柴油发电机的励磁回路过电流缘由与处置方法

　　摘要：励磁回路的功用是负责为发电机的转子提供直流电流（励磁电流），从而建立磁场。当转子旋转时，这个磁场切割定子绕组，就产生了感应电动势（电压）。自动电压调整器（电压板）通过控制励磁电流的大小，来维持发电机输出电压的稳定。当负荷增加或容量因数变化时，AVR会试图增加励磁电流以维持电压，但如果这个需求异常地高，就会引起励磁回路过电流。这是一个易见的事故，它会影响发电机的稳定运转，甚至事故励磁系统。

　　（1）负载过重或突然冲击性负荷：起动大功率发电机（如水泵、空压机）时，起动电流通常是额定电流的5-7倍。为了支撑住电压不暴跌，调压板会命令励磁系统输出最大励磁电流，致使过流。

　　（2）负载容量因数偏低（滞后）：当连接大量电感性负荷（如变压器、发电机空载或轻载运行）时，系统的容量因数会变低。发电机需要输出大量的无功功率，而无功功率的输出具体依靠强大的励磁电流。容量因数越低，所需的励磁电流就越大，极易引发过流。

　　（3）输出短路损坏：发电机输出端或供电线路产生短路时，电压会急剧下降。AVR会本能地、最大限度地增加励磁电流试图提升电压，这必然导致励磁回路严重过电流。

　　（4）负荷不平衡或缺相运行：三相负荷严重不平衡或缺相运行时，会发生负序电流和逆序磁场，对转子造成发热威胁。同时，为了补偿不平衡带来的电压波动，电压调节器会频繁调节励磁，可能在某些相位上引起励磁电流不正常增高。

　　（1）自动电压调节器（稳压板）损坏：稳压板内部的检测电路、控制逻辑或功率输出元件（如晶闸管）故障，可能导致其发出错误的指令，持续输出过量的励磁电流，即使在没有需要的情况下。

　　（2）励磁绕组损坏：转子励磁绕组因持久发烫、绝缘老化、振动等起因，发生匝间短路或对地短路。短路会使绕组的高效阻抗下降，在同样的输出电压下，会发生更大的电流。

　　（3）旋转二极管（用于无刷发电机）故障：在无刷发电机中，励磁电流通过旋转整流器（一组二极管）送到主转子绕组。如果其中一个或多个二极管击穿短路，会形成环流，大大增加励磁机的负担，引起励磁机过流，反映到主励磁回路上就是过电流。

　　（3）励磁机故障：励磁机（交流励磁机）本身的定子或转子绕组故障，导致其输出特性异常，无法正常提供所需的励磁容量。

　　风扇事故、滤网堵塞、环境温度过高等致使发电机散热不好。绕组温度升高后，其电阻会变化，可能危害调压板的调节，并在高负载下更容易触发过流保护。

　　① 记录故障时的负载情况：查看了多少kW（有功容量）和kVar（无功功率）？容量因数是多少？

　　② 处理大功率设备：确认故障是否与起动特定电网机有关。如有必要，应调节起动顺序，采取软启动器或变频器。

　　① 观察和清洁：察看发电机进、出风口是否畅通，滤网是否清洗。确保冷却风扇作业正常。

　　② 测定绝缘电阻：在断电情形下，操作兆欧表检测发电机定子绕组和转子励磁绕组的对地绝缘电阻，预判是否有严重受潮或接地事故。

　　（1）空载测试：将发电机输出开关断开，在空载状态下启动发电机。如果空载时励磁电流就很大甚至过流，那么问题极简易率在励磁系统或发电机本体内部（如电压板故障、励磁绕组匝间短路、旋转二极管短路）发电机销售。如果空载时电压和励磁电流均正常，则问题出在负荷侧低噪音柴油发电机。

　　（2）带载测试（谨慎进行）：在空载正常的前提下，逐步增加负荷，并密切监视有功功率（kW）、无功功率（kVar）、功率因数（PF）和励磁电流。如果随着负荷增加，容量因数不断减少（例如低于0柴油机、8滞后），而励磁电流急剧上升，则可断定是低功率因数负载致使的问题。

　　① 察看电压调节器：由专业技术人员察看调压板的输入信号、输出波形和基准电压设置。有时更替一个正常的同类型AVR进行测试是最快的判断手段。

　　② 查看旋转整流器（仅限无刷发电机）：需要拆开发电机，对旋转二极管进行测试（使用万用表二极管档），验看是否有击穿或开路。

　　③ 验看励磁绕组直流电阻：检测励磁绕组的直流电阻，与出厂值或以往记录值比较。如果电阻明显偏小，则可能存在匝间短路。

　　当遇到励磁过电流问题时，首要任务是详细记录损坏产生时的所有电气数据（电压、电流、功率、功率因数、频率）。这些数据是区分是负荷问题还是机器自身问题的关键证据。如果自身不具备深入诊断的能力，应及时联系专业的发电机维修工厂。

　　cummins（Cummins）作为全球知名品牌，其柴发机组故障判定技术结合了机械、电子和智能系统的综合剖析策略，能够快速定位问题并减少停机时间。