淺談水電站勵磁系統(tǒng)故障與處理

農(nóng)小燕

【摘? 要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力是關(guān)系到人們?nèi)粘Ｉ詈蛧窠?jīng)濟(jì)快速發(fā)展的支柱性行業(yè)。勵磁系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一項重要組成內(nèi)容，其控制性能的發(fā)揮直接關(guān)系到電力系統(tǒng)中電壓的穩(wěn)定性與可靠性，同時也是改善電力系統(tǒng)運行條件、維持電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)不可或缺的重要設(shè)備。關(guān)于勵磁系統(tǒng)的故障問題，也引起了設(shè)備維護(hù)人員及研究人員的重視。如何有效處理勵磁系統(tǒng)故障，并且保障發(fā)電機的穩(wěn)定運行，成為當(dāng)前維護(hù)中主要面臨的問題。

【關(guān)鍵詞】水電站;勵磁系統(tǒng);故障與處理

1水電站勵磁系統(tǒng)分析

水電站發(fā)電機勵磁系統(tǒng)作為水電站中水輪發(fā)電機的一個重要組成部分，它承擔(dān)著向發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流的重要功能，因此勵磁系統(tǒng)的性能好壞直接影響整個水電站的運行狀況。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和機組運行可靠性提出了更高要求，迫切需要性能優(yōu)、功能多和可靠性高的勵磁系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定及綜合自動化的要求。同時，近年來計算機監(jiān)控技術(shù)在水電站中得到了廣泛的應(yīng)用，使得微機勵磁裝置也迅速在水電站中得到了推廣。

勵磁調(diào)節(jié)器是發(fā)電機中極其重要的一部分。性能優(yōu)的勵磁控制器可以保證同步發(fā)電機運行的可靠性與穩(wěn)定性。在正常運行時，勵磁調(diào)節(jié)器供給發(fā)電機勵磁電流，并根據(jù)發(fā)電機負(fù)載的變化作相應(yīng)調(diào)整，以維持發(fā)電機機端電壓或電網(wǎng)中某一點電壓在給定水平上。當(dāng)發(fā)電機突然甩負(fù)荷時，它實行強行減磁以限制機端電壓，使其不會過度升高。此外，當(dāng)幾臺發(fā)電機并列運行時，通過勵磁控制器的作用可使無功功率在機組間得到穩(wěn)定和合理的分配。為了實現(xiàn)上述功能，微機勵磁調(diào)節(jié)器必須具備以下相應(yīng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)置。

2水電站勵磁系統(tǒng)故障分析

2.1失磁故障與處理

失磁是水電站勵磁系統(tǒng)的一種常見故障，通過查找和分析勵磁系統(tǒng)保護(hù)動作時的錄波和記錄，在發(fā)生失磁故障時，錄波顯示勵磁機組轉(zhuǎn)子電壓突變量迅速下降，錄波起動開始后，轉(zhuǎn)子電壓逐漸下降為負(fù)值，定子電壓和電流劇烈擺動，并且發(fā)出失磁保護(hù)動作。工作人員進(jìn)行仔細(xì)檢查，該水電站離勵磁功率電源的S111交流側(cè)開關(guān)節(jié)點松動，導(dǎo)致電源基礎(chǔ)電阻變大發(fā)生失磁故障。

為了能夠及時發(fā)現(xiàn)勵磁功率電源開關(guān)節(jié)點松動故障，可在磁力功率電源交流側(cè)開關(guān)節(jié)點位置設(shè)置故障監(jiān)控錄波器，實現(xiàn)實時監(jiān)控。同時，工作人員應(yīng)定期緊固和檢查勵磁開關(guān)輔助接點，確保勵磁開關(guān)輔助接點的牢固性和可靠性。

2.2勵磁變高壓熔斷器爆裂

在機組運行完成之后，若是控制室產(chǎn)生鳴響，這就表明產(chǎn)生了跳閘情況。在產(chǎn)生異常時，相關(guān)操作人員需要加強對勵磁系統(tǒng)的有效檢查，對熔斷器產(chǎn)生的爆裂進(jìn)行確定，并且調(diào)節(jié)器當(dāng)中的三相熔斷器也會產(chǎn)生一定意義上的裂縫，這就可以判斷為設(shè)備產(chǎn)生質(zhì)量問題。為了防止產(chǎn)生這些問題，機組在停運之后相應(yīng)操作人員不能離開現(xiàn)場，需要在完成各個部位檢查工作之后對故障進(jìn)行及時處理方能離開。

針對這個問題，工作人員應(yīng)對發(fā)電機一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子和定子進(jìn)行全面檢查，防止再發(fā)生類似事件，并且用同型號、同類型的高壓側(cè)熔斷器替換原來的大容量熔斷器，做好產(chǎn)品抽樣測試，確保熔斷器質(zhì)量合格。

2.3勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)生故障

勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)生故障，空載運行的機組，進(jìn)行升壓或降壓調(diào)節(jié)時，發(fā)電機機端電壓沒有變化，運行并網(wǎng)的發(fā)電機組，無功功力的增減就不能調(diào)節(jié)，會造成機組進(jìn)相運行，嚴(yán)重的情況機組就會保護(hù)跳閘停機，出現(xiàn)的以上情況，要求機組維修人員進(jìn)行故障處理時，用示波器對勵磁調(diào)節(jié)器的觸發(fā)璧沖進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有觸發(fā)脈沖異常的，對其相關(guān)回路的電子元件檢查，查找有問題的電子元件并更換，如果電站有勵磁調(diào)節(jié)器備品，更換勵磁調(diào)節(jié)器，這兩種方法可以消除觸發(fā)脈沖的異常，并把觸發(fā)脈沖波形同正常情況的波形作對比，波形一致，這樣就解決處理調(diào)節(jié)器的故障。

2.4 勵磁電流輸入回路的故障處理

在勵磁電流輸入回路中，滑環(huán)上的碳粉沒有定期清除，就會造成轉(zhuǎn)子接地故障，要定期及時清除滑環(huán)上的碳粉：滑環(huán)固定安裝在轉(zhuǎn)子上，滑環(huán)與轉(zhuǎn)子之間的絕緣管有時被擊穿也會造成轉(zhuǎn)子接地故障，出現(xiàn)這種情況維修人員必須細(xì)心的檢查，更滑被擊穿的絕緣套管：轉(zhuǎn)子回路在每年的機組小修維護(hù)中，必須檢查轉(zhuǎn)子繞組之間的連接點，是否有松動的情況，若有必須對連接點重新用錫焊加固接，避免造成斷線失磁的故障，每年定期檢測轉(zhuǎn)子回路的直流電阻數(shù)值和上年檢測的數(shù)據(jù)做對比，若數(shù)據(jù)有較大的減少，說明轉(zhuǎn)子繞組有短路故障，檢查出相應(yīng)的短路繞組并進(jìn)行更換，并進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)對比，數(shù)據(jù)誤差在允許范圍內(nèi)。水電站機組在枯水期停運或者是機組由于保護(hù)跳閘停機造成機組不能起勵，經(jīng)檢查勵碰調(diào)節(jié)器、勵磁功率部分、勵磁輸入回路都沒有故障，這就是由于轉(zhuǎn)子剩磁很少引起，只要用12V的蓄電瓶給空轉(zhuǎn)的機組進(jìn)行充磁即可起勵。

水電站承擔(dān)著電力生產(chǎn)的重要任務(wù)，為了保證水電站能安全運除了電站的其它電氣設(shè)備進(jìn)行有序的維修以外，水電站重中之重的勵磁系統(tǒng)要作以下必要工作，平時運行也要加強巡視，把故障發(fā)現(xiàn)在萌芽狀態(tài)。定期對勵磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行除塵和檢測;定期對品閘管進(jìn)行檢測，對檢測出有故障隱患的進(jìn)行更換，定期清除滑環(huán)上的碳粉，定期對轉(zhuǎn)子繞組的強 直流電阻進(jìn)行檢測并作對比，定期對轉(zhuǎn)子繞組的連接點進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)務(wù)要 有松動情況進(jìn)行處理，加強對勵磁系統(tǒng)巡視和維護(hù)，可以減少勵磁系統(tǒng)在水電站運行中的故障率，確保水電站發(fā)電機組安全高效運行。

2.5發(fā)電機非全相運行

某水電站發(fā)電機組啟動后，在升壓到額定值后，又迅速降到0，工作人員以為是風(fēng)機故障，為了找出故障原因，對發(fā)電機組手動起勵，結(jié)果仍然是電壓逐漸升高后迅速下降到0，并且發(fā)出異常聲響。經(jīng)過測量，發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子絕緣都正常，分別對勵磁逆變和發(fā)電機進(jìn)行試驗，將機組出口開關(guān)設(shè)置在正常試驗位置，對發(fā)電機組升壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)出口電壓保持穩(wěn)定的額定電壓。在發(fā)電機出口開關(guān)推到運行位置時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，B相母線出現(xiàn)運行故障，將開關(guān)推到試驗位置時，報警消失，因此可判斷這是發(fā)電機出口開關(guān)故障，檢查開關(guān)B相發(fā)現(xiàn)觸頭連桿螺絲松動，在開關(guān)分開過程中內(nèi)部觸頭實際沒有分開。該水電站發(fā)電機非全相運行主要是由于開關(guān)實際沒有斷開，導(dǎo)致勵磁系統(tǒng)故障。在發(fā)電機升壓過程中，三相電壓不平衡，發(fā)電機自動逆變滅磁，甚至引發(fā)發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞圈燒毀，嚴(yán)重影響發(fā)電機組的安全運行。

在發(fā)生這種故障時在發(fā)生這種故障時，工作人員應(yīng)及時查閱勵磁系統(tǒng)報警記錄，仔細(xì)分析故障原因，采取有效解決措施，做好開關(guān)運行維護(hù)和檢修工作，完成檢修后，進(jìn)行設(shè)備的試驗和傳動工作。

綜上所述

勵磁系統(tǒng)是水電站的重要組成部分，一旦發(fā)生故障，應(yīng)及時查閱系統(tǒng)操作記錄和報警記錄，仔細(xì)分析勵磁系統(tǒng)故障原因，判斷故障發(fā)生位置，在勵磁系統(tǒng)設(shè)備檢修過程中，嚴(yán)格把關(guān)，做好系統(tǒng)設(shè)備的檢查和試驗，檢修完成后及時驗收，避免勵磁系統(tǒng)設(shè)備在投運后再次發(fā)生故障，全面提高水電站勵磁系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，推動我國水電站快速發(fā)展。

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（作者單位：廣西桂水電力股份有限公司大新發(fā)電分公司）