励磁装置故障处理及分析

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1、发电机励磁装置故障处理及分析郑美龙（晋江天然气发电有限公司福建晋江362251）摘要：介绍了某S109FA燃气机组发电机励磁装賈的故障处理过程，并对故障原因进行了分析，为S109FA燃气机组和其它型号的燃气机组处理类似的故障提供参考。关键词：9FA燃气机组；EX2100励磁装置；可控硅；处理0、概况某燃气轮机发电厂发电机励磁装置采用GE公司EX2100全静态励磁装置，励磁电流由连接在6kV母线上的励磁变压器经整流后获取。该励磁装置采用冗余控制系统，每台励磁装賈配有两袞可控硅整流桥，正常运行时由1号整流桥（以下简称Ml桥）工作，2号整流桥（以下简称M2

2、桥）作为备用,在Ml桥发生故障时，励磁装罝会自动切挽至M2桥工作，由M2桥向发电机提供励磁电流，以保证发电机的正常运行。该励磁装置的整流桥力三相全波可控硅整流桥路，如阁1所示，毎个桥巾6个可控硅、12个熔断器组成。整流桥工作吋产生的热量通过柜顶的扇热风机排出。备进行检查检查：（1）、就地查看励磁控制器Ml桥故障代码为182,故障报文“Cell5NoConduct”，与监控后台报文相一致；（2）、查看励磁装賈切换至M2桥后的运行惜况，励磁电压和励磁电流均稳定，无明显波动。⑶、查看励磁装置Ml桥元器件，发现1、5号可控硅的熔断器熔断指示器均已弹出，如图2

3、所示，表示1、5号可控硅的熔断器均已熔断；⑷、査看对应的6kV励磁变压器商压侧发怵转子图11、故障经过某厂发电机励磁装置在运行屮发Ml桥故障报警，报文“Cell5NoConduct”（Ml桥5号可控硅无导通电流），同时励磁装置由Ml桥自动切换至M2桥工作。该厂检修人员随后对励磁装置相关设开关的保护装置，发现保护装置发“高压侧三相过流保护动作”告膂；⑸、在发电机监控后台查看励磁装賈切换前后的发电机励磁电压、励磁电流、发电机电压、电流、发电机有功功率曲线等，发现故障前并无明显波动，如图3所示；⑹、检查发电机本体运行无异音、励磁刷架无打火现象熔丝熔断指示器

4、已弹出于低阯导通状态。只有把阳极A电压拆除或阳极A、阴极K间电压极性发生改变（交流过零）时，单向可控硅才由低阻导通状态转换为高阻截止状态。单向付控硅一旦截止，即使阳极A和阴极K间又重新加上正向电压，仍需在掠制极G和阴极K间有重新加上正向触发电压方可导通。单向可控硅的导通与截止状态相当于开关的闭合与断开状态，用它可制成无触点开关。根据可控硅的这一特性，可按图4的接线接线方式，变挽阳极A和阴极K、控制极G和阴极K之间电压的极性，并通过直流表计来判断可控硅是否匕经导通来简单校验可控硅开关特性。阴极K综合以上故障现象和检查结果，检修人员初步判断为励磁装置Ml

5、桥A部元器件故障，M2桥可继续运行，待发电机停机后再对Ml桥进行故障处理。2、可控硅检查该厂的可控硅为单向整流可控硅，单向可控硅有阳极A、阴极K、控制G三个引山脚。只有当单向可控硅阳极A与阴极K之间加有正向电压，同时控制极G与阴极间加上所需的正向触发电压吋，方可被触发导通。此时A、K间呈低阻导通状态，阳极A与阴极K间压降约IV。单向可控硅导通后，控制器G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，单向可控硅继续处停机后，检修人员对励磁装賈Ml桥上的6个可控硅及其配套熔丝进行检査，检査结果如下：可控硅VD5（C相）已烧穿，两侧电阻为0;可控

6、硅VD1（A相）未烧穿，但其开关特性已不满足要求；可控硅VD2、VD4、VD5、VD6未烧穿，幵关特性也满足要求。熔丝FU1、FU5己熔断，FU2、FU4、FU5、FU6熔丝完好；3、故障原因推断该厂励磁装置的整流原理为三相全波整流，在全波整流过程屮，要求始终保持有两个可控硅在导通状态，其屮一个在共阴极侧，另一个在共阳极侧。全波整流对触发脉冲的要求：(1)、VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60;(2)、共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120,共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120;(3)、同一相的上下W

7、个桥臂，即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180o每个可控硅的导通吋刻及长度可简单的如阁5所示：'tlI图5根据故障现象：熔断器FU1、FU5熔断,可控硅VD5烧穿(两侧电阻为0)可猜测在可控硅共阴极侧的A、C两相可能发生过相间短路过流故障。那么根据图5便可进一步推断:在图5中的tl时刻,可控硅VD2、VD3、VD4、VD5本该关断，由可控硅VD1、VD6和转子绕组形成电流回路。侃可控硅VD5在tl吋刻没有发生关断，始终保持在导通状态。此时就会出现VD1、VD5、VD6三个可控硅同时导通，在此状态下A、C两相会途径VD1、VD

8、5形成相间短路，相间短路电流过大直接使得VD1、VD5两侧的熔丝FU1、FU5烧断，Ml桥跳闸，励磁装置切换