励磁系统常见故障及应对措施

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1、励磁系统常见故障及应对措施梁成龙广东省罗定市金银河水电枢纽工程管理IX摘要：保持励磁系统良好状态，对于水电站安全生产具有十分重要的作用,因此木文对励磁系统工作原理、常见故障及其应对措施进行了探讨。关键词：故障；措施；励磁系统；水轮发电机励磁系统(excitationsystem)是向水轮发电机转了•绕组提供磁场电流的装置，其主要作用是维持发电机电压在给定水平上、合理分配无功以及提高电力系统运行稳定性［1］。可见，维护和调试好励磁系统对于保障水电生产的安全运行意义重大。但是我们也知道任何设备在运行中都可能出现故障

2、，如何针对故障快速诊断和排除是维护人员重要职责和任务，励磁系统自然也不例外，因此木文对水轮发电机励磁系统常见故障与应对措施进行了探讨。1水轮发电机励磁系统工作原理1.1关于励磁方式水轮发电机的励磁方式分他励和自励两大类。他励主要是以励磁机作为励磁电源的一种励磁方式，自励的励磁电源取自发电机自身。虽然他励方式不受发电机运行状态影响，励磁可靠性较高，但是结构较为复杂，多出现在旧式励磁系统中，目前基木上采用自励方式。在自励方式中，应用较多的是可控硅静态励磁方式，它没有旋转部分，维护相对简单。可控硅静态励磁方式又分为自

3、并励和自复励两种形式，两者比较起来自并励方式从技术、维护、可靠性和造价等方面都更为成熟和适用，因而应用更广泛，故此木文将自并励方式作为讨论的基础。1.2自并励系统的原理与构成如图1所示，自并励系统利用接在发电机端的励磁变压器励磁交流电源，通过晶闸管整流装置变换为直流励磁电源。再结合图2,水轮发电机励磁系统由励磁调节器、励磁整流装置、起励装置、火磁装置、励磁变压器以及保护、测量等装置组成。K中励磁系统由励磁调节器与功率火磁单元构成，励磁调节器根据所检测到的发电机电压、电流等信号，按照一定的控制准则自动调节功率火磁

4、单元的输出；而励磁控制系统则涵盖了励磁系统和同步发电机，通过励磁控制系统可以实现对发电机电压、电力系统无功分配的控制。可见，励磁系统由众多相互关联的环节所组成，任一环节出现故障都可能影响发电机的运行。2水轮发电机励磁系统常见故障与应对措施2.1起励失败起励失败是指励磁系统下达投励指令后，发电机无法建立初始电压的故障现象［2】。由于水轮发电机励磁系统型号众多，参数设置和信号显示也有所差异，就以EXC9000励磁系统为例说明，在10s内机端电压仍低于发电机额定电压的10%,调节器显示屏会报“起励失败”信号。造成起励

5、失败的原因非常多，比较常见的有［3-4］:（1）开机检查有疏漏，如功率柜交直流刀闸、起励开关、火磁开关、PT高压侧刀闸、同步变压器保险座开关等没有合上。（2）起励回路有故障，如线路松动或元器件损坏。（3）调节器故障。（4）采用“残压起励”模式，而转子侧剩磁不够。（5）新手操作生疏，按压起励按钮吋间太短，不足5s。解决办法：（1）严格按照程序检查开机状态，复核所有环节，避免疏漏。（2）细心观察，如怀疑起励冋路故障，通过观察起励接触器动作、吸合声响判断，无声响可能是冋路故障；若是调节器故障，可观察调节器I/O板第9

6、号开关输入指示灯是否常亮，灯不亮依次检查接线和上位机指令是否发出。（3）设备检修后,检査人机界面起励方式是否合适，通过调整起励方式或更换通道重新开机。（4）维护检修后的故障，不少是先前操作留下的，耐心回想一下曾动过什么就能发现一些苗头，如转子与励磁输出的电缆是否接反了。2.2励磁不稳定发电机运行过程中，励磁波动过大，例如励磁系统运行数据增大，但奋吋又正常，无规律可循，并且仍可以进行加减磁的调节。可能原因是：（1）移相脉冲控制电压输出不正常。（2）环境温度变化以及元器件受到振动、氧化等影响出现故障。针对第1种原因

7、，应先检查励磁电源是否正常，应分别检查给定值和经适配单元处理后的测量值（发电机电压或励磁电流）是否正常。对第2种原因，利用示波器观察整流波形是否完整，再用万用表检查可控硅性能是否正常，线路焊接状态和元器件特性发生变化就会出现此类故障，平吋应加强维护和调试并及吋更换有问题的元器件，可降低此类故障发生几率。2.3火磁不正常水轮发电机组与电网解列后，火磁装置要将励磁装置中的剩磁尽快衰减。火磁方法有逆变火磁、电阻火磁等。逆变火磁失败的原因奋冋路原因、可控硅控制极故障、交流电源异常、逆变换相超前触发角角过小等。而EXC9

8、000励磁系统冇吋会出现火磁开关多次合闸不成功的故障，其主要原因是直流磁场断路器开关卡涩引起的。由于EXC9000采用了ABB公司的直流磁场断路器，该断路器分闸冋路与合闸冋路通过机械连杆闭锁，在分闸不到位的情况下，无法通过操作按钮正常合闸。而合闸拒动的原因多半是机构内积灰和弹簧拉力减小，因此解决办法是加强日常维护，定期清理设备内的灰尘，再对火磁断口、火弧栅等部位涂抹导电膏，以防止机构卡