

第九章 發電機勵磁設備運行及維護
第一節 勵磁系統運行操作
第二節 勵磁系統常規檢修維護
第三節 發電機勵磁系統異常處理

第十章 發電機勵磁系統典型故障案例
第一節 發電機勵磁系統故障分析方法
第二節 典型勵磁調節器故障案例
第三節 典型勵磁功率單元故障案例
第四節 典型滅磁裝置故障案例
第五節 勵磁系統其他類型故障案例

參考文獻

在發電廠（站）內，發電機勵磁是一個“神奇”的專業方向。一方面，從事這個專業的技術人員在進入專業之前，很少有人熟悉發電機勵磁專業知識，想學習也難以找到合適的參考資料，大學裡沒有開設發電機勵磁這個專業及專業課程，發電機勵磁相關的書籍也屈指可數，更缺乏基礎知識的參考資料，技術積累主要靠工作實踐和行業專家的技術培訓；

另一方面，在電廠，發電機勵磁既不全屬於一次班，也不全屬於二次班，介於一次班和二次班之間，而且不同電廠，介面也不相同，有的電廠以轉子滑環為界，轉子滑環前面的靜止部分屬於二次班，後面旋轉部分屬於一次班；有的電廠以滅磁開關為界，滅磁開關前面的功率部分和調節器為二次班，滅磁開關及後面的部分為一次班；有的電廠以勵磁功率櫃為界，勵磁調節器屬於二次班，其他部分屬於一次班。

勵磁專業的“神奇”與其專業技術特點密切相關，發電機勵磁專業是一個典型的學科交叉綜合專業。首先，發電機勵磁專業涉及多個學科知識，包括電機及其控制、電力系統分析（穩態分析和暫態分析）、電力系統運行及控制、電力系統穩定、電力電子、自動化控制、微型電腦、即時控制、資訊與資料處理、機械及材料等，跨度較大，對於分工越來越細的大學專業設置，難以開展發電機勵磁專業及專業課程，包括各個綜合性大學及電力專業學校。其次，發電機勵磁控制是一個典型的以小博大的技術，用僅幾瓦的觸發脈衝可以調節幾百個千瓦的勵磁功率變化，以幾百個千瓦的勵磁功率就可以控制幾十萬個千瓦容量的發電機電氣調節性能，進而給更大容量的電網運行提供穩定支撐。發電機勵磁既是發電機的勵磁，同時也是電力系統的勵磁。勵磁設備是發電機本體一次部分與二次性能控制部分的交叉點，發電機勵磁電壓和勵磁電流，既不是發電機定子端的數萬伏，也不是控制系統的幾十伏的低電壓，是一個特殊的電壓等級，勵磁變壓器也是一種特種變壓器。最後，發電機勵磁有三部分從業人員：電網相關人員、電廠相關人員和製造廠相關人員，各部分人員分工內容差別較大，電網部分主要關注發電機勵磁對電網的作用，重視強勵倍數、數學模型、電力系統穩定器等網源協調方面的內容和性能；電廠人員主要關注勵磁設備運行維護及檢修，更重視勵磁設備的運行穩定和可靠性能；而製造廠相關人員主要關注發電機勵磁系統各項功能的實現方式和硬軟體設計。

發電機勵磁控制是保障電力系統及發電機穩定運行最經濟且有效的技術，勵磁技術研究項目及出版物，基於種種原因，大都主要集中於發電機勵磁與電網聯繫方面，更多注重電網穩定支撐的理論研究和探討，缺少面向電廠勵磁專業工程技術人員的勵磁設備基礎知識學習、試驗、維護等實際操作方面的針對性讀物。自參加工作以來我一直從事發電機勵磁系統及設備的技術研究、產品開發、系統設計、運行試驗及故障處理、現場工程人員培訓等工作，特別是給多個發電集團電廠勵磁專業技術人員進行勵磁專業知識培訓的經歷，讓我深切體會到一本深入淺出的勵磁專業書籍對工程技術人員知識水準提高的重要性，一直希望有本以現場運行的發電機勵磁設備為視角，著重介紹勵磁設備從基本組成、工作原理、設計計算、試驗檢驗、操作控制、運行維護、故障分析及處理的讀本，供在生產一線的廣大勵磁專業工程技術人員使用，這是本書成書的初衷。

全書總計十章，第一章發電機勵磁概述，介紹發電機勵磁的發展歷程，從一個簡單的變阻器發展為一個複雜系統的過程，簡單介紹勵磁設備及勵磁調節策略的演繹經過，並對未來勵磁各項技術的發展趨勢進行展望；第二章發電機勵磁系統分類及配置，集中介紹發電機勵磁專業術語和名詞解釋，介紹發電機勵磁系統分類方法及技術方案配置，並介紹目前常用勵磁系統的設備組成；第三章發電機滅磁裝置，先介紹發電機滅磁的作用和性能評價方法，然後介紹發電機滅磁裝置分類及各種滅磁方式方法，最後介紹各種滅磁設備的特點，給出一個配置方案以供參考；第四章發電機勵磁功率單元，介紹勵磁變壓器的特點及技術參數、晶閘管整流裝置的整流原理及型式、常見整流臂元件故障的輸出波形分析、整流過電壓吸收及保護設備、均流控制方法；第五章發電機勵磁調節器，主要介紹發電機勵磁調節的通用技術要求、各種硬體功能電路和軟體功能模組，最後介紹勵磁調節器的相關設備及通道工作方式；第六章發電機勵磁輔助設備，主要介紹與發電機勵磁系統相關聯的輔助設備及選配設備，包括磁場繞組過電壓保護、磁場繞組接地檢測、電機啟動、電氣制動、軸電壓抑制、初勵、勵磁檢測、備用勵磁等工作原理及設備；第七章發電機勵磁設備參數設計，介紹發電機勵磁系統中主要設備及元件的主要電氣參數的設計、計算及校核方法，包括勵磁變壓器、整流裝置、晶閘管、快速熔斷器、風機、滅磁開關、滅磁電阻、初勵變壓器等，最後介紹勵磁限制與繼電保護網源協調參數校核方法；第八章發電機勵磁系統試驗，主要介紹與電廠關係密切的勵磁系統各類試驗，以試驗項目為基礎，分別介紹型式試驗、靜態試驗、動態試驗、涉網參數整定試驗及涉網性能檢測要求等；第九章發電機勵磁設備運行及維護，主要介紹勵磁設備運行期間的操作要求、操作流程、操作及檢查內容和勵磁設備停運檢修期間的檢查內容、檢查方法，最後介紹常見工作異常的原因分析及處理方法；第十章發電機勵磁系統典型故障案例，介紹勵磁系統故障點界定內容及方法，並分類介紹勵磁設備相關的典型故障案例。

感謝蘇為民教授為本書所作的序言，多年以來的科研合作和深入探討，蘇為民先生與我亦師亦友，他豐富的現場經驗和扎實的技術功底，給我很多的啟發和指導，使我不斷進步。感謝帶我進入勵磁專業之門並幫助我成長的許和平教授和劉為群教授，正是他們的專業精神、多年的指導和教誨，讓我在勵磁專業道路上踏實地一路走來。

感謝我的業界朋友陳小明、吳跨宇、王磊、史揚、謝歡、孟凡超、張俊峰、江偉、胡先洪、黃冬華、張馨元、甘愛華、臧衛平等長期的合作和交流，使我獲益良多。

感謝我的愛人劉琳，自參加工作以來，我大部分時間都在外出差，聚少別多，感謝她對我工作的理解和支援。另外，本書編寫中一些技術資料由合肥徽凱、深圳可雷可、鞍山和天精工、哈爾濱慧拓等公司提供，在此表示感謝。

由於專業知識水準所限，書中內容會有諸多考慮不周之處，對本書的錯誤、不妥，或有何建議、改進之處，請讀者諒解或聯繫（wul@nrec.com）探討。