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一文看懂發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的三大故障及處理方法
2022-06-20

發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)的組成 勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流;而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁系統(tǒng)的自動勵磁調(diào)節(jié)器對提高電力系統(tǒng)并聯(lián)機組的穩(wěn)定性具有相當(dāng)大的作用。尤其是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)致機組穩(wěn)定極限降低的趨勢，也促使勵磁技術(shù)不斷發(fā)展。同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)主要由功率單元和調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成。如圖所示： 其中勵磁功率單元是指向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分，而勵磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元輸出的裝置。由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機本身一起組成的整個系統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)控制系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機的重要組成部份，它對電力系統(tǒng)及發(fā)電機本身的安全穩(wěn)定運行有很大的影響。 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的性能 ①具有足夠的勵磁功率，在發(fā)電機空載和滿載時能提供所需的勵磁電流。 ②具有良好的反應(yīng)特性，勵磁系統(tǒng)應(yīng)保證同步發(fā)電機系統(tǒng)在靜態(tài)時有高的穩(wěn)態(tài)電壓精確度，勵磁系統(tǒng)的輸出特性與發(fā)電機本身的調(diào)節(jié)特性應(yīng)力求一致，在發(fā)電機負(fù)載變化或發(fā)生短路時，能及時調(diào)節(jié)勵磁電流以維持發(fā)電機輸出電壓基本不變，并使保護(hù)裝置可靠動作。 ③具有一定的強勵能力，因某種原因造成發(fā)電機輸出電壓嚴(yán)重下降或啟動相近容量的異步電動機時，能在短時間內(nèi)快速提供足夠大的勵磁電流，使電壓迅速回升到給定值。 ④勵磁裝置應(yīng)運行可靠、體積小、重量輕、使用維護(hù)方便。 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)三大故障及處理方法 1、失磁故障 在發(fā)電機的各類故障中勵磁系統(tǒng)的失磁故障是最高的，大型發(fā)電機組原則上不允許失磁運行，失磁故障的發(fā)生會嚴(yán)重影響大型機組的安全運行。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，失磁故障占發(fā)電機各類故障的比例很高。引起失磁的原因包括勵磁回路開路、短路或勵磁調(diào)節(jié)器故障或轉(zhuǎn)子繞組故障等。發(fā)電機發(fā)生失磁故障后，將從系統(tǒng)吸收大量無功，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降，以及引起發(fā)電機失步運行，并產(chǎn)生危及發(fā)電機安全的機械力矩；在轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流，引起附加溫升等危害。 失磁故障的處理：當(dāng)失磁保護(hù)動作跳閘，則應(yīng)完成機組解列工作，查明失磁原因，經(jīng)處理正常后機組重新并入電網(wǎng)，同時匯報調(diào)度；當(dāng)失磁保護(hù)未動作，且危及系統(tǒng)及本廠廠用電的運行安全時，則應(yīng)及時將失磁的發(fā)電機解列，并應(yīng)注意廠用電應(yīng)自投成功，若自投不成功，則按有關(guān)廠用電事故處理原則進(jìn)行處理；當(dāng)失磁保護(hù)未動作，短時未危及系統(tǒng)及本廠廠用電的運行安全，應(yīng)迅速降低失磁機組的有功出力，切換廠用電；盡量增加其它未失磁機組的勵磁電流，提高系統(tǒng)電壓、增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了有效應(yīng)對此類故障，并且能對發(fā)生故障的開關(guān)及時的處理，可以在勵磁功率電源交流側(cè)開關(guān)的輔助接點處設(shè)置一個故障記錄裝置，從而對該故障易發(fā)部位進(jìn)行實時的監(jiān)控，與此同時，由專人負(fù)責(zé)對開關(guān)進(jìn)行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患。 2、勵磁不穩(wěn) 發(fā)電機運行過程中，勵磁波動過大，例如勵磁系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)增大，但有時又正常，無規(guī)律可循，并且仍可以進(jìn)行加減磁的調(diào)節(jié)?？赡茉蚴牵阂葡嗝}沖控制電壓輸出不正常；環(huán)境溫度變化以及元器件受到振動、氧化等影響出現(xiàn)故障。 故障處理：針對移相脈沖控制電壓輸出不正常，應(yīng)先檢查勵磁電源是否正常，應(yīng)分別檢查給定值和經(jīng)適配單元處理后的測量值（發(fā)電機電壓或勵磁電流）是否正常。對環(huán)境溫度變化以及元器件受到振動、氧化等，利用示波器觀察整流波形是否完整，再用萬用表檢查可控硅性能是否正常，線路焊接狀態(tài)和元器件特性發(fā)生變化就會出現(xiàn)此類故障，平時應(yīng)加強維護(hù)和調(diào)試并及時更換有問題的元器件，可降低此類故障發(fā)生幾率。 3、無功過載 上位機內(nèi)的無功過載指示燈亮、勵磁電流超出正常值指示、勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制燈亮。 故障處理：減少勵磁機組的無功出力，使通過系統(tǒng)的電流量立即下降。但是若直接在上位機上處理無法將無功過載故障消除，無功出力仍未見減少，那么則立即轉(zhuǎn)入現(xiàn)場調(diào)解的方式?，F(xiàn)場調(diào)解電流時若仍然無法降低到正常值內(nèi)，那么則可以直接從Ⅰ套調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)入到Ⅱ套調(diào)節(jié)器上運行，若情況還是沒有好轉(zhuǎn)那么可以嘗試同時將兩套調(diào)節(jié)器重新上電查看電流是否恢復(fù)正常。 勵磁系統(tǒng)電路 提高發(fā)電機勵磁故障診斷效率的措施 1、加強對相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn) 在日常維修及技術(shù)培訓(xùn)中還應(yīng)對不同故障的診斷方式進(jìn)行培訓(xùn)。通過維修人員科學(xué)診斷及排查方式的掌握，實現(xiàn)勵磁故障快速診斷目的。針對不同的故障表現(xiàn)，選擇科學(xué)的診斷及排查方式，提高診斷效率。以勵磁電流及無功負(fù)荷異常為例，在故障發(fā)生后應(yīng)首先對機組運行參數(shù)進(jìn)行分析。如機組尚未失步應(yīng)立即將負(fù)荷降至空載，并相應(yīng)增加勵磁電流。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行檢修與故障分析。如上述操作后，勵磁電流無法調(diào)節(jié)或調(diào)解無效，則應(yīng)將機組解列并進(jìn)行滅磁。然后對機組高溫區(qū)域或其他明顯特征改變點進(jìn)行檢查，以此找出故障原因并進(jìn)行解決。此外，在日常工作中，還應(yīng)該重視對常見故障的分析和總結(jié)。將常見故障處理流程、方法梳理清楚，這樣可以大大提高故障診斷的效率，降低常見故障的處理時間。 2、建立完善的檢修管理體系 勵磁事故的發(fā)生，相應(yīng)的暴露了對一些關(guān)鍵設(shè)備的檢查、檢測沒有落到實處，寫進(jìn)相關(guān)制度中。一個疏忽。一個不及時，就會導(dǎo)致一些元器件老化、受損等。因此，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代預(yù)防性檢修養(yǎng)護(hù)理論在發(fā)電機勵磁檢修的應(yīng)用，在電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)檢修中應(yīng)建立完善的檢修管理體系。根據(jù)勵磁系統(tǒng)組件組成及各零部件使用壽命情況確定勵磁系統(tǒng)的檢修周期，以零部件使用壽命前的科學(xué)更換預(yù)防勵磁系統(tǒng)故障的發(fā)生，實現(xiàn)發(fā)電機勵磁故障預(yù)防目的。 3、開發(fā)勵磁系統(tǒng)的自動化監(jiān)控 水電站的勵磁系統(tǒng)在發(fā)生常見故障時，為保證發(fā)電機組不受影響，就需要勵磁系統(tǒng)具有較強的自動調(diào)節(jié)和保護(hù)能力。勵磁系統(tǒng)的通訊接口可以和計算機的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，利用硬布線，以將系統(tǒng)的狀態(tài)通過網(wǎng)絡(luò)通訊上送為輔助，實現(xiàn)計算機監(jiān)控系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)相連接。如果系統(tǒng)運行正常，勵磁系統(tǒng)就會將系統(tǒng)狀態(tài)和報警旌旗燈號通過網(wǎng)絡(luò)通訊上送，并接收監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)理和控制指令。如果通訊異常，就會自動轉(zhuǎn)換為接收來自計較機監(jiān)控系統(tǒng)的硬接點調(diào)理與控制指令。

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